CN107572893A - 一种用于建筑行业3d打印的材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于建筑行业3D打印的材料，其原料按重量份包括：骨料100‑120份，硝酸钙12‑16份，二硼化钛10‑18份，氧化锆8‑16份，粘结剂20‑30份，过氧化苯甲酰2‑6份，正十二烷基硫醇4‑8份，苯基三乙氧基硅烷1‑2份，颜料1‑2份，反光粉5‑7份。粘结剂按重量份包括：明胶复合物8‑12份，环氧改性聚酯树脂4‑6份，不饱和聚酯树脂10‑18份。明胶复合物采用如下工艺制备：将明胶溶解于水中，加入聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6‑6.4，升温搅拌，加入戊二醛水溶液搅拌，过滤，加入环氧大豆油、双酚A搅拌均匀，加入间苯二胺，升温搅拌，冷却，加入苯酚搅拌得到明胶复合物。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种用于建筑行业3D打印的材料。
背景技术
3D打印正作为一种迅猛发展的全新制造技术影响人们的生产和生活。建筑3D打印技术具有模化高效、经济环保、精准加工、个性化制作、不产生建筑垃圾等突出特色，被认为将会颠覆传统建筑模式，把建筑业完全带进数字时代。
我国科研人员提出用建筑物废弃材料作为建筑3D打印材料的原料，作为将来可能与传统建筑技术相竞争的建筑3D打印技术，必然要求所用的打印材料成本尽可能低，甚至要能够与传统混凝土成本差别不大，因此发展低成本、高性能的建筑3D打印建筑材料是必然选择。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于建筑行业3D打印的材料，硬度高，不易变形，抗压强度极为优异，而且韧性极好，抗冲击强度极高，受到冲击不易脆断，同时稳定性极高，尤其适用于建筑3D打印墙体。
本发明提出的一种用于建筑行业3D打印的材料，其原料按重量份包括：骨料100-120份，硝酸钙12-16份，二硼化钛10-18份，氧化锆8-16份，粘结剂20-30份，过氧化苯甲酰2-6份，正十二烷基硫醇4-8份，苯基三乙氧基硅烷1-2份，颜料1-2份，反光粉5-7份。
优选地，骨料按重量份包括：建筑垃圾50-80份，烧结砖粉10-16份，铁矿尾砂10-14份，石膏2-4份，聚丙烯纤维6-8份，重晶砂22-26份。
优选地，粘结剂按重量份包括：明胶复合物8-12份，环氧改性聚酯树脂4-6份，不饱和聚酯树脂10-18份。
优选地，明胶复合物采用如下工艺制备：将明胶溶解于水中，加入聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温搅拌，加入戊二醛水溶液搅拌，过滤，加入环氧大豆油、双酚A搅拌均匀，加入间苯二胺，升温搅拌，冷却，加入苯酚搅拌得到明胶复合物。
优选地，明胶复合物采用如下工艺制备：将明胶溶解于水中，加入聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温至85-95℃搅拌4-12min，加入浓度为12-14wt％的戊二醛水溶液搅拌20-35min，过滤，加入环氧大豆油、双酚A搅拌均匀，加入间苯二胺，升温至145-155℃搅拌20-28min，冷却至85-94℃，加入苯酚搅拌15-35min，得到明胶复合物。
优选地，明胶复合物采用如下工艺制备：按重量份将8-14份明胶溶解于60-100份水中，加入15-22份聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温至85-95℃搅拌4-12min，加入浓度为12-14wt％的戊二醛水溶液搅拌20-35min，过滤，加入5-18份环氧大豆油、4-10份双酚A搅拌均匀，加入1-2份间苯二胺，升温至145-155℃搅拌20-28min，冷却至85-94℃，加入4-10份苯酚搅拌15-35min，得到明胶复合物。
本发明所得建筑3D打印材料采用广泛的建筑垃圾，突破了成本限制，实现了建筑垃圾的资源化利用，符合我国推进生态文明建设所要实现的绿色发展、循环发展、低碳发展的战略要求，并为全面支撑建筑3D打印行业提供了完全可的途径。
本发明的明胶复合物中，在一定条件下，聚乙烯醇与明胶以戊二醛为交联剂进行结合，形成聚合物微球，在表层包覆一层环氧大豆油，并在一定条件下固化交联，可有效对内部的聚合物微球进行包覆，不易破裂，不仅弹性极好，耐冲击强度高，而且具有足够的尺寸稳定性，使用寿命长，抗老化性能好；明胶复合物可促使烧结砖粉、铁矿尾砂、石膏、聚丙烯纤维、重晶砂间分散，相互间间隙极小，可在保证硬度与密度的前提下，韧性极好，抗冲击强度极高，受到冲击不易脆断；明胶复合物与环氧改性聚酯树脂、不饱和聚酯树脂的混合均匀性极高，配合过氧化苯甲酰、正十二烷基硫醇作用，固化后本发明不易脱落，硬度高，不易变形，抗压强度极为优异，而苯基三乙氧基硅烷可促使环氧改性聚酯树脂、不饱和聚酯树脂与其他无机组分结合，使本发明稳定性极高，相互间渗透性极好，抗冲击强度极好，力学性能优异，尤其适用于建筑3D打印墙体。
本发明所得建筑3D打印材料，经过抗压强度测试，1天抗压强度大于36.8MPa，3天强度超过58.2MPa，28天强度大于64.9MPa，具有成本低、性能高的优点，完全满足建筑3D打印材料的使用要求。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种用于建筑行业3D打印的材料，其原料按重量份包括：骨料100份，硝酸钙16份，二硼化钛10份，氧化锆16份，粘结剂20份，过氧化苯甲酰6份，正十二烷基硫醇4份，苯基三乙氧基硅烷2份，颜料1份，反光粉7份。
实施例2
一种用于建筑行业3D打印的材料，其原料按重量份包括：骨料120份，硝酸钙12份，二硼化钛18份，氧化锆8份，粘结剂30份，过氧化苯甲酰2份，正十二烷基硫醇8份，苯基三乙氧基硅烷1份，颜料2份，反光粉5份。
骨料按重量份包括：建筑垃圾50份，烧结砖粉16份，铁矿尾砂10份，石膏4份，聚丙烯纤维6份，重晶砂26份。粘结剂按重量份包括：明胶复合物8份，环氧改性聚酯树脂6份，不饱和聚酯树脂10份。
明胶复合物采用如下工艺制备：将明胶溶解于水中，加入聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温搅拌，加入戊二醛水溶液搅拌，过滤，加入环氧大豆油、双酚A搅拌均匀，加入间苯二胺，升温搅拌，冷却，加入苯酚搅拌得到明胶复合物。
实施例3
一种用于建筑行业3D打印的材料，其原料按重量份包括：骨料105份，硝酸钙15份，二硼化钛12份，氧化锆14份，粘结剂22份，过氧化苯甲酰5份，正十二烷基硫醇5份，苯基三乙氧基硅烷1.8份，颜料1.2份，反光粉6.5份。
骨料按重量份包括：建筑垃圾80份，烧结砖粉10份，铁矿尾砂14份，石膏2份，聚丙烯纤维8份，重晶砂22份。粘结剂按重量份包括：明胶复合物12份，环氧改性聚酯树脂4份，不饱和聚酯树脂18份。
明胶复合物采用如下工艺制备：将明胶溶解于水中，加入聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温至90℃搅拌8min，加入浓度为13wt％的戊二醛水溶液搅拌28min，过滤，加入环氧大豆油、双酚A搅拌均匀，加入间苯二胺，升温至150℃搅拌24min，冷却至90℃，加入苯酚搅拌25min，得到明胶复合物。
实施例4
一种用于建筑行业3D打印的材料，其原料按重量份包括：骨料115份，硝酸钙13份，二硼化钛16份，氧化锆10份，粘结剂28份，过氧化苯甲酰3份，正十二烷基硫醇7份，苯基三乙氧基硅烷1.2份，颜料1.8份，反光粉5.5份。
骨料按重量份包括：建筑垃圾70份，烧结砖粉12份，铁矿尾砂13份，石膏2.5份，聚丙烯纤维7.5份，重晶砂23份。粘结剂按重量份包括：明胶复合物11份，环氧改性聚酯树脂4.5份，不饱和聚酯树脂16份。
明胶复合物采用如下工艺制备：按重量份将8份明胶溶解于100份水中，加入15份聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温至95℃搅拌4min，加入浓度为14wt％的戊二醛水溶液搅拌20min，过滤，加入18份环氧大豆油、4份双酚A搅拌均匀，加入2份间苯二胺，升温至145℃搅拌28min，冷却至85℃，加入10份苯酚搅拌15min，得到明胶复合物。
实施例5
一种用于建筑行业3D打印的材料，其原料按重量份包括：骨料110份，硝酸钙14份，二硼化钛14份，氧化锆12份，粘结剂25份，过氧化苯甲酰4份，正十二烷基硫醇6份，苯基三乙氧基硅烷1.5份，颜料1.5份，反光粉6份。
骨料按重量份包括：建筑垃圾60份，烧结砖粉14份，铁矿尾砂11份，石膏3.5份，聚丙烯纤维6.5份，重晶砂25份。粘结剂按重量份包括：明胶复合物9份，环氧改性聚酯树脂5.5份，不饱和聚酯树脂12份。
明胶复合物采用如下工艺制备：按重量份将14份明胶溶解于60份水中，加入22份聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温至85℃搅拌12min，加入浓度为12wt％的戊二醛水溶液搅拌35min，过滤，加入5份环氧大豆油、10份双酚A搅拌均匀，加入1份间苯二胺，升温至155℃搅拌20min，冷却至94℃，加入4份苯酚搅拌35min，得到明胶复合物。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于建筑行业3D打印的材料，其特征在于，其原料按重量份包括：骨料100-120份，硝酸钙12-16份，二硼化钛10-18份，氧化锆8-16份，粘结剂20-30份，过氧化苯甲酰2-6份，正十二烷基硫醇4-8份，苯基三乙氧基硅烷1-2份，颜料1-2份，反光粉5-7份。
2.根据权利要求1所述用于建筑行业3D打印的材料，其特征在于，骨料按重量份包括：建筑垃圾50-80份，烧结砖粉10-16份，铁矿尾砂10-14份，石膏2-4份，聚丙烯纤维6-8份，重晶砂22-26份。
3.根据权利要求1或2所述用于建筑行业3D打印的材料，其特征在于，粘结剂按重量份包括：明胶复合物8-12份，环氧改性聚酯树脂4-6份，不饱和聚酯树脂10-18份。
4.根据权利要求3所述用于建筑行业3D打印的材料，其特征在于，明胶复合物采用如下工艺制备：将明胶溶解于水中，加入聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温搅拌，加入戊二醛水溶液搅拌，过滤，加入环氧大豆油、双酚A搅拌均匀，加入间苯二胺，升温搅拌，冷却，加入苯酚搅拌得到明胶复合物。
5.根据权利要求3或4所述用于建筑行业3D打印的材料，其特征在于，明胶复合物采用如下工艺制备：将明胶溶解于水中，加入聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温至85-95℃搅拌4-12min，加入浓度为12-14wt％的戊二醛水溶液搅拌20-35min，过滤，加入环氧大豆油、双酚A搅拌均匀，加入间苯二胺，升温至145-155℃搅拌20-28min，冷却至85-94℃，加入苯酚搅拌15-35min，得到明胶复合物。
6.根据权利要求3-5任一项所述用于建筑行业3D打印的材料，其特征在于，明胶复合物采用如下工艺制备：按重量份将8-14份明胶溶解于60-100份水中，加入15-22份聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温至85-95℃搅拌4-12min，加入浓度为12-14wt％的戊二醛水溶液搅拌20-35min，过滤，加入5-18份环氧大豆油、4-10份双酚A搅拌均匀，加入1-2份间苯二胺，升温至145-155℃搅拌20-28min，冷却至85-94℃，加入4-10份苯酚搅拌15-35min，得到明胶复合物。
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