[發明專利]一種磷石膏基3D打印裝飾板材及制備方法

在審

• 申請號: 201810087863.5
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108249878A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 陳慶;昝航
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;B33Y70/00;C04B16/08;C04B111/20
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本發明屬于3D打印技術領域，具體涉及一種磷石膏基3D打印裝飾板材及制備方法。本發明一種磷石膏基3D打印裝飾板材及其制備方法，通過流化床將乙醇霧化后高速沖擊分散強堿性離子交換纖維，強堿性離子交換纖維吸附乙醇因而膨脹成立體網狀結構，噴灑加入磷石膏粉末混合再研磨改性，與膠粘劑混合通過3D打印逐層堆積得到高強度的裝飾板材，通過利用乙醇氣流沖擊強堿性離子交換纖維，使其轉變為立體結構而負載磷石膏粉末，并且對磷石膏進行深度中和處理，降低了磷石膏中的可溶性雜質含量，最終得到的3D磷石膏基裝飾板材不易粉化，提升了打印裝飾板材的強度和韌性，以及產品的耐候性和耐腐蝕性能。

技術領域

本發明屬于3D打印技術領域，具體涉及一種磷石膏基3D打印裝飾板材及制備方法。

背景技術

3D打印技術又稱“快速成形技術”或“增材制造技術”，是一種以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，通過逐層堆疊累積的方式來構造物體的技術。現階段制約3D打印技術發展的因素主要有兩個，打印材料和設備。比起設備的研發，材料的研發難度更大，3D打印技術并不復雜，難在材料。普通打印機的耗材就是墨水和紙張，但3D打印機耗材卻主要是膠水和粉末，而且必須經過特殊處理，對材料的固化反應速度等也要去很高，根據化學組成，3D打印材料分為金屬材料、陶瓷材料、復合材料和聚合物。

目前，世界磷石膏年排放量達2.8億噸，我國也已超過5000萬噸，占工業副產石膏的70%上。磷石膏的產生量將隨著高濃度磷復肥產量的提高而大幅度增加。由于磷石膏含有五氧化二磷、氟及游離酸等有害物質，如果任意排放會造成環境污染；設置堆場，不僅占地多、投資大、堆渣費用高，而且對堆場的地質條件要求高，磷石膏長期堆積還會引起地表水及地下水的污染。

磷石膏是指在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣,其主要成分為硫酸鈣。磷石膏主要成份為CaSO₄·2H₂O，此外還含有多種其他雜質。同時，生產過程中，溶液中HPO₄^-2根取代石膏晶格中部分SO₄^-2。磷石膏雜質分兩大類：不溶性雜質：如石英、未分解的磷灰石、不溶性P₂O₅、共晶P₂O₅、氟化物及氟、鋁、鎂的磷酸鹽和硫酸鹽。可溶性雜質：如水溶性P₂O₅，溶解度較低的氟化物和硫酸鹽。此外，磷石膏中還含砷、銅、鋅、鐵、錳、鉛、鎘、汞及放射性元素。均極其微量，且大多數為不溶性固體，其危害性可忽略不計。磷石膏中所含氟化物、游離磷酸、P2O5、磷酸鹽等雜質是導致磷石膏在堆存過程中造成環境污染的主要因素。磷石膏的大量堆存，不公侵占了土地資源，由于風蝕、雨蝕造成了大氣、水系及土壤的污染。

中國發明專利申請號申請號201610853944.2公開了一種3D打印的磷石膏基戶外景觀材料。公開了一種3D打印的磷石膏基戶外景觀材料，將70-85份磷石膏、3-8份促凝劑、2-4份水泥、0.01-0.03份氧化石墨烯和0.5-2份納米二氧化硅混合得復合粉：滾筒推送到建模平臺，均勻鋪上厚度＜0.075mm的層，同時打印頭噴射8-20粘合劑固化復合粉，彩色噴墨打印頭將2份顏料有選擇噴射在鋪好的粉材上，然后建模平臺一層層降低，反復這個動作，直達磷石膏基戶外景觀完成。該發明所制備的磷石膏基戶外景觀材料屬于綠色建材，取材廣泛，價廉宜得，毒副作用極小，而且通過3D打印制成，無需機械加工或任何模具，28d強度大于20Mpa，軟化系數大于0.85，耐水性能好，還具備除臭、抗污、凈化空氣等功能。