[發(fā)明專利]一種莫來石混合粉及其制備方法和在3D打印中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010827769.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN111943690B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪小剛;李永紅;武永明;張海寶;曾二龍;張亞明;耿剛強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西高速公路工程檢測(cè)有限公司;山西交設(shè)巖土工程有限公司;西安斯派新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/626
• 分類號(hào): C04B35/626;C04B35/185;C04B35/622;C04B35/63;B33Y10/00;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發(fā)明公開了一種莫來石混合粉及其制備方法和在3D打印中的應(yīng)用，應(yīng)用過程中，將混合莫來石粉3D通過分層水霧固化的方法，再通過實(shí)現(xiàn)莫來石塊體復(fù)雜形狀的3D打印成型，最終在高溫下，利用高溫反應(yīng)粉與莫來石粉的反應(yīng)，獲得一定強(qiáng)度的多孔莫來石體。該方法采用3D打印結(jié)合燒結(jié)的方式，制備多孔莫來石晶體，通過控制3D打印粉中的組分差異，實(shí)現(xiàn)形狀和性能參數(shù)的精準(zhǔn)控制。在3D打印過程，采用水作為3D打印固化劑，成型方式簡單、環(huán)保。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于多孔莫來石結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種莫來石混合粉及其制備方法和在3D打印中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】

多孔莫來石結(jié)構(gòu)因其具有較小的體積密度，良好的抗熱震性，較低的熱容和導(dǎo)熱率，在高溫隔熱、過濾、催化、離子交換等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。目前多孔莫來石結(jié)構(gòu)常采用添加造孔劑、有機(jī)泡沫浸漬法、溶膠凝膠法等方法來制備。然而，制備工藝直接決定了多孔材料的空隙結(jié)構(gòu)和孔隙率，從而對(duì)性能和應(yīng)用產(chǎn)生一定的影響。在大規(guī)模應(yīng)用中，常規(guī)的粗放性的生產(chǎn)，對(duì)莫來石結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)控制程度較差，使該系列產(chǎn)品通常無法應(yīng)用于精度較高的領(lǐng)域。3D打印技術(shù)是新型的先進(jìn)制造技術(shù)，可較好的實(shí)現(xiàn)莫來石多孔材料的精準(zhǔn)制備，實(shí)現(xiàn)材料各種復(fù)雜形狀下的高可控性。而常規(guī)的3D打印陶瓷粉技術(shù)，是采用陶瓷粉制備的漿料，利用樹脂的光固化實(shí)現(xiàn)層狀打印，實(shí)現(xiàn)框架材料的成型，光固化樹脂價(jià)格較高并且樹脂基材料環(huán)保性能的缺點(diǎn)限制了該系列材料在3D打印領(lǐng)域的大范圍應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種莫來石混合粉及其制備方法和在3D打印中的應(yīng)用，該方法用于解決現(xiàn)有技術(shù)中光固化成本較高且樹脂基材料環(huán)保性能不佳的缺陷。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種莫來石混合粉，由莫來石粉、低溫速凝粉和高溫反應(yīng)粉混合制成；所述低溫速凝粉由普通硅酸鹽水泥、雙快水泥、氯化鋰、氯化鋁和氯化鈉組成，所述高溫反應(yīng)粉包括鋰、鋁和硅基玻璃粉。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

優(yōu)選的，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，莫來石粉占比為70％～85％，低溫速凝粉占比為5％～15％，高溫反應(yīng)粉占比為5％～15％。

優(yōu)選的，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，低溫速凝粉中，普通硅酸鹽水泥占比為50％～65％，雙快水泥占比為10～20％，氯化鋰占比為2～5％，氯化鋁占比為1～8％，氯化鈉占比為4～6％。

優(yōu)選的，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，高溫反應(yīng)粉中鋰粉的質(zhì)量占比為20％、鋁粉的質(zhì)量占比為10％和硅基玻璃粉質(zhì)量占比為70％。

優(yōu)選的，所述高溫反應(yīng)粉的粒徑≤2μm。

一種莫來石混合粉的制備方法，將莫來石粉、低溫速凝粉和高溫反應(yīng)粉混合后，得到混合粉，在混合粉加入樹脂混合液攪拌后過篩，得到3D打印粉，為莫來石混合粉。

優(yōu)選的，造粒過程中，所述樹脂混合液的加入量為混合粉質(zhì)量的3％。

優(yōu)選的，造粒過程中，所述樹脂混合液包括樹脂和樹脂稀釋劑；樹脂為酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯中的一種或幾種；樹脂稀釋劑為丙酮、丁醇、乙二醇的一種或幾種。

一種上述的莫來石混合粉在3D打印中的應(yīng)用，包括以下步驟，將莫來石混合粉分層鋪粉，每鋪一層粉通過細(xì)水霧進(jìn)行噴淋固化，鋪粉至設(shè)置高度；最后一層鋪粉并固化后，進(jìn)行燒結(jié)，得到燒結(jié)固化后的莫來石塊體。

優(yōu)選的，所述鋪粉的設(shè)置厚度為300～600mm，每次噴水質(zhì)量為一層鋪粉質(zhì)量2～3％；每次噴淋固化后等待40～70秒進(jìn)行下一層的鋪粉；所述燒結(jié)溫度為800～950℃，燒結(jié)時(shí)間為30～60min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：