CN116477929A - 一种氧化铝浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氧化铝陶瓷制备技术领域，具体为一种氧化铝浆料及其制备方法，所述氧化铝浆料应用于光固化3D打印制备陶瓷中，所述氧化铝浆料含有以下重量配比的原料：氧化铝4份，光敏树脂1‑3份；所述光敏树脂中含重量比为35‑50:20‑40:0‑30的三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂或/和单官能团丙烯酸树脂；所述氧化铝浆料固含量高达50.13vol％，粘度低至2.78Pa·s，具有高固含量、低粘度和低成本的优点，应用在光固化3D打印制备陶瓷中，可提高陶瓷密度。

Description

一种氧化铝浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及氧化铝陶瓷制备技术领域，具体为一种氧化铝浆料及其制备方法。
背景技术
氧化铝陶瓷结构稳定，耐腐蚀，耐高温，耐磨损，机械性能优良。被广泛用于航空航天、医疗器械、精密制造等行业中，但陶瓷材料难以加工成型，传统方法往往采用切削、模压、注射等成形方式，不仅成本高、周期长，且无法满足小批量、个性化制造的要求。
增材制造工艺采用离散-堆积的原理，在计算机控制下将粉材、液材、丝材等选择性地堆积成实体零件，有效解决了传统陶瓷加工方式不够灵活的问题。
光固化成型方法是目前最常见的氧化铝陶瓷增材制造方法，它通过激光-振镜扫描光敏树脂与氧化铝粉末混合物的方式得到坯体，脱脂和烧结后得到最终零件。但氧化铝浆料存在以下问题：(1)陶瓷粉末和树脂间结合力较差，浆料固含量通常低于45vol％，不利于陶瓷材料的光固化成型。(2)作为原料使用的氧化铝粉末颗粒比表面积较大，导致浆料粘度较大，影响陶瓷粉料在树脂中的均化程度，且成本较高。
发明内容
本发明针对浆料粘度高以及固含量低所导致的烧结性能差的问题，提供了一种氧化铝浆料及其制备方法。
本发明技术方案如下：
本发明提供一种氧化铝浆料，所述氧化铝浆料应用于光固化3D打印制备陶瓷中，所述氧化铝浆料含有以下重量配比的原料：氧化铝4份，光敏树脂1-3份；所述光敏树脂中含重量比为35-50:20-40:0-30的三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂或/和单官能团丙烯酸树脂。
如上所述的氧化铝浆料，所述三官能团丙烯酸树脂为丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或/和异氰尿酸三丙烯酸酯；
所述二官能团丙烯酸树脂为三丙二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯或/和1,9-壬二醇二丙烯酸酯；
所述单官能团丙烯酸树脂为丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯或/和丙烯酸十八酯。
本发明还提供一种氧化铝浆料的制备方法，包括如下操作：
S1将氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合均匀后，烘干，得到表面改性后的氧化铝；
S2将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂或/和光引发剂混合均匀后，形成混合树脂，所述混合树脂与助剂混合均匀后，得到光敏树脂；
S3将所述氧化铝与光敏树脂混合，研磨后，得到氧化铝浆料。
如上所述的氧化铝浆料的制备方法，所述氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合的重量比为1-2:3-6:0.06-0.12；所述氧化铝粉末的粒径大于3μm。
如上所述的氧化铝浆料的制备方法，所述S2的操作为：将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂和光引发剂按照重量比为35-50:20-40:0-30:1-4混合均匀后，形成混合树脂，将助剂添加到所述混合树脂中，得到所述光敏树脂。
其中，所述助剂的添加量是混合树脂体积量的38％-120％。
如上所述的氧化铝浆料的制备方法，所述S3的操作具体为：将所述氧化铝和光敏树脂混合后，加入刚玉球磨珠，研磨后，过滤掉所述刚玉球磨珠，真空脱气处理后得到所述氧化铝浆料。
其中，所述刚玉球磨珠与所述氧化铝、光敏树脂的重量比为8:4:1-3。
如上所述的氧化铝浆料的制备方法，所述助剂中含有以下成分的物质：消泡剂、浸润剂和增塑剂。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种氧化铝浆料，具有低粘度、高固含量的优点，固含量高达50.03vol％，粘度低至2.78Pa·s，应用在光固化3D打印制备陶瓷中，可提高陶瓷密度；
本发明提供的一种的制备方法，将表面改性的氧化铝和多种官能团丙烯酸树脂形成的光敏树脂混合后研磨得到氧化铝浆料，三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂和单官能团丙烯酸树脂的组合使用可增强与氧化铝的浸润性，能够使氧化铝更好地均匀分布在由多种官能团丙烯酸树脂形成的溶剂当中，不仅能够提高氧化铝浆料的固含量，还能够降低氧化铝浆料的粘度；
本发明提供的一种氧化铝浆料，通过将氧化铝粉末、酒精和分散剂混合均匀后，烘干得到表面改性后的氧化铝，使用便于浸润性的表面改性后的氧化铝作为原料制备氧化铝浆料，可提高氧化铝浆料的固含量；
本发明提供的一种氧化铝浆料，选用粒径大于3μm的氧化铝粉末作为原料，相较于亚微米或纳米级粉料，由于比表面积的降低，相同固含量条件下浆料粘度能够显著降低；且其单位价格通常仅为亚微米级或纳米级氧化铝的十分之一，极大地降低了生产成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
在附图中：
图1为实施例1中由氧化铝浆料经光固化3D打印机打印后的产品的显微镜结构图，尺长为1mm；
图2为实施例1中由氧化铝浆料经光固化3D打印机打印后的产品的显微镜结构图，尺长为50μm。
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。
本申请提供一种氧化铝浆料，所述氧化铝浆料应用于光固化3D打印制备陶瓷中，所述氧化铝浆料含有以下重量配比的原料：氧化铝4份，光敏树脂1-3份；所述光敏树脂中含重量比为35-50:20-40:0-30的三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂或/和单官能团丙烯酸树脂。
本申请还提供一种氧化铝浆料的制备方法，包括如下操作：
S1将氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合均匀后，烘干，得到表面改性后的氧化铝；
S2将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂或/和光引发剂混合均匀后，形成混合树脂，所述混合树脂与助剂混合均匀后，得到光敏树脂；
S3将所述氧化铝与光敏树脂混合，研磨后，得到氧化铝浆料。
具体为：
S1将氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合均匀后，烘干，得到表面改性后的氧化铝。
将氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合后，300r/min搅拌0.5-1.5h，130-150℃烘干1-3h，得到表面改性后的氧化铝。
氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合的重量比为1-2:3-6:0.06-0.12，优选混合的重量比为1.5:3.5:0.08。
极性溶剂为酒精。
氧化铝粉末的粒径大于3μm，D50＞3μm。采用平均粒径大于3μm的氧化铝粉料，其单位价格通常仅为亚微米级(100nm-1μm)或纳米级(1nm-100mnm)氧化铝的十分之一，极大地降低了生产成本；同时，相较于亚微米或纳米级粉料，由于比表面积的降低，相同固含量条件下浆料粘度能够显著降低。优选粒径为3-10μm的氧化铝粉末。
搅拌时间优选为1h，烘干温度优选为140℃，烘干时间优选为2h。
分散剂可以为聚丙烯酸钠、BYK-111分散剂、六偏磷酸钠。BYK-111分散剂为优选的分散剂，BYK-111分散剂由德国毕克化学生产，型号为BYK-111。S2将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂或/和光引发剂混合均匀后，形成混合树脂，混合树脂与助剂混合均匀后，得到光敏树脂。
将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂和光引发剂按照重量比为35-50:20-40:0-30:1-4混合均匀后，600r/min搅拌0.5-1.5h，形成混合树脂，将助剂添加到混合树脂中，搅拌0.5-1.5h，得到光敏树脂。
助剂的添加量是混合树脂体积量的38％-120％；助剂中含有以下成分的物质：消泡剂、浸润剂和增塑剂。消泡剂、浸润剂和增塑剂的混合重量比为8-15:15-40:15-40，优选混合的重量比为12:28:28。
优选将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂和光引发剂进行混合的搅拌时间为1h，将混合树脂与助剂混合搅拌的时间为1h。多种官能团丙烯酸树脂配合使用可增强与氧化铝的浸润性，能够使氧化铝更好地均匀分布在由多种官能团丙烯酸树脂形成的溶剂当中，有利于提高氧化铝浆料的固含量，以及降低氧化铝浆料的粘度。
三官能团丙烯酸树脂可以为丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或/和异氰尿酸三丙烯酸酯，优选为丙氧化丙三醇三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
二官能团丙烯酸酯可以为三丙二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯或/和1,9-壬二醇二丙烯酸酯，优选为三丙二醇二丙烯酸酯或1,6己二醇二丙烯酸酯。
单官能团丙烯酸酯可以为丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯或/和丙烯酸十八酯，优选为丙烯酰吗啉或丙烯酸异冰片酯。
进一步优选的，三官能团丙烯酸树脂为丙氧化丙三醇三丙烯酸酯，二官能团丙烯酸酯为三丙二醇二丙烯酸酯，单官能团丙烯酸酯为丙烯酰吗啉，丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和丙烯酰吗啉混合的重量比为42.5:30:15:2.5，这样获得的前驱体混合树脂溶剂性能较好，有利于得到高固含量、粘度低的氧化铝浆料。
光引发剂为德国巴斯夫光引发剂。
消泡剂可以为TEGO Foamex N消泡剂，由德国赢创迪高生产，型号为TEGO FoamexN。
浸润剂可以为TEGO Rad 2300浸润剂，由德国赢创迪高生产，型号为TEGO Rad2300。
增塑剂可以为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。
S3将氧化铝与光敏树脂混合，研磨后，得到氧化铝浆料。
将表面改性后的氧化铝、光敏树脂和刚玉球磨珠按照重量比为4：1-3：8混合，300r/min研磨1-3h后，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理0.5-1.5h，得到氧化铝浆料。加入刚玉球磨珠有利于磨匀表面改性后的氧化铝和光敏树脂，可使表面改性后的氧化铝的粒径降低，有利于其均匀分散在光敏树脂当中。
优选表面改性后的氧化铝、光敏树脂和刚玉球磨珠按照重量比为4:2:8进行混合，优选研磨时间为2h，优选脱气处理时间为1h。
刚玉球磨珠的粒径为3mm。
为便于本领域的技术人员能够很好地理解本申请提供的一种制备氧化铝粉末的方法，提供了实施例1-14对本申请提供的制备方法作展开说明。
实施例1
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111分散剂按照重量比为1:3:0.6混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌0.5h，然后放在烘箱中130℃烘干1h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和光引发剂按照重量比为35:40:4混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌0.5h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的38％，搅拌0.5h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:1:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨1h后，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理0.5h，得到氧化铝浆料。
实施例2
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111分散剂按照重量比为1:6:0.12混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌0.5h，然后放在烘箱中135℃烘干1.5h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰吗啉和光引发剂按照重量比为35:40:30:4混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌0.5h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的59％，搅拌0.5h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:1.5:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨1.5h后，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理0.5h，得到氧化铝浆料。
实施例3
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111分散剂按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰吗啉和光引发剂按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h后，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h，得到氧化铝浆料。
实施例4
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111分散剂按照重量比为2:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1.5h，然后放在烘箱中145℃烘干2.5h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰吗啉和光引发剂按照重量比为50:20:1:1混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1.5h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的100％，搅拌1.5h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2.5:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2.5h后，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1.5h，得到氧化铝浆料。
实施例5
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111分散剂按照重量比为2:3:0.06混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1.5h，然后放在烘箱中150℃烘干3h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和光引发剂按照重量比为50:20:1混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1.5h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的120％，搅拌1.5h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:3:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨3h后，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1.5h，得到氧化铝浆料。
实施例6
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和光引发剂按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例7
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、丙烯酰吗啉和光引发剂按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例8
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和引发剂TPO按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例9
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和引发剂TPO按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例10
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、丙烯酰吗啉和引发剂TPO按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例11
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和引发剂TPO按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例12
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1.5:4.5:0.08混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰吗啉和引发剂TPO按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例13
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为1:3:0.06混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯和引发剂TPO按照重量比为42.5:30:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:2:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
实施例14
将氧化铝粉末、酒精和BYK-111按照重量比为2:6:0.12混合后，放入搅拌机内，搅拌机上按照300r/min速度搅拌1h，然后放在烘箱中140℃烘干2h，得到表面改性后的氧化铝。
将季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯和引发剂TPO按照重量比为42.5:30:15:2.5混合，在搅拌机上按照600r/min速度，同时水浴60℃搅拌1h，得混合树脂；将混合树脂与助剂混合均匀，助剂的添加量是混合树脂体积量的79％，搅拌1h，得光敏树脂。
将表面改性后的氧化铝粉、光敏树脂、刚玉球磨珠重量比为4:3:8混合，放入球磨罐中，按照300r/min的速度球磨2h，过滤掉刚玉球磨珠，真空脱气处理1h后，得到氧化铝浆料。
为验证本申请提供的方法制得的氧化铝浆料效果更好，本申请中还设置了对比例1-13，用于对比验证不同方法制得的氧化铝浆料效果。
对比例1
与实施例5的区别在于，将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯更换为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
对比例2
与实施例5的区别在于，将三丙二醇二丙烯酸酯更换为新戊二醇二丙烯酸酯。
对比例3
与实施例5的区别在于，加入苯氧基乙基丙烯酸酯(属于单官能团丙烯酸树脂)，丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯和光引发剂按照重量比为50:20:1:1。
对比例4
与实施例5的区别在于，将丙氧化丙三醇三丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯分别更换为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯。
对比例5
与实施例5的区别在于，丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和光引发剂按照重量比为30:40:4混合。
对比例6
与实施例5的区别在于，丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和光引发剂按照重量比为25:40:4混合。
对比例7
与实施例5的区别在于，氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和光引发剂按照重量比为55:20:1混合。
对比例8
与实施例5的区别在于，氧化丙三醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和光引发剂按照重量比为60:20:1混合。
对比例9
与实施例5的区别在于，表面改性后的氧化铝和光敏树脂按照重量比为3:1混合。
对比例10
与实施例5的区别在于，表面改性后的氧化铝和光敏树脂按照重量比为1:1混合。
对比例11
与实施例5的区别在于，表面改性后的氧化铝和光敏树脂按照重量比为5:1混合。
对比例12
与实施例5的区别在于，表面改性后的氧化铝和光敏树脂按照重量比为7:1混合。
对比例13
与实施例5的区别在于，使用的氧化铝的粒径为1μm。
不同实施例和对比例制得的氧化铝浆料的固含量，粘度(剪切速率为200s-1)和氧化铝质量分数，参见表1。
表1不同方法制得的氧化铝浆料效果参数汇总表
本申请使用实施例3所提供的方法制得得氧化铝浆料，经光固化3D打印机打印后得到的产品，宏观上表面平整，无宏观大孔或凹陷，如图1，微观上其晶粒生长状态良好，内部几乎没有缺陷，如图2。另外，采用QB/T 1642-2012行业标准检测其密度，其密度为3.88g/cm3，密度较高。
本发明提供的一种氧化铝浆料，具有低粘度、高固含量的优点，固含量高达50.03vol％，粘度低至2.78Pa·s，应用在光固化3D打印制备陶瓷中，可提高陶瓷密度。
本发明提供的一种的制备方法，将表面改性的氧化铝和多种官能团丙烯酸树脂形成的光敏树脂混合后研磨得到氧化铝浆料，三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂和单官能团丙烯酸树脂的组合使用可增强与氧化铝的浸润性，能够使氧化铝更好地均匀分布在由多种官能团丙烯酸树脂形成的溶剂当中，不仅能够提高氧化铝浆料的固含量，还能够降低氧化铝浆料的粘度。
本发明提供的一种氧化铝浆料，通过将氧化铝粉末、酒精和分散剂混合均匀后，烘干得到表面改性后的氧化铝，使用便于浸润性的表面改性后的氧化铝作为原料制备氧化铝浆料，可提高氧化铝浆料的固含量。
本发明提供的一种氧化铝浆料，选用粒径大于3μm的氧化铝粉末作为原料，相较于亚微米或纳米级粉料，由于比表面积的降低，相同固含量条件下浆料粘度能够显著降低；且其单位价格通常仅为亚微米级或纳米级氧化铝的十分之一，极大地降低了生产成本。

Claims (10)

1.一种氧化铝浆料，其特征在于，所述氧化铝浆料应用于光固化3D打印制备陶瓷中，所述氧化铝浆料含有以下重量配比的原料：氧化铝4份，光敏树脂1-3份；所述光敏树脂中含重量比为35-50:20-40:0-30的三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂或/和单官能团丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的氧化铝浆料，其特征在于，
所述三官能团丙烯酸树脂为丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或/和异氰尿酸三丙烯酸酯；
所述二官能团丙烯酸树脂为三丙二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯或/和1,9-壬二醇二丙烯酸酯；
所述单官能团丙烯酸树脂为丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯或/和丙烯酸十八酯。
3.一种氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，包括如下操作：
S1将氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合均匀后，烘干，得到表面改性后的氧化铝；
S2将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂或/和光引发剂混合均匀后，形成混合树脂，所述混合树脂与助剂混合均匀后，得到光敏树脂；
S3将所述氧化铝与光敏树脂混合，研磨后，得到氧化铝浆料。
4.根据权利要求3所述的氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，所述氧化铝粉末、极性溶剂和分散剂混合的重量比为1-2:3-6:0.06-0.12。
5.根据权利要求3或4所述的氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，所述氧化铝粉末的粒径大于3μm。
6.根据权利要求3所述的氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，所述S2的操作为：将三官能团丙烯酸树脂、二官能团丙烯酸树脂、单官能团丙烯酸树脂和光引发剂按照重量比为35-50:20-40:0-30:1-4混合均匀后，形成混合树脂，将助剂添加到所述混合树脂中，得到所述光敏树脂。
7.根据权利要求6所述的氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，所述助剂的添加量是混合树脂体积量的38％-120％。
8.根据权利要求3所述的氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，所述S3的操作具体为：将所述氧化铝和光敏树脂混合后，加入刚玉球磨珠，研磨后，过滤掉所述刚玉球磨珠，真空脱气处理后得到所述氧化铝浆料。
9.根据权利要求8所述的氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，所述刚玉球磨珠与所述氧化铝、光敏树脂的重量比为8:4:1-3。
10.根据权利要求3所述的氧化铝浆料的制备方法，其特征在于，所述助剂中含有以下成分的物质：消泡剂、浸润剂和增塑剂。
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