CN105562677A - 打印机用高强度陶瓷材料组合物和高强度陶瓷的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种打印机用高强度陶瓷材料组合物和高强度陶瓷的制备方法，其中，所述组合物包括陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨；其中，相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的含量为10-30重量份，所述二氧化钛的含量为5-15重量份，所述聚乙烯树脂的含量为20-40重量份，所述顺丁橡胶的含量为10-25重量份，所述氮化铝的含量为10-30重量份，所述乙二胺四乙酸的含量为5-15重量份，所述石墨的含量为10-30重量份。通过上述设计，实现了强度较高，大大降低陶瓷被摔碎的情况的发生的效果。

Description

打印机用高强度陶瓷材料组合物和高强度陶瓷的制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印机用耗材的生产制备领域，具体地，涉及打印机用高强度陶瓷材料组合物和高强度陶瓷的制备方法。
背景技术
陶瓷粉末作为3D打印机常规采用的打印材料之一，在3D打印机中的应用极为广泛，但是众所周知，陶瓷在日常使用过程中往往极易被摔破，从而使得在使用过程中需要极为注意，在稍不注意的环境下，则可能使得陶瓷极易被摔碎。
因此，提高一种强度较高，大大降低陶瓷被摔碎的情况的发生的打印机用高强度陶瓷材料组合物和高强度陶瓷的制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中陶瓷在作为3D打印机的耗材，被打印出后在日常使用过程中往往极易被摔破，从而使得在使用过程中需要极为注意，在稍不注意的环境下，则可能使得陶瓷极易被摔碎的问题，从而提供一种强度较高，大大降低陶瓷被摔碎的情况的发生的打印机用高强度陶瓷材料组合物和高强度陶瓷的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种打印机用高强度陶瓷材料组合物，其中，所述组合物包括陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨；其中，
相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的含量为10-30重量份，所述二氧化钛的含量为5-15重量份，所述聚乙烯树脂的含量为20-40重量份，所述顺丁橡胶的含量为10-25重量份，所述氮化铝的含量为10-30重量份，所述乙二胺四乙酸的含量为5-15重量份，所述石墨的含量为10-30重量份。
本发明还提供了一种打印机用高强度陶瓷的制备方法，其中，所述制备方法包括：将陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨混合，制得打印机用高强度陶瓷；其中，
相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的用量为10-30重量份，所述二氧化钛的用量为5-15重量份，所述聚乙烯树脂的用量为20-40重量份，所述顺丁橡胶的用量为10-25重量份，所述氮化铝的用量为10-30重量份，所述乙二胺四乙酸的用量为5-15重量份，所述石墨的用量为10-30重量份。
通过上述技术方案，本发明将陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨按照一定的比例混合制得陶瓷材料，并使得通过上述材料混合后制得的陶瓷材料在实际使用时能够有效提高其强度，大大降低摔碎的可能性，进一步提高其耐摔性能和使用性能，从而提高制得的产品的使用寿命。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种打印机用高强度陶瓷材料组合物，其中，所述组合物包括陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨；其中，
相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的含量为10-30重量份，所述二氧化钛的含量为5-15重量份，所述聚乙烯树脂的含量为20-40重量份，所述顺丁橡胶的含量为10-25重量份，所述氮化铝的含量为10-30重量份，所述乙二胺四乙酸的含量为5-15重量份，所述石墨的含量为10-30重量份。
上述设计通过将陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨按照一定的比例混合制得陶瓷材料，并使得通过上述材料混合后制得的陶瓷材料在实际使用时能够有效提高其强度，大大降低摔碎的可能性，进一步提高其耐摔性能和使用性能，从而提高制得的产品的使用寿命。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使制得的陶瓷具有更好的耐摔性能，相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的含量为15-25重量份，所述二氧化钛的含量为8-12重量份，所述聚乙烯树脂的含量为25-35重量份，所述顺丁橡胶的含量为15-20重量份，所述氮化铝的含量为15-25重量份，所述乙二胺四乙酸的含量为8-12重量份，所述石墨的含量为15-25重量份。
所述聚乙烯树脂可以为本领域常规采用的类型，例如，在本发明的一种更为优选的实施方式中，为了使制得的陶瓷耐摔性能更好，所述聚乙烯树脂的密度为0.91-0.96g/cm3。
本发明还提供了一种打印机用高强度陶瓷的制备方法，其中，所述制备方法包括：将陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨混合，制得打印机用高强度陶瓷；其中，
相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的用量为10-30重量份，所述二氧化钛的用量为5-15重量份，所述聚乙烯树脂的用量为20-40重量份，所述顺丁橡胶的用量为10-25重量份，所述氮化铝的用量为10-30重量份，所述乙二胺四乙酸的用量为5-15重量份，所述石墨的用量为10-30重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的用量为15-25重量份，所述二氧化钛的用量为8-12重量份，所述聚乙烯树脂的用量为25-35重量份，所述顺丁橡胶的用量为15-20重量份，所述氮化铝的用量为15-25重量份，所述乙二胺四乙酸的用量为8-12重量份，所述石墨的用量为15-25重量份。
所述聚乙烯树脂如前所述。
所述混合过程可以按照本领域常规采用的方式进行操作，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述混合过程可以为置于搅拌速率为50-100r/min的条件下搅拌10-30min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，所述聚乙烯树脂为苏州兴雨轩塑化有限公司生产的牌号为LD369的市售品，所述顺丁橡胶为燕山石化生产的牌号为BR9000的市售品，所述陶瓷粉末、所述铝粉、所述二氧化钛、所述氮化铝、所述乙二胺四乙酸和所述石墨为常规市售品。
实施例1
将100g陶瓷粉末、15g铝粉、8g二氧化钛、25g聚乙烯树脂、15g顺丁橡胶、15g氮化铝、8g乙二胺四乙酸和15g石墨置于搅拌速率为50r/min的条件下搅拌10min混合，制得打印机用高强度陶瓷A1。
实施例2
将100g陶瓷粉末、25g铝粉、12g二氧化钛、35g聚乙烯树脂、20g顺丁橡胶、25g氮化铝、12g乙二胺四乙酸和25g石墨置于搅拌速率为100r/min的条件下搅拌30min混合，制得打印机用高强度陶瓷A2。
实施例3
将100g陶瓷粉末、20g铝粉、10g二氧化钛、30g聚乙烯树脂、18g顺丁橡胶、20g氮化铝、10g乙二胺四乙酸和20g石墨置于搅拌速率为80r/min的条件下搅拌20min混合，制得打印机用高强度陶瓷A3。
实施例4
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，所述铝粉的用量为10g，所述二氧化钛的用量为5g，所述聚乙烯树脂的用量为20g，所述顺丁橡胶的用量为10g，所述氮化铝的用量为10g，所述乙二胺四乙酸的用量为5g，所述石墨的用量为10g，制得打印机用高强度陶瓷A4。
实施例5
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，所述铝粉的用量为30g，所述二氧化钛的用量为15g，所述聚乙烯树脂的用量为40g，所述顺丁橡胶的用量为25g，所述氮化铝的用量为30g，所述乙二胺四乙酸的用量为15g，所述石墨的用量为30g，制得打印机用高强度陶瓷A5。
对比例1
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，所述铝粉的用量为5g，所述二氧化钛的用量为2g，所述聚乙烯树脂的用量为10g，所述顺丁橡胶的用量为5g，所述氮化铝的用量为5g，所述乙二胺四乙酸的用量为2g，所述石墨的用量为5g，制得打印机用陶瓷D1。
对比例2
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，所述铝粉的用量为50g，所述二氧化钛的用量为30g，所述聚乙烯树脂的用量为80g，所述顺丁橡胶的用量为50g，所述氮化铝的用量为50g，所述乙二胺四乙酸的用量为30g，所述石墨的用量为50g，制得打印机用陶瓷D2。
测试例
将上述制得的A1-A5、D1和D2用3D打印机打印成型后分别施加外力敲打，检测其是否发生碎裂，得到的结果如表1所示
表1
编号 施加外力后
A1 无破损
A2 无破损
A3 无破损
A4 轻微裂痕
A5 轻微裂痕
D1 碎裂
D2 碎裂
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种打印机用高强度陶瓷材料组合物，其特征在于，所述组合物包括陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨；其中，
相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的含量为10-30重量份，所述二氧化钛的含量为5-15重量份，所述聚乙烯树脂的含量为20-40重量份，所述顺丁橡胶的含量为10-25重量份，所述氮化铝的含量为10-30重量份，所述乙二胺四乙酸的含量为5-15重量份，所述石墨的含量为10-30重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的含量为15-25重量份，所述二氧化钛的含量为8-12重量份，所述聚乙烯树脂的含量为25-35重量份，所述顺丁橡胶的含量为15-20重量份，所述氮化铝的含量为15-25重量份，所述乙二胺四乙酸的含量为8-12重量份，所述石墨的含量为15-25重量份。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述聚乙烯树脂的密度为0.91-0.96g/cm3。
4.一种打印机用高强度陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将陶瓷粉末、铝粉、二氧化钛、聚乙烯树脂、顺丁橡胶、氮化铝、乙二胺四乙酸和石墨混合，制得打印机用高强度陶瓷；其中，
相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的用量为10-30重量份，所述二氧化钛的用量为5-15重量份，所述聚乙烯树脂的用量为20-40重量份，所述顺丁橡胶的用量为10-25重量份，所述氮化铝的用量为10-30重量份，所述乙二胺四乙酸的用量为5-15重量份，所述石墨的用量为10-30重量份。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述陶瓷粉末，所述铝粉的用量为15-25重量份，所述二氧化钛的用量为8-12重量份，所述聚乙烯树脂的用量为25-35重量份，所述顺丁橡胶的用量为15-20重量份，所述氮化铝的用量为15-25重量份，所述乙二胺四乙酸的用量为8-12重量份，所述石墨的用量为15-25重量份。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述聚乙烯树脂的密度为0.91-0.96g/cm3。
7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述混合过程为置于搅拌速率为50-100r/min的条件下搅拌10-30min。
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