一種3d打印石材用粘結(jié)劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種3D打印材料用粘結(jié)劑及其應(yīng)用，具體設(shè)及一種3D打印石材用粘 結(jié)劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，是快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，它是一種W數(shù) 字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物 體的技術(shù)。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，材料成為限制3D打印技術(shù)未來走向的關(guān)鍵因 素之一，在某種程度上，材料的發(fā)展決定著3D打印能否有更廣泛的應(yīng)用。目前，3D打印材料 主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材 料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料、木質(zhì)材料W及砂糖等食品材料也在3D打印領(lǐng)域得到了應(yīng)用。 [000引眾多3D打印材料的開發(fā)和使用，不僅拓展了 3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍，同時也促使 更多的輔助材料的開發(fā)和生產(chǎn)，如；粘結(jié)劑。粘結(jié)劑作為3D打印技術(shù)中最重要的輔助材料 之一，需要具有粘結(jié)強度高、固化速度快、環(huán)保、使用方便等要求。隨著越來越多的新材料用 于3D打印，新材料具備的性能和特點造成目前的粘結(jié)劑大部分不能用于新材料的3D打印 成型，而且隨著3D打印技術(shù)在日常生活中的普及和應(yīng)用，成型條件和環(huán)保問題成為新的制 約因素，因而發(fā)明一種使用條件簡單、健康環(huán)保、粘結(jié)強度高、固化速度快的粘結(jié)劑對3D打 印廣泛應(yīng)用于生活的具有重要意義。
[0004] 石材是一種用于3D打印的新型材料之一，能借助于3D打印技術(shù)在日常生活中得 到廣泛的應(yīng)用，具有廣闊的市場。根據(jù)石材的特性，將石材用于3D打印，一般采用粘結(jié)成型 的方法，但傳統(tǒng)的有機粘結(jié)劑含有大量有機物，不適用于無機材料，特別是石材，不能經(jīng)過 高溫?zé)Y(jié)，不能出去其中的有機成分，而傳統(tǒng)的無機粘結(jié)劑粘結(jié)強度低，時間長，與3D打印 成型速度快的理念相違背，因此，發(fā)明一種粘結(jié)劑能直接將石材粘結(jié)成型形成一個整體就 可得到產(chǎn)品，產(chǎn)品性能好，精度高，成型速度快，將極大的促進(jìn)石材3D打印成型在生活中的 推廣應(yīng)用，具有廣闊的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對目前傳統(tǒng)粘結(jié)劑不適用于3D打印石材的成型且沒有?？谟糜谑?D打印的粘結(jié)劑的實際情況提出了一種3D打印石材用粘結(jié)劑及其應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明一種3D打印石材用粘結(jié)劑，其特征在于為無機溶膠狀，用于3D打印石材的 快速成型，在紫外光照射下快速固化，與石材結(jié)合形成整體，其各組分按重量份計為： 液溶膠 75-85份， 固化劑 8-15份， 引發(fā)劑 3-8份， 活性劑 5-8份， 其中所述的液溶膠為娃酸溶膠、氧化侶溶膠、氨氧化儀侶溶膠中的一種或多種；所述的 固化劑為娃酸鋼、娃酸侶、娃酸鐘、氣娃酸鋼、氣娃酸鐘、氣娃酸巧中的一種或多種；所述的 引發(fā)劑為過硫酸鐘、過硫酸鋼、過硫酸巧、六氣磯酸鹽中的一種或多種；所述的活性劑為氨 氧化鋼、氨氧化巧、草酸、亞硫酸鋼、亞硫酸鐘的一種或多種。
[0007]上述一種3D打印石材用粘結(jié)劑，其具體制備方法；將8-15重量份份固化劑，3-8 份重量份的引發(fā)劑，5-8份重量份的活性劑加入到75-85重量份的液溶膠中，采用超聲波 震蕩分散溶解配制成粘結(jié)劑。
[0008] 本發(fā)明一種3D打印石材用粘結(jié)劑的應(yīng)用，其特征在于直接用于石材粉末材料的 3D打印快速成型，成型條件為常溫常壓，紫外光照射，成型步驟為；1)根據(jù)需要設(shè)計3D打印 =維立體結(jié)構(gòu)模型；2)將設(shè)計好的3D打印=維立體結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入3D打印機；3)將本發(fā)明 粘結(jié)劑和需要使用的3D打印用石材粉末材料分別加入到3D打印機的料槽中；4)啟動3D 打印機，根據(jù)設(shè)計的數(shù)字模型進(jìn)行打印，打印原理為先噴灑一層石材粉末，再噴灑一層粘結(jié) 劑，形成一層石材粉末一層粘結(jié)劑的交替結(jié)構(gòu)，同時用紫外光進(jìn)行照射，粘結(jié)劑在紫外光的 照射下快速固化將上下兩層的石材粉末粘結(jié)成為一個整體，該樣一層一層粘結(jié)起來形成所 需要的石材產(chǎn)品初胚；5)將得到的產(chǎn)品初胚進(jìn)行打磨拋光處理，得到石材產(chǎn)品，可應(yīng)用于 建筑、裝飾、工藝品等各方面。
[0009] 本發(fā)明不僅利用引發(fā)劑能在紫外光的照射下釋放活性離子，引發(fā)固化劑和溶膠離 子的交聯(lián)反應(yīng)的原理，還利用活性劑能激發(fā)石材顆粒表面的活性的作用，使固化劑、溶膠離 子、石材S者之間形成穩(wěn)定的Si-0、Si-C、A^O、化-0、Ca-Si等化學(xué)鍵，使粘結(jié)劑與石材連 接成為一個整體，具有了優(yōu)異的力學(xué)性能，直接得到產(chǎn)品，降低了生產(chǎn)成本；本發(fā)明粘結(jié)劑 應(yīng)用于3D打印石材的粘結(jié)成型，使用方法簡單，能快速高效的對石材進(jìn)行粘結(jié)，直接得到 石材產(chǎn)品，將極大的促進(jìn)石材3D打印成型在生活中的推廣應(yīng)用，具有廣闊的市場前景。
[0010] 本發(fā)明突出的特點和有益效果在于： 1、本發(fā)明粘結(jié)劑在紫外光照射和常溫常壓的條件下，能使固化劑、溶膠離子、石材=者 之間形成穩(wěn)定的81-0、51-(：、4^0、化-0、〔3-51等化學(xué)鍵，將粘結(jié)劑與石材連接成為一個整 體。
[0011] 2、本發(fā)明粘結(jié)劑為無機粘結(jié)劑，與石材本質(zhì)相同，不會污染或影響石材的天然性。
[0012]3、本發(fā)明粘結(jié)劑使用方法簡單，能快速高效的對石材進(jìn)行粘結(jié)，直接得到石材產(chǎn) 品，將極大的促進(jìn)石材3D打印成型在生活中的推廣應(yīng)用，具有廣闊的市場前景。
[0013]本發(fā)明粘結(jié)劑性能指標(biāo)：
【主權(quán)項】
1. 一種3D打印石材用粘結(jié)劑，其特征在于為無機溶膠狀，用于3D打印石材的快速成 型，在紫外光照射下快速固化，與石材結(jié)合形成整體，直接得到石材產(chǎn)品，其各組分按重量 份計為： 液溶膠 75-85份， 固化劑 8-15份， 引發(fā)劑 3-8份， 活性劑 5-8份， 其中所述的液溶膠為硅酸溶膠、氧化鋁溶膠、氫氧化鎂鋁溶膠中的一種或多種；所述的 固化劑為硅酸鈉、硅酸鋁、硅酸鉀、氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟硅酸鈣中的一種或多種；所述的 引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸鈣、六氟磷酸鹽中的一種或多種；所述的活性劑為氫 氧化鈉、氫氧化鈣、草酸、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀的一種或多種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種3D打印石材用粘結(jié)劑，其特征在于具體制備方法：將 8-15重量份份固化劑，3-8份重量份的引發(fā)劑，5-8份重量份的活性劑加入到75-85重量份 的液溶膠中，直接混合溶解形成粘結(jié)劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種3D打印石材用粘結(jié)劑的應(yīng)用，其特征在于直接用于石材 的3D打印快速成型，成型條件為常溫常壓，紫外光照射，成型步驟為：1)根據(jù)需要設(shè)計3D 打印三維立體結(jié)構(gòu)模型；2)將設(shè)計好的3D打印三維立體結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入3D打印機；3)將本 發(fā)明粘結(jié)劑和需要使用的3D打印用石材粉末材料分別加入到3D打印機的料槽中；4)啟動 3D打印機，根據(jù)設(shè)計的數(shù)字模型進(jìn)行打印，打印原理為先噴灑一層石材粉末，再噴灑一層粘 結(jié)劑，形成一層石材粉末一層粘結(jié)劑的交替結(jié)構(gòu)，同時用紫外光進(jìn)行照射，粘結(jié)劑在紫外光 的照射下快速固化將上下兩層的石材粉末粘結(jié)成為一個整體，這樣一層一層粘結(jié)起來形成 所需要的石材產(chǎn)品初胚；5)將得到的產(chǎn)品初胚進(jìn)行打磨拋光處理，得到石材產(chǎn)品，可應(yīng)用 于建筑、裝飾、工藝品等各方面。
【專利摘要】一種3D打印石材用粘結(jié)劑及其應(yīng)用，本發(fā)明粘結(jié)劑在紫外光照射和常溫常壓的條件下，固化劑、溶膠離子、石材三者之間形成穩(wěn)定的Si-O、Si-C、Al-O、Ca-O、Ca-Si等化學(xué)鍵，將粘結(jié)劑與石材連接成為一個整體，直接得到石材產(chǎn)品，極大的促進(jìn)石材3D打印成型在生活中的推廣應(yīng)用，具有廣闊的市場前景。
【IPC分類】C04B28-24, C04B28-00, B33Y70-00
【公開號】CN104773979
【申請?zhí)枴緾N201510146436
【發(fā)明人】陳慶, 李興文
【申請人】成都新柯力化工科技有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月31日