CN107673657A - 一种建筑业用3d打印的材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑业用3D打印的材料，其原料按重量份包括：建筑垃圾70‑90份，硅藻土20‑30份，河道淤泥20‑30份，石棉纤维4‑8份，粉煤灰12‑16份，珍珠岩24‑30份，填充剂60‑70份，明胶复合物10‑16份，环氧改性聚酯树脂7‑9份，不饱和聚酯树脂14‑20份，固化剂5‑8份，苯基三乙氧基硅烷2‑4份，颜料2‑4份，反光粉6‑8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

一种建筑业用3D打印的材料
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种建筑业用3D打印的材料。
背景技术
建筑材料3D打印技术的实现基于一种可根据计算机数据精确定位的、并具有高度可控制挤压性的浆体材料。在计算机建模后，3D打印技术可使用这种材料逐层按照模型打印，首先把厂房构件打印出来，然后运输到现场安装，并最终形成立体实物。3D打印在建筑业的应用尚未形成规模，3D打印实体建筑尚处于试验性阶段。
建筑3D打印建筑材料的开发应用，主要应用在建筑内外墙，自然景观雕塑，伪装掩体工程，彩混雕塑及建筑构件等制造领域，对城市形象，建筑、装修及景观设计等产生革命性变化，具有重要社会价值。3D打印建筑材料目前已经初步的应用到工程实际中，但目前其成本高，性能差，抗冲击强度还满足不了需求，亟待解决。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种建筑业用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。
本发明提出的一种建筑业用3D打印的材料，其原料按重量份包括：建筑垃圾70-90份，硅藻土20-30份，河道淤泥20-30份，石棉纤维4-8份，粉煤灰12-16份，珍珠岩24-30份，填充剂60-70份，明胶复合物10-16份，环氧改性聚酯树脂7-9份，不饱和聚酯树脂14-20份，固化剂5-8份，苯基三乙氧基硅烷2-4份，颜料2-4份，反光粉6-8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：按重量份将12-18份明胶溶解于80-120份水中，加入20-30份聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温搅拌，加入浓度为14-18wt％的戊二醛水溶液搅拌，过滤，加入15-25份环氧大豆油、8-16份双酚A搅拌均匀，加入2-4份间苯二胺，升温搅拌，冷却，加入8-14份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：按重量份将12-18份明胶溶解于80-120份水中，加入20-30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80-90℃搅拌10-20min，加入浓度为14-18wt％的戊二醛水溶液搅拌30-40min，过滤，加入15-25份环氧大豆油、8-16份双酚A搅拌均匀，加入2-4份间苯二胺，升温至150-160℃搅拌30-40min，冷却至80-90℃，加入8-14份苯酚搅拌20-40min，得到明胶复合物。
优选地，填充剂按重量份包括：麦饭石18-24份，玻璃纤维26-30份，钡渣14-20份。
优选地，固化剂按重量份包括：过氧化二异丙苯6-12份，叔十二硫醇8-16份。
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；明胶复合物可促使硅藻土、河道淤泥、石棉纤维、粉煤灰、珍珠岩间分散，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，配合过氧化二异丙苯、叔十二硫醇作用，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37.4MPa，3天强度超过59.1MPa，28天强度大于68.5MPa，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
一种建筑业用3D打印的材料，其原料按重量份包括：建筑垃圾70份，硅藻土30份，河道淤泥20份，石棉纤维8份，粉煤灰12份，珍珠岩30份，填充剂60份，明胶复合物16份，环氧改性聚酯树脂7份，不饱和聚酯树脂20份，固化剂5份，苯基三乙氧基硅烷4份，颜料2份，反光粉8份。
实施例2
一种建筑业用3D打印的材料，其原料按重量份包括：建筑垃圾90份，硅藻土20份，河道淤泥30份，石棉纤维4份，粉煤灰16份，珍珠岩24份，填充剂70份，明胶复合物10份，环氧改性聚酯树脂9份，不饱和聚酯树脂14份，固化剂8份，苯基三乙氧基硅烷2份，颜料4份，反光粉6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
一种建筑业用3D打印的材料，其原料按重量份包括：建筑垃圾75份，硅藻土28份，河道淤泥22份，石棉纤维7份，粉煤灰13份，珍珠岩28份，填充剂62份，明胶复合物14份，环氧改性聚酯树脂7.5份，不饱和聚酯树脂18份，固化剂6份，苯基三乙氧基硅烷3.5份，颜料2.5份，反光粉7.5份。
填充剂按重量份包括：麦饭石18份，玻璃纤维30份，钡渣14份。固化剂按重量份包括：过氧化二异丙苯12份，叔十二硫醇8份。
明胶复合物采用如下工艺制备：按重量份将15份明胶溶解于100份水中，加入25份聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温搅拌，加入浓度为16wt％的戊二醛水溶液搅拌，过滤，加入20份环氧大豆油、12份双酚A搅拌均匀，加入3份间苯二胺，升温搅拌，冷却，加入11份苯酚搅拌得到明胶复合物。
实施例4
一种建筑业用3D打印的材料，其原料按重量份包括：建筑垃圾85份，硅藻土22份，河道淤泥28份，石棉纤维5份，粉煤灰15份，珍珠岩26份，填充剂68份，明胶复合物12份，环氧改性聚酯树脂8.5份，不饱和聚酯树脂16份，固化剂7份，苯基三乙氧基硅烷2.5份，颜料3.5份，反光粉6.5份。
填充剂按重量份包括：麦饭石11份，玻璃纤维28份，钡渣17份。固化剂按重量份包括：过氧化二异丙苯9份，叔十二硫醇12份。
明胶复合物采用如下工艺制备：按重量份将12份明胶溶解于120份水中，加入20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90℃搅拌10min，加入浓度为18wt％的戊二醛水溶液搅拌30min，过滤，加入25份环氧大豆油、8份双酚A搅拌均匀，加入4份间苯二胺，升温至150℃搅拌40min，冷却至80℃，加入14份苯酚搅拌20min，得到明胶复合物。
实施例5
一种建筑业用3D打印的材料，其原料按重量份包括：建筑垃圾80份，硅藻土25份，河道淤泥25份，石棉纤维6份，粉煤灰14份，珍珠岩27份，填充剂65份，明胶复合物13份，环氧改性聚酯树脂8份，不饱和聚酯树脂17份，固化剂6.5份，苯基三乙氧基硅烷3份，颜料3份，反光粉7份。
填充剂按重量份包括：麦饭石24份，玻璃纤维26份，钡渣20份。固化剂按重量份包括：过氧化二异丙苯6份，叔十二硫醇16份。
明胶复合物采用如下工艺制备：按重量份将18份明胶溶解于80份水中，加入30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80℃搅拌20min，加入浓度为14wt％的戊二醛水溶液搅拌40min，过滤，加入15份环氧大豆油、16份双酚A搅拌均匀，加入2份间苯二胺，升温至160℃搅拌30min，冷却至90℃，加入8份苯酚搅拌40min，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)

1.一种建筑业用3D打印的材料，其特征在于，其原料按重量份包括：建筑垃圾70-90份，硅藻土20-30份，河道淤泥20-30份，石棉纤维4-8份，粉煤灰12-16份，珍珠岩24-30份，填充剂60-70份，明胶复合物10-16份，环氧改性聚酯树脂7-9份，不饱和聚酯树脂14-20份，固化剂5-8份，苯基三乙氧基硅烷2-4份，颜料2-4份，反光粉6-8份。
2.根据权利要求1所述建筑业用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。
3.根据权利要求1或2所述建筑业用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12-18份明胶溶解于80-120份水中，加入20-30份聚乙烯醇混合均匀，采用盐酸调节体系pH值为6-6.4，升温搅拌，加入浓度为14-18wt％的戊二醛水溶液搅拌，过滤，加入15-25份环氧大豆油、8-16份双酚A搅拌均匀，加入2-4份间苯二胺，升温搅拌，冷却，加入8-14份苯酚搅拌得到明胶复合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述建筑业用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12-18份明胶溶解于80-120份水中，加入20-30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80-90℃搅拌10-20min，加入浓度为14-18wt％的戊二醛水溶液搅拌30-40min，过滤，加入15-25份环氧大豆油、8-16份双酚A搅拌均匀，加入2-4份间苯二胺，升温至150-160℃搅拌30-40min，冷却至80-90℃，加入8-14份苯酚搅拌20-40min，得到明胶复合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述建筑业用3D打印的材料，其特征在于，填充剂按重量份包括：麦饭石18-24份，玻璃纤维26-30份，钡渣14-20份。
6.根据权利要求1-5任一项所述建筑业用3D打印的材料，其特征在于，固化剂按重量份包括：过氧化二异丙苯6-12份，叔十二硫醇8-16份。
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