一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法与流程

文档序号:14727559发布日期:2018-06-19 12:33阅读:347来源:国知局

本发明涉及陶瓷技术领域,尤其是涉及一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法。



背景技术:

陶瓷釉面质量的好坏直接影响上釉产品的性能和质量,而釉面质量的好坏除与釉料配方、釉浆制备工艺及燃烧条件有关外还与施釉工艺有关。随着陶瓷的不断发展,施釉工艺也向高质量,低能耗,更适合现代化生产的方向发展。在陶瓷胚体施釉过程中,釉料覆盖陶瓷胚体表面,形成陶瓷釉薄层,陶瓷釉薄层的厚度对陶瓷的性能有较大影响,厚度大的陶瓷釉薄层其表面的光洁度和莹润度较高,釉面的光亮度较低,边角线条模糊。综合海内外施釉工艺,现有施釉方法主要有:抹釉、涂釉、刷釉、浇釉、浸釉、静电真空管道施釉、吹釉和喷釉。这些施釉工艺虽然能够在陶瓷胚体表面覆盖陶瓷釉薄层,但是陶瓷釉薄层的厚度较难控制,施釉后,陶瓷胚体表面有的地方覆盖的陶瓷釉较厚,有的地方覆盖的陶瓷釉较薄,这样会导致陶瓷釉薄层的厚度不均一,使陶瓷的釉面光亮度、光洁度和润莹度不同,影响陶瓷产品的质量。另外不同种类的陶瓷其需要的光亮度、光洁度和润莹度不同,也就是不同种类的陶瓷其陶瓷釉薄层厚度不同,现有技术方法在上釉过程中对陶瓷釉薄层的厚度不能精确控制,导致釉面光亮度、光洁度和润莹度难以控制,需要进行烧制大量的陶瓷来挑选性能合格的陶瓷制品,浪费大量的人力和原料。



技术实现要素:

本发明是为了克服现有技术陶瓷釉薄层厚度不能控制的问题,提供一种能够精准控制陶瓷釉薄层厚度且厚度均匀的陶瓷釉薄层的制备方法。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为200~300μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,最后冷却至室温。

陶瓷釉薄层的厚度影响陶瓷釉面的光亮度、光洁度和润莹度,只有合适厚度的陶瓷釉薄层才能制备出高质量色质的陶瓷釉薄层。传统方法制备陶瓷釉薄层方法是将陶瓷胚体外表面人工覆盖一层陶瓷釉,但是陶瓷釉薄层的厚度不能确定,只能通过调节陶瓷釉料的粘度大小来粗略制备不同厚度的陶瓷釉薄层,然后从大量的陶瓷成品中挑选出成色好的陶瓷制品,浪费原料和人工劳动力。本发明先通过三维扫描仪将陶瓷胚体外部轮廓数据输入电脑,电脑中显示陶瓷胚体模型,然后由电脑在陶瓷胚体模型上自动添加一定厚度的陶瓷釉薄层模型,陶瓷釉薄层模型厚度的大小可以人工输入调节,然后将陶瓷模型数据输入3D打印机中,3D打印机喷头受电脑程序控制在陶瓷胚体实物上喷射堆积一定厚度的陶瓷釉薄层,陶瓷釉薄层的厚度是经过电脑提前预设,打印出的实体陶瓷釉薄层与电脑预设的陶瓷釉薄层厚度大小相同,这样就可以根据不同种类的陶瓷打印不同厚度的陶瓷釉薄层,从而获得色质较高的陶瓷,本发明不需要制备大量的陶瓷制品来进行质量挑选,节省大量的原料,不需要人工施釉,节省人力;另外本发明采用3D打印陶瓷釉薄层能够保证陶瓷釉薄层厚度大小一致,大大提高陶瓷表面色泽的均匀性。

作为优选,所述步骤(3)中上釉陶瓷胚体烘烤温度为60~70℃,烘烤时间为1~2h。

作为优选,所述步骤(3)中,烘烤过后的陶瓷胚体进行烧结的过程为:先以90~120℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至850~900℃并保温3~5h,然后以40~50℃/h的升温速度升至1100~1250℃并保温6~10h。

作为优选,所述步骤(2)中陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩30~40份、钾长石25~30份、高岭土15~20份、磷酸钙2~3份、碳酸钡1~3份、碳化硅2~5份、复合粘结剂4~8份、三氧化二锑1~3份、白云石微米颗粒2~5份、纳米二氧化硅颗粒3~6份。

本发明以霞石正长岩、钾长石和高岭土作为陶瓷釉配料的基础成分,磷酸钙用于提高组分在釉料中分散性,碳酸钡用于增加陶瓷釉表面的光泽性,复合粘结剂用于将物料粘结,增加陶瓷釉的强度,三氧化二锑用于增加陶瓷釉料的耐热性,防止陶瓷釉薄层在烧结过程中出现大面积开裂现象。

作为优选,所述白云石微米颗粒大小为20~30μm,所述纳米二氧化硅颗粒大小为100~250nm。

本发明将白云石微米颗粒与二氧化硅纳米颗粒混入陶瓷釉料中,一部分白云石微米颗粒和二氧化硅纳米颗粒混在釉料薄层的内部,白云石微米颗粒可以提高陶瓷釉薄层的热稳定性,二氧化硅纳米颗粒可以提高陶瓷釉薄层的强度和致密性,防止空气中水分进入陶瓷胚体内部;另外,一部分微米颗粒和纳米颗粒分散在陶瓷釉薄层的表面,微米颗粒和纳米颗粒在陶瓷釉薄层表面形成微米颗粒和纳米颗粒相间的结构,大大提升陶瓷釉薄层表面的粗糙度,使陶瓷釉薄层具有超疏水性能,当陶瓷沾上灰尘或污垢时,使陶瓷变得容易清洗。

作为优选,所述白云石微米颗粒经过预处理,预处理方法为:

将2~3g氢氧化钙加入反应釜中,然后加入50~60mL去离子水,加热至50~60℃,搅拌均匀后加入4~8g白云石微米颗粒,再加入0.1~0.2g焦磷酸钠,然后匀速通入二氧化碳,反应1~2h,二氧化碳通入速率控制在3~5m3/h,最后放入真空干燥箱中,在70~80℃的条件下干燥3~7h,得到预处理的白云石微米颗粒。

本发明为了进一步提高陶瓷釉薄层表面的疏水性能,利用氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,在白云石微米颗粒表面包覆一层纳米碳酸钙颗粒,这种微米颗粒表面分散纳米颗粒的结构构成类似荷叶微观表面的仿生超疏水结构,大大提高陶瓷釉薄层表面的粗糙度,进一步增加陶瓷釉薄层的疏水性能;另外碳酸钙纳米颗粒有利于提高陶瓷釉料的固化速度,防止陶瓷釉墨水在喷射到陶瓷胚体表面后因重力作用造成的陶瓷釉浆滴位移,造成陶瓷釉薄层表面形成凹陷和凸起,影响陶瓷质量。

作为优选,所述复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂30~35份、蒙脱石50~60份、六偏磷酸钠2~5份、乙烯基三甲氧基硅烷1~3份、改性二乙烯三胺5~10份和碳化硅3~5份。

本发明中复合粘结剂以缩水甘油酯类环氧树脂为粘结物质,蒙脱石为复合粘结剂的填料,六偏磷酸钠增加组分间的分散性,乙烯基三甲氧基硅烷提高组分的相容性和亲和力,改性二乙烯三胺为提升复合粘结剂的固化速度,碳化硅提高粘结剂的热稳定性。

作为优选,所述改性乙烯基三胺制备方法为:将20~25mL二乙烯三胺和80~100mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入15~20ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至50~60℃,再加入0.1~0.15g偶氮二异丁腈,反应4~5h,得到改性的二乙烯三胺。

由于陶瓷后期要经过高温烧结,复合粘结剂必须具有一定的耐热性能,否则会造成陶瓷釉薄层表面的开裂,本发明对固化剂进行接枝改性,在二乙烯三胺固化剂分子上接枝含有苯环骨架,提高其耐热性;在一定温度下缩水甘油酯类环氧树脂与改性二乙烯三胺中的伯胺反应生成仲胺,仲胺继续与缩水甘油酯类环氧树脂反应形成交联的网状结构,使复合粘结剂快速固化,进一步增加复合粘结剂的耐热性能。

因此,本发明具有如下有益效果:(1)能够控制陶瓷胚体表面覆盖的陶瓷釉薄层的厚度,从而提升陶瓷釉色质;(2)陶瓷釉薄层厚度大小一致,色质均匀;(3)节省原料,降低成本;(4)具有超疏水性能,便于陶瓷表面的清洁。

具体实施方式

下面通过具体实施例,对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的,实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。

实施例1

一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为200μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为60℃,烘烤时间为1h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以90℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至850℃并保温3h,然后以40℃/h的升温速度升至1100℃并保温6h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩30份、钾长石25份、高岭土15份、磷酸钙2份、碳酸钡1份、碳化硅2份、复合粘结剂4份、三氧化二锑1份、粒径大小为20μm白云石微米颗粒2份、粒径大小为100nm的纳米二氧化硅颗粒3份。

其中,白云石微米颗粒经过预处理,预处理方法为:

将2g氢氧化钙加入反应釜中,然后加入50mL去离子水,加热至50℃,搅拌均匀后加入4g白云石微米颗粒,再加入0.1g焦磷酸钠,然后匀速通入二氧化碳,反应1h,二氧化碳通入速率控制在3m3/h,最后放入真空干燥箱中,在70℃的条件下干燥3h,得到预处理的白云石微米颗粒。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂30份、蒙脱石50份、六偏磷酸钠2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、改性二乙烯三胺5份和碳化硅3份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将20mL二乙烯三胺和80mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入15ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至50℃,再加入0.1g偶氮二异丁腈,反应4h,得到改性的二乙烯三胺。

实施例2

一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为220μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为63℃,烘烤时间为1.2h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以100℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至860℃并保温3.5h,然后以42℃/h的升温速度升至1150℃并保温7h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩32份、钾长石26份、高岭土16份、磷酸钙2份、碳酸钡1份、碳化硅3份、复合粘结剂5份、三氧化二锑1份、粒径大小为22μm白云石微米颗粒3份、粒径大小为150nm的纳米二氧化硅颗粒4份。

其中,白云石微米颗粒经过预处理,预处理方法为:

将2.4g氢氧化钙加入反应釜中,然后加入53mL去离子水,加热至52℃,搅拌均匀后加入5g白云石微米颗粒,再加入0.12g焦磷酸钠,然后匀速通入二氧化碳,反应1.3h,二氧化碳通入速率控制在3.5m3/h,最后放入真空干燥箱中,在72℃的条件下干燥4h,得到预处理的白云石微米颗粒。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂32份、蒙脱石53份、六偏磷酸钠3份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、改性二乙烯三胺6份和碳化硅3份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将22mL二乙烯三胺和85mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入16ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至52℃,再加入0.12g偶氮二异丁腈,反应4.2h,得到改性的二乙烯三胺。

实施例3

一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为250μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为65℃,烘烤时间为1.6h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以105℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至870℃并保温4h,然后以45℃/h的升温速度升至1180℃并保温8h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩35份、钾长石27份、高岭土18份、磷酸钙2.5份、碳酸钡2份、碳化硅3.5份、复合粘结剂6份、三氧化二锑2份、粒径大小为25μm白云石微米颗粒3.5份、粒径大小为200nm的纳米二氧化硅颗粒4.5份。

其中,白云石微米颗粒经过预处理,预处理方法为:

将2.6g氢氧化钙加入反应釜中,然后加入55mL去离子水,加热至55℃,搅拌均匀后加入6g白云石微米颗粒,再加入0.15g焦磷酸钠,然后匀速通入二氧化碳,反应1.5h,二氧化碳通入速率控制在4m3/h,最后放入真空干燥箱中,在75℃的条件下干燥5h,得到预处理的白云石微米颗粒。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂33份、蒙脱石55份、六偏磷酸钠3.5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、改性二乙烯三胺7份和碳化硅4份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将23mL二乙烯三胺和90mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入17ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至55℃,再加入0.13g偶氮二异丁腈,反应4.5h,得到改性的二乙烯三胺。

实施例4

一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为270μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为68℃,烘烤时间为1.8h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以110℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至880℃并保温4.5h,然后以48℃/h的升温速度升至1200℃并保温9h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩38份、钾长石28份、高岭土19份、磷酸钙3份、碳酸钡3份、碳化硅4份、复合粘结剂7份、三氧化二锑3份、粒径大小为27μm白云石微米颗粒4份、粒径大小为220nm的纳米二氧化硅颗粒5份。

其中,白云石微米颗粒经过预处理,预处理方法为:

将2.8g氢氧化钙加入反应釜中,然后加入57mL去离子水,加热至58℃,搅拌均匀后加入7g白云石微米颗粒,再加入0.18g焦磷酸钠,然后匀速通入二氧化碳,反应1.8h,二氧化碳通入速率控制在4.5m3/h,最后放入真空干燥箱中,在78℃的条件下干燥6h,得到预处理的白云石微米颗粒。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂34份、蒙脱石58份、六偏磷酸钠4份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、改性二乙烯三胺8份和碳化硅5份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将24mL二乙烯三胺和95mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入18ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至58℃,再加入0.14g偶氮二异丁腈,反应4.7h,得到改性的二乙烯三胺。

实施例5

一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为300μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为70℃,烘烤时间为2h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以120℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至900℃并保温5h,然后以50℃/h的升温速度升至1250℃并保温10h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩40份、钾长石30份、高岭土20份、磷酸钙3份、碳酸钡3份、碳化硅5份、复合粘结剂8份、三氧化二锑3份、粒径大小为30μm白云石微米颗粒5份、粒径大小为250nm的纳米二氧化硅颗粒6份。

其中,白云石微米颗粒经过预处理,预处理方法为:

将3g氢氧化钙加入反应釜中,然后加入60mL去离子水,加热至60℃,搅拌均匀后加入8g白云石微米颗粒,再加入0.2g焦磷酸钠,然后匀速通入二氧化碳,反应2h,二氧化碳通入速率控制在5m3/h,最后放入真空干燥箱中,在80℃的条件下干燥7h,得到预处理的白云石微米颗粒。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂35份、蒙脱石60份、六偏磷酸钠5份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、改性二乙烯三胺10份和碳化硅5份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将25mL二乙烯三胺和100mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入20ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至60℃,再加入0.15g偶氮二异丁腈,反应5h,得到改性的二乙烯三胺。

对比例1

对比例1与实施例2的区别在于陶瓷釉浆料中不含有纳米二氧化硅颗粒,具体制备方法如下:一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为220μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为63℃,烘烤时间为1.2h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以100℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至860℃并保温3.5h,然后以42℃/h的升温速度升至1150℃并保温7h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩32份、钾长石26份、高岭土16份、磷酸钙2份、碳酸钡1份、碳化硅3份、复合粘结剂5份、三氧化二锑1份、粒径大小为22μm白云石微米颗粒3份。

其中,白云石微米颗粒经过预处理,预处理方法为:

将2.4g氢氧化钙加入反应釜中,然后加入53mL去离子水,加热至52℃,搅拌均匀后加入5g白云石微米颗粒,再加入0.12g焦磷酸钠,然后匀速通入二氧化碳,反应1.3h,二氧化碳通入速率控制在3.5m3/h,最后放入真空干燥箱中,在72℃的条件下干燥4h,得到预处理的白云石微米颗粒。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂32份、蒙脱石53份、六偏磷酸钠3份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、改性二乙烯三胺6份和碳化硅3份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将22mL二乙烯三胺和85mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入16ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至52℃,再加入0.12g偶氮二异丁腈,反应4.2h,得到改性的二乙烯三胺。

对比例2

对比例2与实施例2的区别在于陶瓷釉浆料中不含有白云石微米颗粒,具体制备方法如下:一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为220μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为63℃,烘烤时间为1.2h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以100℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至860℃并保温3.5h,然后以42℃/h的升温速度升至1150℃并保温7h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩32份、钾长石26份、高岭土16份、磷酸钙2份、碳酸钡1份、碳化硅3份、复合粘结剂5份、三氧化二锑1份、粒径大小为150nm的纳米二氧化硅颗粒4份。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂32份、蒙脱石53份、六偏磷酸钠3份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、改性二乙烯三胺6份和碳化硅3份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将22mL二乙烯三胺和85mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入16ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至52℃,再加入0.12g偶氮二异丁腈,反应4.2h,得到改性的二乙烯三胺。

对比例3

对比例3与实施例2的区别在于陶瓷釉浆料中不含有白云石微米颗粒和二氧化硅纳米颗粒,具体制备方法如下:

一种基于3D打印制备陶瓷釉薄层的方法,包括以下步骤:

(1)建模:使用三维扫描仪对成型的陶瓷胚体外部轮廓形状进行扫描得到三维点云数据,将三维点云数据输入电脑,得到陶瓷胚体模型,然后在陶瓷胚体模型的外表面构建陶瓷釉3D薄层模型,再将陶瓷釉3D薄层模型分解成一系列厚度为220μm的二维模型;

(2)上釉:将步骤(1)中陶瓷釉3D薄层模型数据输入3D打印机配套设备中,设置打印程序,然后将陶瓷釉浆料加入3D打印机中,3D打印机喷头在陶瓷胚体表面喷射陶瓷釉墨水,在陶瓷釉表面堆积形成陶瓷釉薄层;

(3)烧结:将上釉后的陶瓷放入窑炉中并在低温条件下烘烤,烘烤温度为63℃,烘烤时间为1.2h,然后对烘烤后的上釉陶瓷胚体进行高温烧结,烧结的过程为先以100℃/h的升温速度从窑炉烘烤温度升至860℃并保温3.5h,然后以42℃/h的升温速度升至1150℃并保温7h,最后冷却至室温。

其中,陶瓷釉浆料由以下重量份数配比的原料制成:

霞石正长岩32份、钾长石26份、高岭土16份、磷酸钙2份、碳酸钡1份、碳化硅3份、复合粘结剂5份、三氧化二锑1份。

其中,复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成:

缩水甘油酯类环氧树脂32份、蒙脱石53份、六偏磷酸钠3份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、改性二乙烯三胺6份和碳化硅3份。

改性二乙烯三胺的制备方法为:将22mL二乙烯三胺和85mL丙酮加入四口烧瓶中,然后加入16ml烯丙基苯基硫醚,水浴加热至52℃,再加入0.12g偶氮二异丁腈,反应4.2h,得到改性的二乙烯三胺。

使用接触角测定仪对实施例1~5和对比例1~3陶瓷釉薄层表面的静态接触角进行测试,测试结果如下表所示:

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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