高嶺土改性的3d打印機視窗玻璃材料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及視窗玻璃材料，具體地，涉及一種高嶺土改性的3D打印機視窗玻璃材 料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 視窗玻璃材料從材質劃分，可以分為無機玻璃材料和有機玻璃材料。其中，無機玻 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。而有機玻璃材料具有優(yōu)異的抗破裂的優(yōu)點，但是其表面以形成劃 痕，且耐熱性較差。
[0003] 3D打印機視窗玻璃是3D打印機中一項重要的組件，為了便于觀察打印機內的進 程，則需要要求視窗玻璃具有優(yōu)異的透光率、抗張強度、耐熱性和耐磨損的性能，但是目前 的玻璃材料難以同時滿足這幾項要求，尤其是耐高溫性能較差。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種高嶺土改性的3D打印機視窗玻璃材料及其制備方法，通 過該方法制得的3D打印機視窗玻璃材料具有優(yōu)異的力學性能和耐高溫性能。
[0005] 為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種高嶺土改性的3D打印機視窗玻璃材料的制 備方法，包括：
[0006] 1)在紫外線的存在下，將納米高嶺土、如式(I)所示結構的絡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、丁烯二酸酐、三氧化二銻、磷酸鋯、玻璃纖維、稀土氧化 物、苯酚磺胺和改性液混合，接著熔融、冷卻、造粒以制得3D打印機視窗玻璃材料；
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，
[0009] 其中，Mes為2,4,6_三甲苯基。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種高嶺土改性的3D打印機視窗玻璃材料，該3D打印機視窗玻璃 材料通過上述的方法制備而成。
[0011] 通過上述技術方案，本發(fā)明提供的制備方法首先將納米高嶺土、如式（I)所示結構 的絡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、丁烯二酸酐、三氧化二銻、磷酸鋯、玻璃纖維、稀土氧化物、苯酚磺胺和改性液混合，接 著熔融、冷卻、造粒以制得3D打印機視窗玻璃材料。在此過程中，通過各物料之間的協同作 用，使得制得的3D打印機視窗玻璃材料不僅具有優(yōu)異的力學性能，同時還具有優(yōu)異的耐磨 損性能。另外，該制備方法原料易得，步驟簡單。
[0012] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0013] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實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)明提供了一種高嶺土改性的3D打印機視窗玻璃材料的制備方法，包括：
[0015] 1)在紫外線的存在下，將納米高嶺土、如式(I)所示結構的絡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、丁烯二酸酐、三氧化二銻、磷酸鋯、玻璃纖維、稀土氧化 物、苯酚磺胺和改性液混合，接著熔融、冷卻、造粒以制得3D打印機視窗玻璃材料；
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[0018] 其中，Mes為2,4,6_三甲苯基。
[0019] 在本發(fā)明的步驟1)中，紫外線的波長可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得 的3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1)中，紫外 線的波長為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選擇，但是為了使得制 得的3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，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，攪拌時間為4-6h〇
[0021] 在本發(fā)明的步驟1)中，納米高嶺土的粒徑可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得 制得的3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1)中， 納米高嶺土的粒徑為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選擇，但是為了使得制得 的3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟1)中，相對 于100重量份的納米高嶺土，如式(I)所示結構的絡合物的用量為21-26重量份，石墨烯的用 量為2.2_2.9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選擇，但是為了使得制得 的3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟2)中，相對 于100重量份的聚甲基丙烯酸甲脂，丁烯二酸酐的用量為35-42重量份，三氧化二銻的用量 為2-2.3重量份，磷酸錯的用量為4-9重量份，玻璃纖維的用量為0.1-0.8重量份，稀土氧化 物的用量為1.2-2重量份，苯酸磺胺的用量為17-22重量份，改性液的用量為23-30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選擇，但是為了 使得制得的3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，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選擇，但是為了使得制得的 3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，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選擇，但是為了使得制得的 3D打印機視窗玻璃材料具有更優(yōu)異的力學性能和耐磨損性能，優(yōu)選地，在步驟2)中，冷卻的 溫度為5_15°C。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種高嶺土改性的3D打印機視窗玻璃材料，該3D打印機視窗玻璃 材料通過上述的方法制備而成。
[0028] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0029] 實施例1
[0030] 1)在紫外線(波長為180nm)的存在下，將納米高嶺土(粒徑為37nm)、如式（I)所示 結構的絡合物、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺按照100:24:2.6:270的重量比混合，并于60°C的 超聲(頻率為27KHz)的條件下攪拌5h形成改性液；
[0031] 2)將聚甲基丙烯酸甲脂、丁烯二酸酐、三氧化二銻、磷酸鋯、玻璃纖維、稀土氧化物 (三氧化二鈰）、苯酚磺胺和改性液按照1 〇〇: 40:2.1:6:0.7:1.8:19:28的重量比混合，接著 于180°C下熔融40min、10