[发明专利]具有光反应性-光稳定性混合粘结剂的陶瓷浆料

说明书

陶瓷浆料可包含陶瓷颗粒、光反应性‑光稳定性混合粘结剂和光引发剂。光反应性‑光稳定性混合粘结剂可包含光反应性有机树脂组分、光反应性硅氧烷组分和一种或多种光稳定性硅氧烷组分。形成陶瓷件的方法可包括通过将陶瓷浆料的一部分暴露于光来固化该部分陶瓷浆料以形成生坯陶瓷件，和部分烧制生坯陶瓷件以形成棕坯陶瓷件。可在陶瓷颗粒的烧结温度或更高的温度下烧结棕坯陶瓷件以形成陶瓷件，其中烧结包括加热棕坯陶瓷件至足够的温度以促进反应结合，该反应结合将来自光反应性‑光稳定性混合粘结剂的二氧化硅转化为与陶瓷颗粒结合的硅酸盐。

技术领域

本公开总体涉及陶瓷浆料，更特别地，涉及用于陶瓷浆料的粘结剂。本公开还涉及使用陶瓷浆料形成陶瓷件的方法。

背景技术

可固化陶瓷浆料，如光反应性陶瓷浆料，可用于制造陶瓷件，这些陶瓷件又可充当生产复杂金属件的模具。可固化陶瓷浆料通常包含一种或多种可固化有机树脂、陶瓷颗粒和添加剂(例如，分散剂、光引发剂及稳定剂、抑制剂等)。一旦形成并沉积了可固化陶瓷浆料，合适的固化源就可供给必要的活化能来固化(例如，聚合)有机粘结剂，使得陶瓷颗粒通过聚合的粘结剂彼此结合(例如，粘附、固定)，从而产生所需形状的所谓生坯(green，例如，未烧制)陶瓷件。一旦固化，可将生坯陶瓷件部分烧制(例如，加热到比陶瓷颗粒的烧结温度低的温度)以使该件脱粘，这将从生坯陶瓷件释放有机物，产生所谓的棕坯(brown)陶瓷件。随后，将棕坯陶瓷件完全烧制(例如，烧结)，使得陶瓷颗粒熔合，形成烧结陶瓷件。

当使用传统的有机粘结剂来形成可固化的陶瓷浆料时，有机粘结剂会在部分烧制步骤期间被完全去除，从而产生弱且易于损坏的棕坯陶瓷件。因为棕坯陶瓷件在最终的烧制步骤之前可能需要一些操作(例如，转移到另一个炉、检查、修改)，故棕坯陶瓷件的易碎性可能限制件产率。因此，通常期望改进棕坯陶瓷件的操作强度以改善件产率，和由此降低件成本。

相应地，需要改进的可固化陶瓷浆料、用于可固化陶瓷浆料的改进的粘结剂以及用于形成陶瓷浆料和用于由陶瓷浆料形成陶瓷件的改进的方法。

发明内容

方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践当前公开的主题而获悉。

在一个方面，本公开涵盖光反应性-光稳定性混合粘结剂。一种示例性的光反应性-光稳定性混合粘结剂可包含光反应性有机树脂组分、光反应性硅氧烷组分和一种或多种光稳定性硅氧烷组分。另一种示例性的光反应性-光稳定性混合粘结剂可包含光反应性有机树脂组分和一种或多种光稳定性硅氧烷组分，其中所述光稳定性硅氧烷组分表现出至少20重量%的残碳率。示例性实施方案可包括一种或多种光反应性硅氧烷组分和一种或多种光稳定性硅氧烷组分，或者一种或多种光稳定性硅氧烷组分而无光反应性硅氧烷组分。

在另一个方面，本公开涵盖陶瓷浆料。一种示例性的陶瓷浆料包含陶瓷颗粒、光反应性-光稳定性混合粘结剂和光引发剂。在一个实施方案中，光反应性-光稳定性混合粘结剂可包含光反应性有机树脂组分、光反应性硅氧烷组分和一种或多种光稳定性硅氧烷组分。在另一个实施方案中，光反应性-光稳定性混合粘结剂可包含光反应性有机树脂组分和一种或多种光稳定性硅氧烷组分而无光反应性硅氧烷组分。所述一种或多种光稳定性硅氧烷组分可各自分别表现出至少20重量%的残碳率。

在又一个方面，本公开涵盖形成陶瓷件的方法。一种示例性的方法可包括通过将陶瓷浆料的一部分暴露于光来固化该部分陶瓷浆料以形成生坯陶瓷件，和部分烧制生坯陶瓷件以形成棕坯陶瓷件。在一些实施方案中，示例性的方法可包括形成陶瓷浆料和/或形成光反应性-光稳定性混合粘结剂。在一些实施方案中，示例性的方法可包括在陶瓷颗粒的烧结温度或更高的温度下烧结棕坯陶瓷件以形成陶瓷件。烧结可包括加热棕坯陶瓷件至足够的温度以促进反应结合，该反应结合将来自光反应性-光稳定性混合粘结剂的二氧化硅转化为与陶瓷颗粒结合的硅酸盐。