CN108148398A - 一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用。所述耐磨陶瓷材料包括以下重量份数的原料：尼龙纤维30‑55份、陶瓷微粉10‑25份、二甲氨基异丙醇11‑17份、磷酸三钠14‑18份、三聚氯氰8‑16份、丝光沸石粉6‑9份、钛酸异丙酯4‑9份、铝酸钾2‑6份。本发明的耐磨陶瓷材料通过尼龙纤维、陶瓷微粉、二甲氨基异丙醇、磷酸三钠、三聚氯氰、丝光沸石粉、钛酸异丙酯和铝酸钾制备而成，耐磨性能好，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，制备工艺简单，易于实现工业化生产。

Description

一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种陶瓷，具体是一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用。
背景技术
3D打印，又被称作为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。与传统制造技术相比，3D打印不需要事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。而目前低密的3D打印陶瓷材料的很少，大大限制了3D打印材料的选择。且现有的3D打印陶瓷材料耐磨性能较差，长期使用后对陶瓷材料具有一定的损伤。因此，本发明提供一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维30-55份、陶瓷微粉10-25份、二甲氨基异丙醇11-17份、磷酸三钠14-18份、三聚氯氰8-16份、丝光沸石粉6-9份、钛酸异丙酯4-9份、铝酸钾2-6份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的原料：尼龙纤维35-50份、陶瓷微粉14-20份、二甲氨基异丙醇12-15份、磷酸三钠15-17份、三聚氯氰10-12份、丝光沸石粉7-9份、钛酸异丙酯5-7份、铝酸钾3-5份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的原料：尼龙纤维42份、陶瓷微粉16份、二甲氨基异丙醇13份、磷酸三钠16份、三聚氯氰11份、丝光沸石粉8份、钛酸异丙酯6份、铝酸钾4份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于180-205℃下混合均匀，搅拌速度为350-500r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于210-220℃下混合均匀，搅拌速度为150-220r/min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯、三聚氯氰和二甲氨基异丙醇，置于220-235℃下混合均匀，搅拌速度为100-200r/min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)混合时间为15-30min；步骤(2)混合时间为10-20min；步骤(3)混合时间为20-40min。
一种耐磨陶瓷材料用于3D打印技术领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的耐磨陶瓷材料通过尼龙纤维、陶瓷微粉、二甲氨基异丙醇、磷酸三钠、三聚氯氰、丝光沸石粉、钛酸异丙酯和铝酸钾制备而成，耐磨性能好，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，制备工艺简单，易于实现工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维30份、陶瓷微粉10份、二甲氨基异丙醇11份、磷酸三钠14份、三聚氯氰8份、丝光沸石粉6份、钛酸异丙酯4份、铝酸钾2份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于180℃下混合均匀，搅拌速度为350r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于210℃下混合均匀，搅拌速度为150r/min；混合时间为15min；混合时间为10min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯、三聚氯氰和二甲氨基异丙醇，置于220℃下混合均匀，搅拌速度为100r/min；混合时间为20min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
实施例2
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维55份、陶瓷微粉25份、二甲氨基异丙醇17份、磷酸三钠18份、三聚氯氰16份、丝光沸石粉9份、钛酸异丙酯9份、铝酸钾6份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于205℃下混合均匀，搅拌速度为500r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于220℃下混合均匀，搅拌速度为220r/min；混合时间为30min；混合时间为20min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯、三聚氯氰和二甲氨基异丙醇，置于235℃下混合均匀，搅拌速度为200r/min；混合时间为40min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
实施例3
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维42份、陶瓷微粉16份、二甲氨基异丙醇13份、磷酸三钠16份、三聚氯氰11份、丝光沸石粉8份、钛酸异丙酯6份、铝酸钾4份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于190℃下混合均匀，搅拌速度为400r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于215℃下混合均匀，搅拌速度为170r/min；混合时间为20min；混合时间为15min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯、三聚氯氰和二甲氨基异丙醇，置于230℃下混合均匀，搅拌速度为160r/min；混合时间为30min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
实施例4
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维35份、陶瓷微粉14份、二甲氨基异丙醇12份、磷酸三钠15份、三聚氯氰10份、丝光沸石粉7份、钛酸异丙酯5份、铝酸钾3份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于185℃下混合均匀，搅拌速度为380r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于215℃下混合均匀，搅拌速度为165r/min；混合时间为18min；混合时间为12min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯、三聚氯氰和二甲氨基异丙醇，置于228℃下混合均匀，搅拌速度为128r/min；混合时间为22min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
实施例5
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维50份、陶瓷微粉20份、二甲氨基异丙醇15份、磷酸三钠17份、三聚氯氰12份、丝光沸石粉9份、钛酸异丙酯7份、铝酸钾5份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于200℃下混合均匀，搅拌速度为450r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于215℃下混合均匀，搅拌速度为210r/min；混合时间为25min；混合时间为16min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯、三聚氯氰和二甲氨基异丙醇，置于230℃下混合均匀，搅拌速度为180r/min；混合时间为32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
对比例1
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维50份、陶瓷微粉20份、磷酸三钠17份、三聚氯氰12份、丝光沸石粉9份、钛酸异丙酯7份、铝酸钾5份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于200℃下混合均匀，搅拌速度为450r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于215℃下混合均匀，搅拌速度为210r/min；混合时间为25min；混合时间为16min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯和三聚氯氰，置于230℃下混合均匀，搅拌速度为180r/min；混合时间为32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
对比例2
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维50份、陶瓷微粉20份、二甲氨基异丙醇15份、磷酸三钠17份、丝光沸石粉9份、钛酸异丙酯7份、铝酸钾5份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于200℃下混合均匀，搅拌速度为450r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于215℃下混合均匀，搅拌速度为210r/min；混合时间为25min；混合时间为16min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯和二甲氨基异丙醇，置于230℃下混合均匀，搅拌速度为180r/min；混合时间为32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
对比例3
一种耐磨陶瓷材料，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维50份、陶瓷微粉20份、磷酸三钠17份、丝光沸石粉9份、钛酸异丙酯7份、铝酸钾5份。
一种耐磨陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于200℃下混合均匀，搅拌速度为450r/min；(2)向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于215℃下混合均匀，搅拌速度为210r/min；混合时间为25min；混合时间为16min；(3)向上步所得物中加入钛酸异丙酯，置于230℃下混合均匀，搅拌速度为180r/min；混合时间为32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。该耐磨陶瓷材料可用于3D打印技术领域。
实验例
对实施例5和对比例1-3制备的耐磨陶瓷材料进行性能测试，结果见下表。
表
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种耐磨陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维30-55份、陶瓷微粉10-25份、二甲氨基异丙醇11-17份、磷酸三钠14-18份、三聚氯氰8-16份、丝光沸石粉6-9份、钛酸异丙酯4-9份、铝酸钾2-6份。
2.根据权利要求1所述的耐磨陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维35-50份、陶瓷微粉14-20份、二甲氨基异丙醇12-15份、磷酸三钠15-17份、三聚氯氰10-12份、丝光沸石粉7-9份、钛酸异丙酯5-7份、铝酸钾3-5份。
3.根据权利要求1所述的耐磨陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：尼龙纤维42份、陶瓷微粉16份、二甲氨基异丙醇13份、磷酸三钠16份、三聚氯氰11份、丝光沸石粉8份、钛酸异丙酯6份、铝酸钾4份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的耐磨陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将尼龙纤维和陶瓷微粉混合，置于180-205℃下混合均匀，搅拌速度为350-500r/min；（2）向上步所得物中加入磷酸三钠、丝光沸石粉和铝酸钾，置于210-220℃下混合均匀，搅拌速度为150-220r/min；（3）向上步所得物中加入钛酸异丙酯、三聚氯氰和二甲氨基异丙醇，置于220-235℃下混合均匀，搅拌速度为100-200r/min；（4）将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
5.根据权利要求4所述的耐磨陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）混合时间为15-30min；步骤（2）混合时间为10-20min；步骤（3）混合时间为20-40min。
6.一种如权利要求1-3任一所述的耐磨陶瓷材料用于3D打印技术领域。
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