膨脹蛭石改性的3d打印機(jī)視窗玻璃材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視窗玻璃材料，具體地，涉及一種膨脹蛭石改性的3D打印機(jī)視窗玻璃 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 視窗玻璃材料從材質(zhì)劃分，可以分為無機(jī)玻璃材料和有機(jī)玻璃材料。其中，無機(jī)玻 璃材料主要的組分為硅酸鹽，該種玻璃材料具有優(yōu)異的耐磨損和耐熱的性能，但是該種玻 璃材料具有易碎的缺陷。而有機(jī)玻璃材料具有優(yōu)異的抗破裂的優(yōu)點(diǎn)，但是其表面以形成劃 痕，且耐熱性較差。
[0003] 3D打印機(jī)視窗玻璃是3D打印機(jī)中一項(xiàng)重要的組件，為了便于觀察打印機(jī)內(nèi)的進(jìn) 程，則需要要求視窗玻璃具有優(yōu)異的透光率、抗張強(qiáng)度、耐熱性和耐磨損的性能，但是目前 的玻璃材料難以同時(shí)滿足這幾項(xiàng)要求，尤其是耐高溫性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種膨脹蛭石改性的3D打印機(jī)視窗玻璃材料及其制備方法， 通過該方法制得的3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐高溫性能。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種膨脹蛭石改性的3D打印機(jī)視窗玻璃材料的 制備方法，包括：
[0006] 1)在紫外線的存在下，將納米膨脹蛭石、如式（I)所示結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物與石墨烯溶解 于N，N-二甲基甲酰胺中超聲攪拌形成改性液；
[0007] 2)將聚甲基丙烯酸甲脂、辛基異噻唑啉酮、二甲基甲酰胺、氧化硅、葡萄糖酸鈉、稀 土氧化物、費(fèi)托蠟和改性液混合，接著熔融、冷卻、造粒以制得3D打印機(jī)視窗玻璃材料；
[0008]
[0009] 其中，Mes為2,4,6_三甲苯基。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種膨脹蛭石改性的3D打印機(jī)視窗玻璃材料，該3D打印機(jī)視窗玻 璃材料通過上述的方法制備而成。
[0011] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的制備方法首先將納米膨脹蛭石、如式(I)所示結(jié) 構(gòu)的絡(luò)合物與石墨烯溶解于N，N_二甲基甲酰胺中超聲攪拌形成改性液;然后將聚甲基丙烯 酸甲脂、辛基異噻唑啉酮、二甲基甲酰胺、氧化硅、葡萄糖酸鈉、稀土氧化物、費(fèi)托蠟和改性 液混合，接著熔融、冷卻、造粒以制得3D打印機(jī)視窗玻璃材料。在此過程中，通過各物料之間 的協(xié)同作用，使得制得的3D打印機(jī)視窗玻璃材料不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能，同時(shí)還具有優(yōu) 異的耐磨損性能。另外，該制備方法原料易得，步驟簡(jiǎn)單。
[0012] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0014] 本發(fā)明提供了 一種膨脹蛭石改性的3D打印機(jī)視窗玻璃材料的制備方法，包括：
[0015] 1)在紫外線的存在下，將納米膨脹蛭石、如式（I)所示結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物與石墨烯溶解 于N，N-二甲基甲酰胺中超聲攪拌形成改性液；
[0016] 2)將聚甲基丙烯酸甲脂、辛基異噻唑啉酮、二甲基甲酰胺、氧化硅、葡萄糖酸鈉、稀 土氧化物、費(fèi)托蠟和改性液混合，接著熔融、冷卻、造粒以制得3D打印機(jī)視窗玻璃材料；
[0017]
[0018] 其中，Mes為2,4,6_三甲苯基。
[0019] 在本發(fā)明的步驟1)中，紫外線的波長(zhǎng)可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得 的3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1)中，紫外 線的波長(zhǎng)為150_200nm〇
[0020] 在本發(fā)明的步驟1)中，超聲攪拌的條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制 得的3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1)中，超 聲攪拌至少滿足以下條件:超聲波的頻率為25-30KHZ，攪拌溫度為55-65°C，攪拌時(shí)間為4-6h〇
[0021] 在本發(fā)明的步驟1)中，納米膨脹蛭石的粒徑可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使 得制得的3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1) 中，納米膨脹輕石的粒徑為35-40nm〇
[0022] 在本發(fā)明的步驟1)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得 的3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1)中，相對(duì) 于100重量份的納米膨脹蛭石，如式(I)所示結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物的用量為17-26重量份，石墨烯的 用量為4_4.5重量份，N，N-二甲基甲酰胺的用量為200-280重量份。
[0023]在本發(fā)明的步驟2)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得 的3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟2)中，相對(duì) 于100重量份的聚甲基丙烯酸甲脂，辛基異噻唑啉酮的用量為12-23重量份，二甲基甲酰胺 的用量為8-13重量份，氧化娃的用量為3-7重量份，葡萄糖酸鈉的用量為5.5-10重量份，稀 土氧化物的用量為1.2-2重量份，費(fèi)托蠟的用量為40-50重量份，改性液的用量為14-19重量 份。
[0024] 在本發(fā)明的步驟2)中，稀土氧化物的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了 使得制得的3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，稀土氧 化物選自三氧化二鈰、二氧化鈰、氧化鐠和氧化銣中的一種或多種。
[0025] 在本發(fā)明的步驟2)中，熔融的條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的 3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟2)中，熔融至 少滿足以下條件:熔融溫度為175-185°C，熔融時(shí)間為30-50min。
[0026] 在本發(fā)明的步驟2)中，冷卻的溫度可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的 3D打印機(jī)視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟2)中，冷卻的 溫度為5_15°C。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種膨脹蛭石改性的3D打印機(jī)視窗玻璃材料，該3D打印機(jī)視窗玻 璃材料通過上述的方法制備而成。
[0028] 以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 1)在紫外線(波長(zhǎng)為180nm)的存在下，將納米膨脹蛭石(粒徑為38nm)、如式（I)所 示結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺按照100:20:4.7:250的重量比混合，并于60°C 的超聲(頻率為28KHz)的條件下攪拌5h形成改性液；
[0031] 2)將聚甲基丙烯酸甲脂、辛基異噻唑啉酮、二甲基甲酰胺、氧化硅、葡萄糖酸鈉、稀 土氧化物(二氧化鈰）、費(fèi)托蠟和改性液按照100:20:10:5:8:1.7:45:16