專利名稱：可增加物件高溫耐受度的組成物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種組成物及其制備方法，尤指一種可增加物件高溫耐受度的組成 物及其制備方法。
背景技術(shù)：
快速成型技術(shù)(Rapid Prototyping,簡稱RP技術(shù))是依據(jù)建構(gòu)金字塔層層堆疊 成型的概念所發(fā)展而成，其主要技術(shù)特征是成型的快捷性，能在不需要任何刀具，模具及卡 具的情況下自動、快速將任意復(fù)雜形狀的設(shè)計方案快速轉(zhuǎn)換為3D的實體模型，大大縮短了 新產(chǎn)品的研發(fā)周期及減少研發(fā)成本，能夠確保新產(chǎn)品的上市時間和新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功 率，它為技術(shù)人員之間，以及技術(shù)人員與企業(yè)決策者、產(chǎn)品的用戶等非技術(shù)人員之間提供了 一個更加完整及方便的產(chǎn)品設(shè)計交流工具，從而明顯提高了產(chǎn)品在市場上的競爭力和企業(yè) 對市場的快速反應(yīng)能力。目前RP技術(shù)發(fā)展出利用噴印技術(shù)結(jié)合載具精密定位技術(shù)的方式來生產(chǎn)3D的實體 模型，其生產(chǎn)方式是先將一層粉末鋪設(shè)于載具上方并利用噴墨打印技術(shù)于部分粉末上噴印 高黏度膠合劑液體，使膠合劑液體與粉末沾黏并固化，一直重復(fù)上述制程層層堆砌即可完 成3D的實體模型。然而通過膠合劑液體與粉末沾黏固化所完成的3D實體模型往往會有強度不足的 缺點，且高溫耐受度較差，使得成品物件在后續(xù)高溫?zé)Y(jié)過程中容易受損。因此，如何改善 上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，提高成品物件的高溫耐受度及強度，實為目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種可增加物件高溫耐受度的組成物，用以浸泡或 涂布需高溫處理的物件，以可增加物件的高溫耐受度，避免物件在高溫工序中受損。為達上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施樣態(tài)為提供一種可增加物件高溫耐受度的 組成物，其包含以3. 5-5. 7 1的摩爾比例混合的二氧化硅前驅(qū)物及二氧化鈦前驅(qū)物，其中 該二氧化硅前驅(qū)物的制備是將四烷基硅氧烷與乙醇及水以142的重量比例混合而 成，而該二氧化鈦前驅(qū)物的制備是將四烷基鈦氧烷與乙醇以1 4的重量比例混合而成。為達上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實施樣態(tài)為提供一種可增加物件高溫耐受度 的組成物的制備方法，其包含下列步驟將四烷基硅氧烷與乙醇及水以1 4 2的重量比 例混合，以氫氯酸調(diào)整PH值至pH值小于7，且在室溫下攪拌2小時，以形成二氧化硅前驅(qū) 物；將四烷基鈦氧烷與乙醇以1 4的重量比例混合，以氫氯酸調(diào)整pH值至pH值小于7， 且在室溫下攪拌0. 5小時，以形成二氧化鈦前驅(qū)物；以及將該二氧化硅前驅(qū)物及該二氧化 鈦前驅(qū)物以0.3-5. 7 1的摩爾比例混合并攪拌1小時。


圖1是二氧化硅-二氧化鈦膠體(Si02-Ti02 gel)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A是石膏主體以本發(fā)明的組成物進行后處理后的示意圖。圖2B是圖2A的石膏主體進行高溫?zé)Y(jié)后的示意圖。
具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的 是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明 及圖標(biāo)在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種可增加物件高溫耐受度的組成物及其制備方法，該組成物是一 種兩劑型后處理劑，可用以浸泡或涂布3D快速成型物件的石膏主體，可增加石膏主體的高 溫耐受度及強度，使石膏主體在后續(xù)高溫?zé)Y(jié)過程中不會變形或溶融。前述的兩劑型后處理劑主要由二氧化硅前驅(qū)物(Si02 precursor)及二氧化鈦前 驅(qū)物(Ti02 precursor)所組成，其可在高溫下產(chǎn)生溶膠-凝膠(sol-gel)反應(yīng)，形成二氧 化硅-二氧化鈦膠體(Si02-Ti02 gel)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，此膠體可在石膏主體 (CaS04)的空隙間存在并維持住其形體，使其在高溫下不會變形或溶融，因此可以應(yīng)用在需 高溫處理(如高溫?zé)Y(jié)或高溫鑄模)的物件上。以下將詳細敘述本發(fā)明的可增加物件高溫耐受度的組成物的組成份其制備方法。首先，分別選用四烷基硅氧烷(Si(0R)4)及四烷基鈦氧烷(Ti(0R)4)進行前處 理，以形成二氧化硅前驅(qū)物(Si02 precursor)及二氧化鈦前驅(qū)物(Ti02 precursor), 其中，四烷基硅氧烷(Si (0R)4)中的R基可為甲基(CH3)、乙基(CH2CH3)、丙基 ((CH2)2CH3)或丁基((CH2)3CH3)，亦即前述四烷基硅氧烷(Si(0R)4)可選自四甲基硅氧 烷(Tetramethyl Orthosilicate)、四乙基硅氧烷(Tetraethyl Orthosilicate)、四丙 基硅氧烷(Tetrapropyl Orthosilicate)、四丁基硅氧烷(Tetrabutyl Orthosilicate) 或其組合物，而四烷基鈦氧烷(Ti(0R)4)中的R基可為甲基(CH3)、乙基(CH2CH3)、丙基 ((CH2)2CH3)或丁基((CH2)3CH3)，亦即前述四烷基鈦氧烷(Ti(0R)4)可選自四甲基鈦氧烷 (Tetramethyl Orthotitanate) > 0 ZiSltfl^ (Tetraethyl Orthotitanate) > 0MSItfl
(Tetrapropyl Orthotitanate)、四丁基氧;^ (Tetrabutyl Orthotitanate)或其組合物。前述四烷基硅氧烷(Si(0R)4)的前處理是將四烷基硅氧烷(Si(0R)4)與乙醇 (C2H50H)及水(H20)以1 4 2的重量比例混合后，以氫氯酸(HC1)調(diào)整pH值至pH值小 于7，且較佳為0. 2-2，并在室溫下攪拌2小時，以形成二氧化硅前驅(qū)物(Si02preCurSOr)。前述四烷基鈦氧烷(Ti(0R)4)的前處理則是將四烷基鈦氧烷(Ti(0R)4)與乙醇 (C2H50H)以1 4的重量比例混合后，以氫氯酸(HC1)調(diào)整pH值至pH值小于7，且較佳為 0. 2-2，并在室溫下攪拌0. 5小時，以形成二氧化鈦前驅(qū)物(Ti02 precursor)。接著，將前述二氧化硅前驅(qū)物(Si02 precursor)及二氧化鈦前驅(qū)物 (Ti02precursor)以0. 3-5. 7 1的摩爾比例混合，并攪拌1小時，即形成本發(fā)明的可增加 物件高溫耐受度的組成物。之后，便可將利用3D快速成型技術(shù)完成的成品物件的石膏主體以前述組成物進 行后處理，例如采用浸泡或涂布的方式，但不以此為限，其中又以浸泡法為佳。請參閱圖2A及圖2B，其中圖2A為石膏主體以本發(fā)明的組成物進行后處理后的示意圖，圖2B則為圖2A的石膏主體進行高溫?zé)Y(jié)后的示意圖。如圖2A所示，石膏主體以本 發(fā)明的組成物進行后處理后，組成物20會存在于石膏粉末10之間的空隙，而如圖2B所示， 當(dāng)進行高溫(例如300-1000°C )燒結(jié)時，組成物20會產(chǎn)生溶膠-凝膠(sol-gel)反應(yīng)，形 成二氧化硅-二氧化鈦膠體(Si02-Ti02 gel)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)于石膏粉末10的空隙間，藉此維 持住石膏主體的形體，使其在高溫下不會變形或溶融，因而可增加成品物件的高溫耐受度 及強度。綜上所述，本發(fā)明提供一種可增加物件高溫耐受度的組成物及其制備方法，主要 選用四烷基硅氧烷(Si (0R)4)及四烷基鈦氧烷(Ti (0R)4)進行前處理，以分別形成二氧化硅 前驅(qū)物及二氧化鈦前驅(qū)物，再將二氧化硅前驅(qū)物及二氧化鈦前驅(qū)物以適當(dāng)摩爾重量比例混 合攪拌后，即得到本發(fā)明的可增加物件高溫耐受度的組成物，可用以浸泡或涂布需高溫處 理的物件，以可增加物件的高溫耐受度，避免物件在高溫工序中受損。因此，本發(fā)明的可增加物件高溫耐受度的組成物及其制備方法極具產(chǎn)業(yè)的價值， 爰依法提出申請。本發(fā)明可由熟知此技術(shù)的人士在不違背本發(fā)明的精神的前提下作出種種等同的 改變或替換，然而皆不脫離如附本申請權(quán)利要求所欲保護的范圍。
權(quán)利要求
一種可增加物件高溫耐受度的組成物，其包含以0.3-5.7∶1的摩爾比例混合的二氧化硅前驅(qū)物及二氧化鈦前驅(qū)物，其中該二氧化硅前驅(qū)物的制備是將四烷基硅氧烷與乙醇及水以1∶4∶2的重量比例混合而成，而該二氧化鈦前驅(qū)物的制備是將四烷基鈦氧烷與乙醇以1∶4的重量比例混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該四烷基硅氧 烷的化學(xué)式為Si (OR) 4，R為甲基、乙基、丙基或丁基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該二氧化硅前 驅(qū)物的制備是以氫氯酸調(diào)整PH值至pH值小于7。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該pH值較佳為 0.2-2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該二氧化硅前 驅(qū)物的制備是在室溫下攪拌2小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該四烷基鈦氧 烷的化學(xué)式為Ti (OR) 4，R為甲基、乙基、丙基或丁基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該二氧化鈦前 驅(qū)物的制備是以氫氯酸調(diào)整pH值至pH值小于7。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該pH值較佳為 0.2-2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該二氧化鈦前 驅(qū)物的制備是在室溫下攪拌0. 5小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增加物件高溫耐受度的組成物，其特征在于該二氧化硅 前驅(qū)物及該二氧化鈦前驅(qū)物混合后是經(jīng)攪拌1小時。
11.一種可增加物件高溫耐受度的組成物的制備方法，其包含下列步驟將四烷基硅氧烷與乙醇及水以1 4 2的重量比例混合，以氫氯酸調(diào)整pH值至pH 值小于7，且在室溫下攪拌2小時形成二氧化硅前驅(qū)物；將四烷基鈦氧烷與乙醇以1 4的重量比例混合，以氫氯酸調(diào)整pH值至pH值小于7， 且在室溫下攪拌0. 5小時形成二氧化鈦前驅(qū)物；以及該二氧化硅前驅(qū)物及該二氧化鈦前驅(qū)物以0.3-5. 7 1的摩爾比例混合攪拌1小時涂 布于該物件上。
全文摘要
本發(fā)明是一種可增加物件高溫耐受度的組成物及其制備方法，該組成物包含以0.3-5.7∶1的摩爾比例混合的二氧化硅前驅(qū)物及二氧化鈦前驅(qū)物，其中該二氧化硅前驅(qū)物的制備是將四烷基硅氧烷與乙醇及水以1∶4∶2的重量比例混合而成，而該二氧化鈦前驅(qū)物的制備是將四烷基鈦氧烷與乙醇以1∶4的重量比例混合而成。
文檔編號C04B41/50GK101875563SQ20091013883
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者奚國元, 張英倫, 薛潔筠 申請人:研能科技股份有限公司