[发明专利]一种3D打印用高强度覆膜砂

说明书

本发明涉及一种3D打印用高强度覆膜砂及其制备方法。该覆膜砂由如下重量份的原料制备而成：原砂100‑200份，偶联剂5‑10份，分散剂2‑5份，催化剂3‑6份，润滑剂2‑4份，树脂30‑60份，固化剂20‑30份，耐高温剂10‑20份，溃散剂8‑12份和增强剂6‑8份；原砂为石英砂、铬铁矿砂、镁砂和锆砂按质量比6‑8:4‑6:5‑7:5‑9混合均匀得到。覆膜砂制备过程中，原砂改性时加入树脂高速搅拌混合，再加入固化剂等原料，使树脂与原砂在搅拌过程中通过键连接的方式连接，大大提高了覆膜砂的强度，从而提高了3D打印型砂的质量，也使得型砂可很好的适应各种3D打印产品的需要，扩大了型砂的适用范围。

技术领域

本发明涉及覆膜砂领域，尤其涉及一种3D打印用高强度覆膜砂及其制备方法。

背景技术

覆膜砂是砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂，有冷法和热法两种覆膜工艺。冷法是用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入乌洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，得覆膜砂；热法是把砂预热到一定温度，加树脂使其熔融，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加乌洛托品水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂。3D打印是将覆膜砂一层一层采用重力叠加通过激光烧制使其固化成型的过程。3D打印覆膜砂相对于传统覆膜砂来说，其在覆膜砂的流动性能、强度、抗压能力等方面都有了很高的要求，普通的覆膜砂已经不能满足现在3D打印技术对覆膜砂材料性能的需要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种强度高、流动性好、粘结效果好的3D打印用高强度覆膜砂及其制备方法。

本发明采取如下技术方案：

一种3D打印用高强度覆膜砂，由如下重量份的原料制备而成：原砂100-200份，偶联剂5-10份，分散剂2-5份，催化剂3-6份，润滑剂2-4份，树脂30-60份，固化剂20-30份，耐高温剂10-20份，溃散剂8-12份和增强剂6-8份；其中，原砂为石英砂、铬铁矿砂、镁砂和锆砂按质量比6-8:4-6:5-7:5-9混合均匀得到。

进一步的，覆膜砂的粒度为200-300目。

进一步的，原砂的粒度为200-300目。

进一步的，树脂为酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯多元醇中的一种或几种。

进一步的，覆膜砂用作3D打印快速成型的型砂。

本发明还提供一种制备3D打印高强度覆膜砂的方法，包括以下步骤：

(1)原砂制备：将石英砂、铬铁矿砂、镁砂、锆砂分别用清水清洗，清洗后在酸溶液中浸泡，之后取出放入干燥器中干燥，干燥温度为100-200℃，干燥后放入高温炉中灼烧，灼烧后冷却至室温取出，再将其分别加入球磨机中研磨成粒径大小为200-300目的颗粒，最后将石英砂、铬铁矿砂、镁砂和锆砂按质量比6-8:4-6:5-7:5-9混合均匀即得原砂；

(2)原砂改性：将步骤(1)获得的原砂100-200份、偶联剂5-10份、分散剂2-5份、催化剂3-6份和润滑剂2-4份加入混料机中高速搅拌20-30min，待混料机中物料温度达120-180℃时，混料机调节为低速搅拌并搅拌1-2h，之后加入30-60份树脂，加入完全后再开启高速搅拌1-5min，得到改性原砂；

(3)覆膜砂制备：当步骤(2)混料机中改性原砂的温度降至120-150℃时，将固化剂20-30份，耐高温剂10-20份，溃散剂8-12份和增强剂6-8份加入混料机中，高速搅拌10-20min，待物料冷却后取出；

(4)粉碎包装：将步骤(3)获得的物料加入粉碎机中粉碎成粒径大小为200-300目的颗粒，冷却至室温，取出包装，即得高强度覆膜砂。

进一步的，步骤(1)中酸溶液的浓度为1-10mol/L，浸泡时间为2-5h。