[发明专利]用于3D打印的铝硅酸盐聚合物复合材料的制备及打印方法

说明书

本发明提供了一种用于3D打印的铝硅酸盐聚合物复合材料的制备及打印方法。制备方法，将硅酸盐粉体和铝硅酸盐粉体采用球磨工艺均匀混合，经筛分后获得粒径为10～50μm的铝硅酸盐聚合物干粉；向铝硅酸盐聚合物干粉中加入水，同时加入短切纤维、高效减水剂和缓凝剂，搅拌均匀，获得铝硅酸盐聚合物复合材料料浆；向铝硅酸盐聚合物复合材料料浆中均匀添加陶瓷颗粒，即获得3D打印用高粘度料浆。打印方法，将3D打印用高粘度料浆注入3D打印机中，控制成型盘温度为25～50℃，通过3D打印机程序即可打印出铝硅酸盐聚合物复合材料的坯体；对坯体进行养护，养护温度为25～120℃、养护湿度为20～90％、养护时间为3d，即获得3D打印成型的铝硅酸盐聚合物复合材料成品。

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料的制备及打印方法，具体涉及一种用于3D打印的铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法及打印方法。

背景技术

铝硅酸盐聚合物与水泥相比，具有能耗低、密度低、强度高、抗渗性能优良等优点，在建筑、交通、国防等领域具有重要的应用前景。常用铝硅酸盐聚合物的成型工艺为浇筑成型，只适用于简单形状的构件，而在制备复杂形状构件时，需要制备相应的复杂形状模具，这无疑提高了材料的应用成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即常用铝硅酸盐聚合物的成型工艺为浇筑成型，只适用于简单形状的构件，而在制备复杂形状构件时，需要制备相应的复杂形状模具，这无疑提高了材料的应用成本。进而提供一种用于3D打印的铝硅酸盐聚合物复合材料的制备及打印方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于3D打印的铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法，

步骤一、按铝硅酸盐聚合物复合材料总重量，称取10％～25％重量的硅酸盐粉体、10％～25％重量的铝硅酸盐粉体、0.1％～10％重量的陶瓷颗粒、0.1％～20％重量的短切纤维、0.1％～0.5％重量的高效减水剂、0.1％～0.5％重量的缓凝剂和余量的水；

步骤二、制备铝硅酸盐聚合物干粉：将步骤一称取的硅酸盐粉体和铝硅酸盐粉体采用球磨工艺均匀混合，经筛分后获得粒径为10～50μm的铝硅酸盐聚合物干粉；

步骤三、制备铝硅酸盐聚合物复合材料料浆：向步骤二获得的铝硅酸盐聚合物干粉中加入水，同时加入短切纤维、高效减水剂和缓凝剂，搅拌均匀，获得铝硅酸盐聚合物复合材料料浆；

步骤四、粘度调控：向步骤三获得的铝硅酸盐聚合物复合材料料浆中均匀添加陶瓷颗粒，即获得3D打印用高粘度料浆，所述3D打印用高粘度料浆的粘度控制在8000～12000mPa·s之间。

一种使用3D打印铝硅酸盐聚合物复合材料的打印方法，步骤如下：

步骤一、3D打印成型：将3D打印用高粘度料浆注入3D打印机中，控制成型盘温度为25～50℃，通过3D打印机程序即可打印出铝硅酸盐聚合物复合材料的坯体；

步骤二、养护：对步骤一获得的铝硅酸盐聚合物复合材料坯体进行养护，其中养护温度为25～120℃、养护湿度为20～90％、养护时间为3d，即获得3D打印成型的铝硅酸盐聚合物复合材料成品。

本发明制备的铝硅酸盐聚合物复合材料可直接注入3D打印机中打印成型，经后续固化后可获得铝硅酸盐聚合物复合材料的成型成品。本发明中铝硅酸盐聚合物复合材料为无机材料，取材方便，可大量应用工业废料如粉煤灰、硅灰、高炉矿渣等，成本低且节能环保；凝结时间可灵活控制，稳定性强、强度高。本发明既可推进铝硅酸盐聚合物复合材料在航空航天、冶金、建筑等领域的应用，也可极大地促进了3D打印技术的应用推广。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。