一種3d打印石材用粘結劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種3D打印材料用粘結劑及其應用，具體設及一種3D打印石材用粘 結劑及其應用。
【背景技術】
[0002] 3D打印技術又稱增材制造技術，是快速成型領域的一種新興技術，它是一種W數 字模型文件為基礎，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造物 體的技術。隨著3D打印技術的發展和應用，材料成為限制3D打印技術未來走向的關鍵因 素之一，在某種程度上，材料的發展決定著3D打印能否有更廣泛的應用。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、細胞生物原料、木質材料W及砂糖等食品材料也在3D打印領域得到了應用。 [000引眾多3D打印材料的開發和使用，不僅拓展了 3D打印技術的應用范圍，同時也促使 更多的輔助材料的開發和生產，如；粘結劑。粘結劑作為3D打印技術中最重要的輔助材料 之一，需要具有粘結強度高、固化速度快、環保、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打印技術在日常生活中的普及和應用，成型條件和環保問題成為新的制 約因素，因而發明一種使用條件簡單、健康環保、粘結強度高、固化速度快的粘結劑對3D打 印廣泛應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打印技術在日常生活中得 到廣泛的應用，具有廣闊的市場。根據石材的特性，將石材用于3D打印，一般采用粘結成型 的方法，但傳統的有機粘結劑含有大量有機物，不適用于無機材料，特別是石材，不能經過 高溫燒結，不能出去其中的有機成分，而傳統的無機粘結劑粘結強度低，時間長，與3D打印 成型速度快的理念相違背，因此，發明一種粘結劑能直接將石材粘結成型形成一個整體就 可得到產品，產品性能好，精度高，成型速度快，將極大的促進石材3D打印成型在生活中的 推廣應用，具有廣闊的市場前景。
【發明內容】
[0005]本發明針對目前傳統粘結劑不適用于3D打印石材的成型且沒有專口用于石材3D打印的粘結劑的實際情況提出了一種3D打印石材用粘結劑及其應用。
[0006] 本發明一種3D打印石材用粘結劑，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劑。
[0008] 本發明一種3D打印石材用粘結劑的應用，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)根據需要設計3D打印 =維立體結構模型；2)將設計好的3D打印=維立體結構模型導入3D打印機；3)將本發明 粘結劑和需要使用的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，根據設計的數字模型進行打印，打印原理為先噴灑一層石材粉末，再噴灑一層粘結 劑，形成一層石材粉末一層粘結劑的交替結構，同時用紫外光進行照射，粘結劑在紫外光的 照射下快速固化將上下兩層的石材粉末粘結成為一個整體，該樣一層一層粘結起來形成所 需要的石材產品初胚；5)將得到的產品初胚進行打磨拋光處理，得到石材產品，可應用于 建筑、裝飾、工藝品等各方面。
[0009] 本發明不僅利用引發劑能在紫外光的照射下釋放活性離子，引發固化劑和溶膠離 子的交聯反應的原理，還利用活性劑能激發石材顆粒表面的活性的作用，使固化劑、溶膠離 子、石材S者之間形成穩定的Si-0、Si-C、A^O、化-0、Ca-Si等化學鍵，使粘結劑與石材連 接成為一個整體，具有了優異的力學性能，直接得到產品，降低了生產成本；本發明粘結劑 應用于3D打印石材的粘結成型，使用方法簡單，能快速高效的對石材進行粘結，直接得到 石材產品，將極大的促進石材3D打印成型在生活中的推廣應用，具有廣闊的市場前景。
[0010] 本發明突出的特點和有益效果在于： 1、本發明粘結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 之間形成穩定的81-0、51-(：、4^0、化-0、〔3-51等化學鍵，將粘結劑與石材連接成為一個整 體。
[0011] 2、本發明粘結劑為無機粘結劑，與石材本質相同，不會污染或影響石材的天然性。
[0012]3、本發明粘結劑使用方法簡單，能快速高效的對石材進行粘結，直接得到石材產 品，將極大的促進石材3D打印成型在生活中的推廣應用，具有廣闊的市場前景。
[0013]本發明粘結劑性能指標：
【主權項】
1. 一種3D打印石材用粘結劑，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，與石材結合形成整體，直接得到石材產品，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. 根據權利要求1中所述的一種3D打印石材用粘結劑，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劑。
3. 根據權利要求1所述一種3D打印石材用粘結劑的應用，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)根據需要設計3D 打印三維立體結構模型；2)將設計好的3D打印三維立體結構模型導入3D打印機；3)將本 發明粘結劑和需要使用的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，根據設計的數字模型進行打印，打印原理為先噴灑一層石材粉末，再噴灑一層粘 結劑，形成一層石材粉末一層粘結劑的交替結構，同時用紫外光進行照射，粘結劑在紫外光 的照射下快速固化將上下兩層的石材粉末粘結成為一個整體，這樣一層一層粘結起來形成 所需要的石材產品初胚；5)將得到的產品初胚進行打磨拋光處理，得到石材產品，可應用 于建筑、裝飾、工藝品等各方面。
【專利摘要】一種3D打印石材用粘結劑及其應用，本發明粘結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定的Si-O、Si-C、Al-O、Ca-O、Ca-Si等化學鍵，將粘結劑與石材連接成為一個整體，直接得到石材產品，極大的促進石材3D打印成型在生活中的推廣應用，具有廣闊的市場前景。
【IPC分類】C04B28-24, C04B28-00, B33Y70-00
【公開號】CN104773979
【申請號】CN201510146436
【發明人】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