CN106243821A - 一种3d打印吊顶油墨及其制备方法 - Google Patents

一种3d打印吊顶油墨及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于3D打印材料技术领域,涉及一种3D打印吊顶用的石膏材料,本发明还涉及该石膏材料的制备方法和使用方法。该油墨由重量百分比的97~99%的基础油墨、0.5~2%的缓凝剂和0.2~1%的颜料组成。该油墨的制备方法:填料预处理;在搅拌器中按配方加入促凝剂,预处理填料和改性剂;加入石膏粉和颜料,混合均匀,制得基础油墨;基础油墨中加缓凝剂和颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨。将3D打印吊顶油墨加入水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。有益效果:(1)吊顶成品强度高、韧性好、分辨率高、表观质量好;(2)极强的个人化和智能化的特点;(3)开创吊顶结构新工艺;(4)无污染,不使用木材,更环保,该材料可以回收再加工后重复使用。

Description

一种3D打印吊顶油墨及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于3D打印材料技术领域,涉及一种3D打印吊顶用的石膏材料,本发明还涉及该石膏材料的制备方法和使用方法。
背景技术
[0002]在现代建筑中石膏板吊顶因价格便宜、使用面广、荷载轻、施工简便、绿色环保、节省空间等特点被广泛的应用于各类工程上。但石膏板开裂、变形的现象极为普遍,尽管采用各类网格带、纸带、嵌缝石膏等材料防止开裂,仍无法彻底根治。
[0003]目前石膏板大致有纸面石膏板和脱模法生产的石膏板,但都存在颜色单一、复杂花纹、造型的分辨率低、边部成型差等问题。再者,目前的石膏板都为规模化生产的模块化产品,使用时需要拼接和嵌缝,导致吊顶接缝处开裂,影响整体效果和使用寿命。拼接的石膏板也很大程度上影响图案和造型的表达。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种3D打印吊顶用石膏材料,解决了目前石膏板吊顶强度差、开裂、变形、颜色单一、复杂花纹、造型的分辨率低、边部成型差的问题。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
[0006] 一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:由重量百分比的97〜99%的基础油墨、0.5〜
2 %的缓凝剂和0.2〜I %的颜料组成。
[0007]所述的基础油墨由重量百分比的以下组份组成,石膏粉:60%〜91 %,填料:2%〜20%,改性剂:4%〜18%,促凝剂:0.5%〜5%,固化剂:I % —20% ;
[0008]所述的石膏粉为直火顺流煅烧法生产制作的α-半水石膏,其粒径大小为Ιμπι〜150ym,抗压强度彡25MPa ;其生产工艺是:石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径10〜20cm的石膏块,在反应釜中加热至55°C〜60°C,排除产生的冷凝水后通入1.5〜3.5MPa的饱和蒸汽,干燥5〜6h,然后排走多余蒸汽;压力0.3〜0.5MPa,温度150°C〜160°C,干燥7〜8h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;所述的填料为二氧化硅或纳米碳化硅中的一种或两种的混合物;所述的改性剂为聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和有机硅中的一种或任意几种的混合物;所述的促凝剂为无水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一种或任意几种的混合物;所述的固化剂为二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一种或任意几种的混合物。
[0009]所述的缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸、丙烯酸钠、六偏磷酸钠和骨胶中的一种或任意几种的混合物。
[0010]优选的缓凝剂为柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或两种的混合物。
[0011]进一步优先的缓凝剂为一水柠檬酸。
[0012]本发明还有关于该3D打印吊顶油墨的制备方法:填料预处理:在研磨机中按配方加入固化剂和填料,转速500〜2000r/min,研磨4〜12h;在搅拌器中按配方加入促凝剂,预处理填料和改性剂,混合均匀,50〜57 °C保温3〜6h后,按配方加入石膏粉和颜料,混合均匀,制得基础油墨;基础油墨中加0.5〜2 %的缓凝剂和0.2〜I %的颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨。
[0013]本发明还有关于该3D打印吊顶油墨的使用方法:将质量百分比43〜55%的3D打印吊顶油墨加入到45〜57%的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015] (I)吊顶成品强度高、韧性好、分辨率高、表观质量好。
[0016] (2)让个性化吊顶定制成为可能:3D打印吊顶体现了极强的个人化和智能化的特点,使产品的个性化设计与制造成为可能。根据个人喜好和不同使用场景,来实现设计与生产个性化吊顶产品的量身定制。
[0017] (3)开创吊顶结构新工艺:本发明的3D打印材料可以直接将吊顶打印在天花板上,而不需要龙骨等连接连接件和固定件,施工工艺简单,工期短,省人工。
[0018] (4)本发明的3D打印吊顶油墨,无污染,不使用木材,因此,更环保;该材料可以回收再加工后重复使用。
具体实施方式
[0019]以下通过具体实施方式对本发明的内容作进一步说明,但不用于限定本发明的技术方案。
[0020] 实施例1
[0021]石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径1cm的石膏块,在反应釜中加热至55°C,排除产生的冷凝水后通入1.5MPa的饱和蒸汽,干燥6h,然后排走多余蒸汽;干燥3小时,压力0.5MPa,温度150°C,干燥Sh,干燥后的物料粉磨得石膏粉;
[0022] 在研磨机中加入DETAl0.0g和纳米碳化娃155.0g,转速500r/min,研磨12h ;
[0023] 在搅拌器中加入无水乙醇50.0g,经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物,环氧树月旨180.0g,混合均匀,50°C保温6h后,按配方加入600.0g石膏粉,钴蓝颜料5.0g,混合均匀,即得基础油墨1000g。
[0024] 970g基础油墨中加入20g的柠檬酸和1g群青蓝颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨1000g。
[0025] 430g的3D打印吊顶油墨加入到570g的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
[0026] 实施例2
[0027] 石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径20cm的石膏块,在反应釜中加热至60°C,排除产生的冷凝水后通入3.5MPa的饱和蒸汽,干燥5h,然后排走多余蒸汽;干燥2小时,压力0.3MPa,温度160 °C,干燥7h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;
[0028] 在研磨机中加入DETA200.0g和纳米碳化娃20.0g,转速2000r/min,研磨4h ;
[0029] 在搅拌器中加入无水乙醇5.0g,经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物,环氧树脂40.0g,混合均匀,55 °C保温4.5h后,按配方加入734.0g石膏粉,孔雀蓝颜料1.0g,混合均匀,得基础油墨I OOOg。
[0030] 990g基础油墨中加入8g的柠檬酸和2g黄色氧化铁颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨I OOOg。
[0031] 550g的3D打印吊顶油墨加入到450g的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
[0032] 实施例3
[0033]石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径15cm的石膏块,在反应釜中加热至57°C,排除产生的冷凝水后通入2.5MPa的饱和蒸汽,干燥5.5h,然后排走多余蒸汽;干燥2.5小时,压力0.4MPa,温度155°C,干燥7.5h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;
[0034] 在研磨机中加入DETA5.0g和纳米碳化娃20.0g,转速1000r/min,研磨8h ;
[0035] 在搅拌器中加入无水乙醇5.0g,经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物,环氧树脂40.0g,混合均匀,56 °C保温5h后,按配方加入927.0g石膏粉,偶氮红颜料3.0g,混合均匀,即得基础油墨lOOOg。
[0036] 980g基础油墨中加入1g的柠檬酸钠和1g红色氧化铁颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨1000g。
[0037] 520g的3D打印吊顶油墨加入到480g的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
[0038] 实施例4
[0039] 石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径1cm的石膏块,在反应釜中加热至60°C,排除产生的冷凝水后通入3.0MPa的饱和蒸汽,干燥6h,然后排走多余蒸汽;干燥2小时,压力0.5MPa,温度150°C,干燥7h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;
[0040] 在研磨机中加入DETA100.0g和纳米碳化娃200.0g,转速1250r/min,研磨10h;
[0041] 在搅拌器中加入无水乙醇25.0g,经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物,环氧树脂70.0g,混合均匀,57 °C保温3h后,按配方加入602.5g石膏粉,黄色氧化铁颜料2.5g,混合均匀,得基础油墨1000g。
[0042] 980g基础油墨中加入1g由7g酒石酸和3g骨胶混合制成的缓凝剂和1g钴蓝颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨I OOOg。
[0043] 500g的3D打印吊顶油墨加入到500g的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
[0044] 实施例5
[0045] 石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径1cm的石膏块,在反应釜中加热至55°C,排除产生的冷凝水后通入1.5MPa的饱和蒸汽,干燥6h,然后排走多余蒸汽;干燥3小时,压力0.5MPa,温度150°C,干燥Sh,干燥后的物料粉磨得石膏粉;
[0046] 在研磨机中加入DETAl 0.0g和超细二氧化硅粉155.0g,转速500r/min,研磨12h ;
[0047] 在搅拌器中加入无水乙醇50.0g,经过研磨的二氧化硅粉和DETA的混合物,丙三醇180.0g,混合均匀,50 °C保温6h后,按配方加入600.0g石膏粉,红色氧化铁颜料5.0g,混合均匀,得基础油墨1000g。
[0048] 975g基础油墨中加入19g由12g柠檬酸钠和7g丙烯酸混合制成的缓凝剂和6g黄色氧化铁颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨1000g。
[0049] 550g的3D打印吊顶油墨加入到400g的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
[0050] 实施例6[0051 ] 石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径20cm的石膏块,在反应釜中加热至60°C,排除产生的冷凝水后通入3.5MPa的饱和蒸汽,干燥5h,然后排走多余蒸汽;干燥2小时,压力
0.3MPa,温度160 °C,干燥7h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;
[°°52] 在研磨机中加入乙二胺200.0g和纳米碳化娃20.0g,转速2000r/min,研磨4h ;
[0053] 在搅拌器中加入乙酸乙酯5.0g,经过研磨的纳米碳化硅和乙二胺的混合物,有机娃40.0g,混合均勾,55 °C保温4.5h后,按配方加入732.5g石膏粉,天津绿颜料2.5g,混合均匀,得基础油墨lOOOg。
[0054] 980g基础油墨中加入18g由6g酒石酸钾、4g丙烯酸钠混合制成的缓凝剂和2g孔雀蓝颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨I OOOg。
[0055] 480g的3D打印吊顶油墨加入到520g的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
[0056] 实施例7
[0057]石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径15cm的石膏块,在反应釜中加热至57°C,排除产生的冷凝水后通入2.5MPa的饱和蒸汽,干燥5.5h,然后排走多余蒸汽;干燥2.5小时,压力0.4MPa,温度155°C,干燥7.5h,干燥后的物料粉磨得石膏粉;
[0058] 在研磨机中加入3-二乙胺基丙胺(DEAPA)5.0g和超细二氧化硅粉20.0g,转速1000r/min,研磨 8h ;
[0059] 在搅拌器中加入乙酸乙酯5.0g,经过研磨的二氧化硅粉和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)的混合物,聚醋酸乙烯酯40.0g,混合均匀,56°C保温5h后,按配方加入927.5g石膏粉,氧化铬颜料2.5.0g,混合均匀,得基础油墨1000g。
[0000] 970g基础油墨中加入25g由1g朽1檬酸、6g酒石酸钾、3g丙稀酸钠3g六偏磷酸钠和3g骨胶混合制成的缓凝剂和5g天津绿颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨1000g。
[0061 ] 540g的3D打印吊顶油墨加入到460g的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。

Claims (7)

1.一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:由重量百分比的97〜99%的基础油墨、0.5〜2%的缓凝剂和0.2〜I %的颜料组成。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:所述的基础油墨由重量百分比的以下组份组成,石膏粉:60 %〜91 %,填料:2 %〜20 %,改性剂:4%〜18 %,促凝剂:0.5%〜5%,固化剂:I %〜20% ; 所述的石膏粉为直火顺流煅烧法生产制作的α_半水石膏,其粒径大小为Iym〜150μπι,抗压强度彡25MPa ;其生产工艺是:石膏原料经过三级破碎,均化,得到粒径10〜20cm的石膏块,在反应釜中加热至55°C〜60°C,排除产生的冷凝水后通入1.5〜3.5MPa的饱和蒸汽,干燥5〜6h,然后排走多余蒸汽;压力0.3〜0.5MPa,温度150°C〜160°C,干燥7〜8h,干燥后的物料粉磨得石膏粉; 所述的填料为二氧化硅或纳米碳化硅中的一种或两种的混合物; 所述的改性剂为聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和有机硅中的一种或任意几种的混合物; 所述的促凝剂为无水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一种或任意几种的混合物; 所述的固化剂为二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一种或任意几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:所述的缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸、丙烯酸钠、六偏磷酸钠和骨胶中的一种或任意几种的混合物。
4.根据权利要求1〜3任意一项所述的一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:所述的缓凝剂为梓檬酸和梓檬酸钠中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1〜3任意一项所述的一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:所述的缓凝剂为一水梓檬酸。
6.根据权利要求1〜3任意一项所述的一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:所述的油墨由以下方法制备:填料预处理:在研磨机中按配方加入固化剂和填料,转速500〜2000r/min,研磨4〜12h;在搅拌器中按配方加入促凝剂,预处理填料和改性剂,混合均匀,50〜57°C保温3〜6h后,按配方加入石膏粉和颜料,混合均匀,制得基础油墨;基础油墨中加0.5〜2 %的缓凝剂和0.2〜I %的颜料,混合均匀,制得3D打印吊顶油墨。
7.根据权利要求1〜3任意一项所述的一种3D打印吊顶油墨,其特征在于:所述的油墨的使用方法:将质量百分比43〜55%的3D打印吊顶油墨加入到45〜57%的水中,充分搅拌,混合均匀,即可进行3D打印。
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