[發明專利]一種基于高強度α半水石膏3D打印材料的制備方法

在審

• 申請號: 201911106107.3
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110818298A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 瞿廣飛;潘科衡;李恒;李軍燕;寧平;孫楝凱
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B11/032
• 分類號: C04B11/032;C04B11/02;C04B28/14;C04B22/14;B33Y70/00;C04B103/12
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于高強度α半水石膏3D打印材料的制備方法，屬于3D打印成型技術領域；該方法將普通石膏破碎后與復合轉晶劑及水充分混合后放入壓蒸釜內，在120℃~130℃、0.16MPa~0.17MPa下蒸養4~5h后制得α半水石膏，然后在常壓、120℃~130℃下烘干2~3h，之后送入球磨機中球磨10min后，再送入3D打印機料槽中與水、促凝劑混合均勻，得到α半水石膏流體打印材料；利用α半水石膏作為打印材料，能大幅度的提高石膏制品的強度、耐磨性及耐水性，增加3D打印技術的應用領域。

技術領域

本發明涉及3D打印領域，具體涉及一種基于高強度α半水石膏3D打印材料的制備方法。

背景技術

3D打印技術是快速成型領域里的一項新興技術，是一種基于數字文件并在計算機的控制下利用固化材料或加入粘結劑，通過逐層打印的方式逐層累加來構建物體的技術。目前，3D打印技術經過幾年的發展，技術已經趨于成熟，但其中用于打印的材料尚存在很多在實際應用中的問題，常見的打印材料諸如金屬粉末、有機高分子材料、無機凝膠材料等。

其中無機凝膠材料的石膏復合型膠凝材料都是以β半水石膏（建筑石膏）或是復合膠凝材料為基礎的，其強度、耐水性等性能較差。而石膏的另一種形態，α半水石膏雖然與β半水石膏同為菱形結晶，但兩者物理性能不同，主要由其晶體結構上的差異所決定的，β半水石膏屬單斜晶系，生成的晶形不佳，呈松散聚集的片狀、細鱗片狀晶；α半水石膏屬六方晶系，結晶良好、堅實。與β半水石膏相比，α半水石膏制品具有高強、高硬、耐磨性好、輪廓清晰度高、仿真性強等特點。目前石膏基的3D打印技術多是以普通石膏粉末直接為基底，不僅固化時間不可控制，而且成品強度低，在很大程度上限制了制品的應用范圍。

發明內容

針對現有技術不足，本發明提供了一種基于高強度α半水石膏3D打印材料的制備方法，該方法是將普通石膏破碎后與一定比例的復合轉晶劑及一定量的水充分混合后放入壓蒸釜內，在一定條件下蒸養4~5h后制得α半水石膏，然后在常壓、120℃~130℃下烘干2~3h，之后送入球磨機中球磨10min后,再進入3D打印機料槽，與一定比例的水和促凝劑混合均勻得到α半水石膏快速流體打印材料。

所述復合轉晶劑為檸檬酸鈉和硫酸鋁按質量比1-3.3:1-4.6的比例混合制得，復合轉晶劑的用量為普通石膏質量的0.04%~0.08%。

所述水與普通石膏混合時，添加量為普通石膏質量的30%~35%。

所述水與α半水石膏混合時，添加量為α半水石膏質量的43%~48%。

所述促凝劑為氯化鈉與硫酸鈉的混合物，質量比為1-2:1-2，促凝劑用量為α半水石膏質量的1%~3%。

本發明的有益效果在于：

（1）直接以高強α半水石膏為打印材料，石膏成品的抗折強度可達6MPa，抗壓強度則能達到25MPa，并且耐磨耐水浸，能滿足大多數條件下的使用。

（2）通過改變促凝劑的加入量能改變石膏的凝結時間從而能相應的調整3D打印成品的精度。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明，但本發明保護范圍不局限于所述內容。

實施例1 ：