菱苦土改性的3d打印机视窗玻璃材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及视窗玻璃材料，具体地，涉及一种菱苦土改性的3D打印机视窗玻璃材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 视窗玻璃材料从材质划分，可以分为无机玻璃材料和有机玻璃材料。其中，无机玻 璃材料主要的组分为硅酸盐，该种玻璃材料具有优异的耐磨损和耐热的性能，但是该种玻 璃材料具有易碎的缺陷。而有机玻璃材料具有优异的抗破裂的优点，但是其表面以形成划 痕，且耐热性较差。
[0003] 3D打印机视窗玻璃是3D打印机中一项重要的组件，为了便于观察打印机内的进 程，则需要要求视窗玻璃具有优异的透光率、抗张强度、耐热性和耐磨损的性能，但是目前 的玻璃材料难以同时满足这几项要求，尤其是耐磨损性能较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种菱苦土改性的3D打印机视窗玻璃材料及其制备方法，通 过该方法制得的3D打印机视窗玻璃材料具有优异的力学性能和耐磨损性能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种菱苦土改性的3D打印机视窗玻璃材料的制 备方法，包括：
[0006] 1)在紫外线的存在下，将纳米菱苦土、如式(I)所示结构的络合物与石墨烯溶解于 N，N-二甲基甲酰胺中超声搅拌形成改性液；
[0007] 2)将聚甲基丙烯酸甲脂、木糖醇、氢氧化铝、氧化硅、氧化银、稀土氧化物、乙烯基 苯基硅油和改性液混合，接着熔融、冷却、造粒以制得3D打印机视窗玻璃材料；
[0008]
[0009] 其中，Mes为2,4,6_三甲苯基。
[0010]本发明还提供了一种菱苦土改性的3D打印机视窗玻璃材料，该3D打印机视窗玻璃 材料通过上述的方法制备而成。
[0011]通过上述技术方案，本发明提供的制备方法首先将纳米菱苦土、如式（I)所示结构 的络合物与石墨烯溶解于N，N_二甲基甲酰胺中超声搅拌形成改性液;然后将聚甲基丙烯酸 甲脂、木糖醇、氢氧化铝、氧化硅、氧化银、稀土氧化物、乙烯基苯基硅油和改性液混合，接着 熔融、冷却、造粒以制得3D打印机视窗玻璃材料。在此过程中，通过各物料之间的协同作用， 使得制得的3D打印机视窗玻璃材料不仅具有优异的力学性能，同时还具有优异的耐磨损性 能。另外，该制备方法原料易得，步骤简单。
[0012] 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】
[0013] 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。
[0014] 本发明提供了一种菱苦土改性的3D打印机视窗玻璃材料的制备方法，包括：
[0015] 1)在紫外线的存在下，将纳米菱苦土、如式(I)所示结构的络合物与石墨烯溶解于 N，N-二甲基甲酰胺中超声搅拌形成改性液；
[0016] 2)将聚甲基丙烯酸甲脂、木糖醇、氢氧化铝、氧化硅、氧化银、稀土氧化物、乙烯基 苯基硅油和改性液混合，接着熔融、冷却、造粒以制得3D打印机视窗玻璃材料；
[0017]
[0018] 其中，Mes为2,4,6_三甲苯基。
[0019] 在本发明的步骤1)中，紫外线的波长可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得 的3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，在步骤1)中，紫外 线的波长为150_200nm〇
[0020] 在本发明的步骤1)中，超声搅拌的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制 得的3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，在步骤1)中，超 声搅拌至少满足以下条件:超声波的频率为25-30KHZ，搅拌温度为55-65°C，搅拌时间为4-6h〇
[0021] 在本发明的步骤1)中，纳米菱苦土的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使得 制得的3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，在步骤1)中， 纳米菱苦土的粒径为35_40nm〇
[0022] 在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得 的3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，在步骤1)中，相对 于100重量份的纳米菱苦土，如式（I)所示结构的络合物的用量为28-35重量份，石墨烯的用 量为3-3.5重量份，N，N-二甲基甲酰胺的用量为200-280重量份。
[0023]在本发明的步骤2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得 的3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，在步骤2)中，相对 于100重量份的聚甲基丙烯酸甲脂，木糖醇的用量为8-15重量份，氢氧化铝的用量为1-1.5 重量份，氧化硅的用量为3-7重量份，氧化银的用量为0.1-0.8重量份，稀土氧化物的用量为 1.2-2重量份，乙烯基苯基硅油的用量为40-50重量份，改性液的用量为5-14重量份。
[0024] 在本发明的步骤2)中，稀土氧化物的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了 使得制得的3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，稀土氧 化物选自三氧化二铈、二氧化铈、氧化镨和氧化铷中的一种或多种。
[0025] 在本发明的步骤2)中，熔融的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的 3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，在步骤2)中，熔融至 少满足以下条件:熔融温度为175-185°C，熔融时间为30-50min。
[0026] 在本发明的步骤2)中，冷却的温度可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的 3D打印机视窗玻璃材料具有更优异的力学性能和耐磨损性能，优选地，在步骤2)中，冷却的 温度为5_15°C。
[0027] 本发明还提供了一种菱苦土改性的3D打印机视窗玻璃材料，该3D打印机视窗玻璃 材料通过上述的方法制备而成。
[0028] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0029] 实施例1
[0030] 1)在紫外线(波长为180nm)的存在下，将纳米菱苦土 (粒径为37nm)、如式（I)所示 结构的络合物、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺按照100:30:3.3:250的重量比混合，并于60°C的 超声(频率为27KHz)的条件下搅拌5h形成改性液；
[0031] 2)将聚甲基丙烯酸甲脂、木糖醇、氢氧化铝、氧化硅、氧化银、稀土氧化物(三氧化 二铈）、乙烯基苯基硅油和改性液按照100:10:1.2:5:0.5:1.7:45:9的重量比混合，接着于 180°C