[發明專利]用于精密鑄造的無機單組份墨水及其制備方法

在審

• 申請號: 202010119411.8
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111234607A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 嚴生輝;李天才;王敏;張勇
• 申請（專利權）人: 共享智能鑄造產業創新中心有限公司
• 主分類號: C09D11/30
• 分類號: C09D11/30;C09D11/38;B33Y70/00;B22C1/16;B22C1/18
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本發明涉及一種用于精密鑄造的無機單組份墨水及其制備方法。所述無機單組份墨水由無機膠黏劑、去離子水、增稠劑、分散劑、表面活性劑和消泡劑組成；所述無機單組份墨水的制備方法包括下述步驟：步驟一：取定量無機膠黏劑，攪拌均勻后，緩慢向攪拌中的無機膠黏劑加入定量去離子水，攪拌5～15min；步驟二：取定量增稠劑緩慢加入上述攪拌液中，攪拌30～120min后，緩慢加入定量分散劑，攪拌至液料混合均勻后，緩慢加入定量表面活性劑，并攪拌5～20min；步驟三：取定量消泡劑緩慢加入上述攪拌液中，攪拌10～30min，取出液料靜置；對液料進行抽濾處理并靜置2h以上。本發明無機單組份墨水具有分散性良好、澄清透明、不易成膜、不團聚及噴墨效果良好等特性。

技術領域

本發明涉及模型生產技術領域、鑄造技術領域、3D打印領域，特別涉及一種用于精密鑄造的無機單組份墨水及其制備方法。

背景技術

目前，為了得到某種結構形狀的產品，常采用的制作方法包括3D打印、手工脫模制作、機械制作、注塑或者澆注成形等方式。3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用硅砂、熔融石英、電熔剛玉、莫來石、硅線石、高嶺石熟料、耐火黏土、鋯英砂(粉)、金紅石、尖晶石、氧化鎂、氧化鈣、陶粒砂、絡礦砂、碳化硅粉、氮化硅粉、氧化鋁粉、粉狀金屬、塑料橡膠類材料等可粘合材料，通過逐層鋪粉打印頭噴射粘合劑的方式來構造物體的技術。3D打印技術常在模具制造、精密工藝品、工業設計等領域被用于制造模型及產品，是目前制作模型最為方便、先進、快捷、廉價的一種方法。

目前，傳統粉末3D打印多采用有機粘結劑體系，噴墨墨水材料通常為呋喃樹脂、熱酚醛樹脂等，這種粘合劑體系成本高、環境污染嚴重、氣味刺鼻、此有機材料最高耐高溫為400℃左右，超過溫度材料失效，產品坍塌潰散成小砂粒，通常此模型表面需要涂覆耐火涂料以保證砂型內部不發生坍塌，即使這樣也無法保證鑄件尺寸及粗糙度，給后續造成大量繁重的后處理工作。

目前而言無機膠黏劑多為雙組份甚至三組分的產品，固化劑需70～140目的耐火材料混合均勻，但固化劑加入量少于耐火材料的0.3％的情形，超過0.3％的固化劑加入量無法與耐火材料混合均勻，無法應用于3D打印技術上，一般地超過200目的細粉，固化劑也無法與耐火材料混合均勻造成產品無法應用于更高端的方向。

發明內容

本發明針對現有技術中打印墨水不耐高溫，受熱變形坍塌、鑄件表面質量差、不環保、成本高等問題，提出一種用于精密鑄造的無機單組份墨水及其制備方法，本發明無機單組份墨水成本低、環保、耐高溫，實現了耐高溫無機膠黏劑在3D打印精密鑄造方向的成功應用；同時克服了現有技術中因無機膠黏劑表面張力不滿足噴墨要求、分散性問題、粘度等問題無法應用在3D打印上的難題。

為解決上述存在的不足，本發明采用的技術方案為：

一種用于精密鑄造的無機單組份墨水，所述無機單組份墨水按質量份計算由以下組分組成，包括無機膠黏劑50～90份、去離子水5～50份、增稠劑0.01～5份、分散劑3～15份、表面活性劑0.01～1份和消泡劑0.005～0.1份。

進一步的，所述無機膠黏劑為改性磷酸鹽、改性硅酸鹽、鋁溶膠、硼酸鹽、硫酸鹽、有機無機混合型以及金屬氧化物的一種或幾種。

進一步的，所述增稠劑聚氨酯有機增稠劑、丙烯酸增稠劑、硫水改性非聚氨酯增稠劑、羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺有機增稠劑、無機水性納米硅酸鎂鋁以及無機水性納米硅酸鎂鋰的一種或幾種。