本發(fā)明涉及材料組合物，具體地，涉及一種用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印機(jī)也隨之應(yīng)運(yùn)而生，3D打印能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的模具，從而極大地縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。由于3D打印機(jī)打印模具成型時(shí)的工作溫度較高，隨之生產(chǎn)出的模具需要經(jīng)過(guò)冷卻水冷道進(jìn)行冷卻、輸出。
而3D打印機(jī)的冷卻水冷道內(nèi)腔形狀不規(guī)則、尺寸長(zhǎng)，而且冷道中的冷卻水的溫度會(huì)因模具的輸送而升高。因此，3D打印機(jī)的冷卻水冷道內(nèi)容易堆積水垢、腐蝕嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致打印的模具不合格。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物及其制備方法，該材料組合物用于3D打印工件的冷卻水冷道的防腐蝕、防水垢，效果明顯，能夠有效防止3D打印工件的冷卻水冷道的腐蝕以及水垢的生成。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物，所述材料組合物包括：SiO2溶膠、基體劑、助熔劑、乳濁劑和密著劑；
其中，相對(duì)于100重量份的SiO2溶膠，基體劑的含量為24-36重量份，助熔劑的含量為12-18重量份，乳濁劑的含量為3-6重量份，密著劑的含量為2-5重量份。
本發(fā)明中，為了提高材料組合物在用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕、防水垢的方面效果，優(yōu)選地，基體劑的顆粒尺寸為10-35μm，且基體劑選自氧化硅、氧化鋯或氧化鈦中的一種或多種。
本發(fā)明中，助熔劑可以在寬的范圍內(nèi)選擇，都是為了提高材料組合物在用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕、防水垢方面的效果，優(yōu)選地，助熔劑選自氧化鈉、氧化鉀和氧化硼中的一種或多種。
本發(fā)明中，乳濁劑是為了提高材料組合物對(duì)3D打印工件的冷卻水冷道表面的遮蓋力，為了進(jìn)一步提高3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕、防水垢性能，優(yōu)選地，乳濁劑選自氧化銻、氧化鋯和氧化鍶中的一種或多種。
本發(fā)明中，密著劑可以提高材料組合物與3D打印工件的冷卻水冷道表面的結(jié)合度，優(yōu)選地，密著劑選自氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鉬中的一種或多種。
本發(fā)明中，SiO2溶膠作為溶劑，為了進(jìn)一步提高材料組合物對(duì)3D打印工件的冷卻水冷道表面空隙的填充能力進(jìn)而提高3D打印工件的冷卻水冷道的防腐蝕、防水垢性能，優(yōu)選地，SiO2溶膠對(duì)的乳液顆粒尺寸為800-1000nm。
本發(fā)明還提供了一種上述用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物的制備方法：將24-36重量份的基體劑的，12-18重量份的助熔劑，3-6重量份的乳濁劑和2-5重量份的密著劑加入到100重量份的SiO2溶膠中進(jìn)行攪拌混合得到所述用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物。
優(yōu)選地，攪拌的轉(zhuǎn)速為1200-2000rpm。
優(yōu)選地，攪拌的時(shí)間為0.5-1.0h。
優(yōu)選地，攪拌的溫度為25-35℃。
通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明將基體劑、助熔劑、乳濁劑和密著劑加入到SiO2溶膠中進(jìn)行攪拌混合得到所述用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物，該材料組合物用于3D打印工件的冷卻水冷道能夠起到很好的抗腐蝕、防水垢效果。
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(shuō)明。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)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(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明中，將實(shí)施例中制得的組合物對(duì)3D打印工件的冷卻水冷道進(jìn)行了表面涂層修飾，測(cè)試了經(jīng)修飾后的3D打印工件的冷卻水冷道的防腐蝕、防水垢效果。
實(shí)施例1
在25℃下，將25kg的氧化硅(顆粒尺寸為15μm)，12kg的氧化鈉，3kg的氧化銻和2kg的氧化鈷加入到100kg的SiO2溶膠(乳液的顆粒尺寸為800nm)中，選擇轉(zhuǎn)速為1200rpm進(jìn)行攪拌混合0.5h，得到用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物A1。
實(shí)施例2
在30℃下，將30kg的氧化鋯(顆粒尺寸為25μm)，15kg的氧化鉀，4kg的氧化鋯和3kg的氧化鎳加入到100kg的SiO2溶膠(乳液的顆粒尺寸為900nm)中，選擇轉(zhuǎn)速為1500rpm進(jìn)行攪拌0.8h，得到用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物A2。
實(shí)施例3
在35℃下，將20kg氧化鋯(顆粒尺寸為25μm)、15kg氧化鈦(顆粒尺寸為35μm))、15kg氧化鉀、3kg氧化硼、3kg氧化鋯、3kg氧化鍶、2kg氧化銅和3kg氧化鉬加入到100kg的SiO2溶膠(乳液的顆粒尺寸為1000nm)中選擇轉(zhuǎn)速為2000rpm進(jìn)行攪拌1.0h，得到用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物A3。
對(duì)比例1
按照實(shí)施例1的方法制得用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物B1，不同的是所加入的氧化硅質(zhì)量為15kg。
對(duì)比例2
按照實(shí)施例1的方法制得用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物B2，不同的是所加入的氧化硅質(zhì)量為45kg。
對(duì)比例3
按照實(shí)施例2的方法制得用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物B3，不同的是未加入氧化鋯。
對(duì)比例4
按照實(shí)施例2的方法制得用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物B4，不同的是未加入氧化鎳。
對(duì)比例5
按照實(shí)施例2的方法制得用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物B5，不同的是未加入氧化鉀。
制備例1
將上述實(shí)施例和對(duì)比例中制得用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物A1-A3以及B1-B5按照相同的涂刷工藝涂刷在3D打印工件的冷卻水冷道內(nèi)壁上，接著進(jìn)行烘干、燒結(jié)得到A1-A3以及B1-B5一一對(duì)應(yīng)修飾過(guò)的3D打印工件的冷卻水冷道記為a1-a3以及b1-b5。
檢測(cè)例1
將等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的鹽酸溶液沖洗3D打印工件的冷卻水冷道a1-a3以及b1-b5，7天后觀察3D打印工件的冷卻水冷道的銹蝕情況，見(jiàn)表1。
檢測(cè)例2
將等質(zhì)量的碳酸鈣粉末分散到水中得到懸濁液，將懸濁液灌入到3D打印工件的冷卻水冷道a1-a3以及b1-b5中，7天后，用相同體積的水沖次3D打印工件的冷卻水冷道a1-a3以及b1-b5中，觀察3D打印工件的冷卻水冷道中水垢的殘留量，結(jié)果見(jiàn)表1。
表1
上述實(shí)施例、對(duì)比例以及檢測(cè)例的結(jié)果表明，本發(fā)明提供的用于3D打印工件的冷卻水冷道防腐蝕防水垢的材料組合物能夠有效防止3D打印工件的冷卻水冷道的腐蝕以及水垢的生成。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。