【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光固化陶瓷浆料制备和增材制造，具体涉及一种自清洁光固化陶瓷浆料、其制备方法和自清洁方法。
技术介绍
1、陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等诸多优异性能，在航空航天、汽车制造、石油化工、生物医用等领域应用广泛。随着陶瓷材料应用场景的多样化和应用需求的个性化，对陶瓷制件结构的复杂度要求也越来越高。而传统工艺中，对陶瓷制件实施切削等减材操作时困难重重，而且模具的制备周期较长，开模步骤在面对复杂结构时操作受限，严重制约了复杂结构陶瓷制件的制备，限制了其应用。
2、增材制造技术通过层层叠加的方式获得三维结构，是制备复杂结构陶瓷制件的理想技术。其中立体光刻技术(sla)打印精度能达到20um，不仅是增材制造技术中发展最为成熟的打印工艺之一，也是目前制备复杂结构陶瓷制件增材制造工艺最为广泛的研究之一。光固化陶瓷浆料作为sla打印工艺的原料，其主要由陶瓷粉体、光敏树脂、分散剂、光引发剂、其它功能助剂组成。为了提高浆料体系的触变性，满足其工艺打印性能，往往在体系中加入增稠剂。由于分子构象无序而导致的无规卷曲的物理缠结，浆料体系在非剪切状态下粘度较大，在剪切状态下，增稠剂分子从毛团状伸展成线状，浆料粘度降低。增稠剂的加入为浆料提供了良好的流变性，改善光固化陶瓷浆料体系的打印工艺性能。但打印完毕后，打印的陶瓷素坯中的残余浆料处在非剪切状态，而打印的陶瓷素坯的力学性能较弱，因而素坯尤其是复杂流道结构中残余浆料往往难以清理，不但加工效率受到影响，也为后续烧结成型后的机加工步骤带来了很多困难。对于具有内部复杂流道结构的
3、采用清洗剂冲洗的方式实现sla打印陶瓷浆料的清理是目前常用的一种方式。清洗剂通常为乙醇、异丙醇、丙酮等溶剂，但清洗效果一般。为了达到更优良的清洗效果，也会采用强力清洗剂，通常为强极性溶剂，如n-甲基吡咯烷酮，n,n-二甲基乙酰胺等，但长时间的清洗过程可能会对素坯造成一定损伤，同时也造成了环境污染。另一方面，针对复杂内部流道，清洗剂的方式效率往往较低，清洁难度较高，在实际清洁应用中效果不理想。从浆料配方设计出发，在保证浆料体系优良的光固化性能和流变性能的前提下，同时满足残余浆料的易清理，开发具有自清洁功能的光固化陶瓷浆料体系，实现环境友好，高效简单的陶瓷浆料清理方法，这是科研界和产业界共同追求的目标。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种自清洁光固化陶瓷浆料、其制备方法和自清洁方法，可有效解决上述问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术第一目的提供一种自清洁光固化陶瓷浆料，所述自清洁光固化陶瓷浆料包括陶瓷粉体和光敏预聚液；所述自清洁光固化陶瓷浆料中陶瓷粉体的固相质量含量为40％～70％。
4、优选的，所述光敏预聚液包括光敏树脂、光引发剂、温敏相变剂、流平剂和分散剂。
5、优选的，所述光敏预聚液各组分的重量配比为：
6、
7、优选的，所述光敏树脂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯预聚物中的一种或几种的混合物；
8、所述光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯或1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或几种的混合物；
9、所述温敏相变剂为聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚己内酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或聚己二酸己二醇酯共聚物中的一种或几种的混合物；
10、所述流平剂为异佛尔酮、二丙酮醇、丙烯酸流平剂或有机硅流平剂中的一种或几种的混合物；
11、所述分散剂为硅藻泥分散剂sp-710、硅藻泥分散剂byk-111、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种的混合物。
12、优选的，所述陶瓷粉体为碳化硅粉末、氧化锆粉末、氧化铝粉末或氮化硅粉末中的一种或几种的混合物，所述陶瓷粉体的粒径为10nm～50um。
13、本专利技术第二目的提供一种所述的自清洁光固化陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：
14、步骤s1，制备光敏预聚液：
15、将配方量的温敏相变剂在80～120℃下加热融化，然后分别加入配方量的光敏树脂、光引发剂、流平剂和分散剂，充分搅拌至混合均匀，制备得到光敏预聚液；
16、步骤s2，制备自清洁光固化陶瓷浆料
17、将制备好的光敏预聚液和配方量的陶瓷粉末混合均匀，制备得到自清洁光固化陶瓷浆料；
18、制备得到的所述自清洁光固化陶瓷浆料，置于4～10℃环境中低温保存；
19、当需要使用时，将低温保存的所述自清洁光固化陶瓷浆料置于室温环境中，直到其温度达到室温环境，然后将所述自清洁光固化陶瓷浆料作为打印材料，通过打印工艺打印具有内部复杂结构的陶瓷素坯件。
20、本专利技术第三目的提供一种所述的自清洁光固化陶瓷浆料制备得到的陶瓷素坯件的自清洁方法，包括以下步骤：
21、步骤s1，采用自清洁光固化陶瓷浆料打印得到陶瓷素坯件，将所述陶瓷素坯件加热至温敏相变剂的相变温度，所述陶瓷素坯件的内部孔道中的残余浆料经过充分的受热，使温敏相变剂发生相变，从而使内部孔道中的残余浆料粘度变小，易于流动，受重力作用自动流出；
22、步骤s2，使用清洗溶剂冲洗所述陶瓷素坯件的内部孔道，直到所述陶瓷素坯件内部孔道中的残余浆料清理完毕。
23、本专利技术提供的一种自清洁光固化陶瓷浆料、其制备方法和自清洁方法具有以下优点：
24、(1)本专利技术所述的自清洁光固化陶瓷浆料中，采用温敏相变剂替代增稠剂，能够满足体系高的固相含量，同时能够具有优良的稳定性和光固化打印工艺性能。
25、(2)本专利技术中自清洁光固化陶瓷浆料，除了具有原料易得、制备步骤简便、产率高的优点，其清理步骤简单、环保、高效、非常适于工业化生产。
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1.一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述自清洁光固化陶瓷浆料包括陶瓷粉体和光敏预聚液；所述自清洁光固化陶瓷浆料中陶瓷粉体的固相质量含量为40％～70％。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述光敏预聚液包括光敏树脂、光引发剂、温敏相变剂、流平剂和分散剂。
3.根据权利要求2所述的一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述光敏预聚液各组分的重量配比为：
4.根据权利要求2所述的一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述光敏树脂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯预聚物中的一种或几种的混合物；
5.根据权利要求1所述的一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷粉体为碳化硅粉末、氧化锆粉末、氧化铝粉末或氮化硅粉末中的一种或几种的混合物，所述陶瓷粉体的粒径为10nm～50um。
6.一种权利要求2所述的自清洁光固化陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.一种采用权利要求2所述的自清洁光固化陶瓷浆料制备得到的陶瓷素坯件的自清洁方法，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述自清洁光固化陶瓷浆料包括陶瓷粉体和光敏预聚液；所述自清洁光固化陶瓷浆料中陶瓷粉体的固相质量含量为40％～70％。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述光敏预聚液包括光敏树脂、光引发剂、温敏相变剂、流平剂和分散剂。
3.根据权利要求2所述的一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述光敏预聚液各组分的重量配比为：
4.根据权利要求2所述的一种自清洁光固化陶瓷浆料，其特征在于，所述光敏树脂为三羟甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵婷婷，靳宝杰，李珊，王功，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：
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