一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂及其制备方法，该液体固化剂包括二醋酸甘油酯、三醋酸甘油酯、无水乙醇、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯、木糖醇。该3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂具有低粘度，并且能够实现快速硬化，满足砂型喷墨打印使用要求；3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂在加入量为20%（占粘结剂的比重）时，其Φ30mm×50mm的标准砂试块常温抗压强度达到5.0MPa以上，粘结强度高；3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂游离酸含量＜1.0%，含水量＜0.5%，性能优异；并且在生产和使用过程中不会产生对人体和环境有害的物质和刺激性气味，属于绿色环保材料。

【技术实现步骤摘要】
一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂及其制备方法
本专利技术涉及铸造辅助材料领域，具体涉及一种新型3D砂型打印用无机粘结剂用液体固化剂及其制备方法。
技术介绍
三维打印（ThreeDimensionalPrinting，3DP)由E.Sachs等人于1992年提出，是根据喷墨打印机原理，从喷嘴喷射出材料微滴，按一定路径逐层固化成型。3D打印技术与机器人、互联网一起被称为第三次工业革命的主要标志。目前，已有部分工业级3D打印机应用于铸造生产服务，主要用于铸件的快速成型、翻制模具、打印模壳、砂芯等。目前德国、日本等发达国家已经将3D打印技术广泛应用于铸造行业。而在国内，3D打印技术正处于起步阶段，尤其在铸造行业，采用3D打印技术制造高端精密有色金属铸件的企业寥寥无几。目前国内外铸造企业普遍使用的3D砂型打印用粘结剂包括有机树脂和无机粘结剂两大类。由于国外技术垄断，国内引入3D打印技术的铸造企业只能依靠进口的方式来获取其所需的3D砂型打印用粘结剂及其配套固化剂，不仅要承担高昂的费用，而且具有一定的风险。3D打印技术在21世纪必将引领整个铸造行业的改革和发展，因此，作为世界上拥有最大规模铸造业的中国来说，研究和发展3D砂型打印用粘结剂及其配套固化剂的工作是非常有前景、有意义的。目前国内尚未见3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂产品，而普通铸钢、铸铁领域对无机粘结剂用液体固化剂的粘度、游离酸、水分等指标水平要求不高，从而导致将普通铸钢、铸铁用液体固化剂应用于3D砂型打印领域时，其过高的粘度无法满足喷墨打印机的使用要求，另一方面3D砂型打印要求快速硬化，在较短的时间内要能够达到足够的强度，而普通铸钢、铸铁用液体固化剂游离酸和水分含量均较高，硬化速度较慢，强度增长较慢，无法满足3D砂型打印要求。因此，为了迎合铸造行业的整体发展趋势，打破国外技术垄断，本专利技术通过技术创新，开发了一种低粘度、低游离酸、低水分、能够实现快速硬化、性能稳定的3D砂型打印无机粘结剂用新型液体固化剂。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂及其制备方法，得到了一种低粘度、低游离酸、低水分、能够实现快速硬化、性能稳定的3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂。为了解决以上技术问题，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术所述的一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，其特征在于，包括二醋酸甘油酯、三醋酸甘油酯、无水乙醇、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯、木糖醇。其中各个组分的百分比例为：二醋酸甘油酯28-48%、三醋酸甘油酯22%-38%、无水乙醇3.5%-12.5%、甲基丙烯酸2%-6%、醋酸乙烯酯9%-25%、木糖醇2%-4%。其中，所述的木糖醇能够稳定固化剂，同时提高砂型的抗湿性。一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将二醋酸甘油酯和三醋酸甘油酯用真空泵抽入搪瓷反应釜，启动搅拌，搅拌30min以上；步骤二，加入醋酸乙烯酯，继续搅拌30min以上；步骤三，依次加入无水乙醇、甲基丙烯酸和木糖醇，继续搅拌30min以上，即得新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，检测、包装。进一步的，制备得到的3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，25℃时粘度＜20mPa•s；可使用时间为5min≤t≤15min，游离酸＜1.0%，含水量＜0.5%。本专利技术所述的技术方案的有益效果为：通过上述方式得到了低粘度的3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，满足了砂型喷墨打印的使用要求；能够实现快速硬化，满足砂型喷墨打印使用要求；3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂在加入量为20%（占粘结剂的比重）时，其Φ30mm*50mm的标准砂试块常温抗压强度达到5.0Mpa以上，粘结强度高；3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂游离酸＜1.0%，含水量＜0.5%，性能优异；并且在生产和使用过程中不会产生对人体和环境有害的物质和刺激性气味，属于绿色环保材料。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施案例一本实施例3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的组成原料为：二醋酸甘油酯36%、三醋酸甘油酯34%、无水乙醇7.5%、甲基丙烯酸3.5%、醋酸乙烯酯16%、木糖醇3%。本实施例的3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的制备方法为：步骤一，将360Kg二醋酸甘油酯和340Kg三醋酸甘油酯用真空泵抽入到搪瓷反应釜中，启动搅拌，搅拌30min以上；步骤二，缓慢加入160Kg醋酸乙烯酯，继续搅拌30min以上；步骤三，依次加入75Kg无水乙醇、35Kg甲基丙烯酸和30Kg木糖醇，继续搅拌30min以上，即得新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，检测、包装。该3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂在25℃时粘度为16mPa•s，密度为1.16g/ml；游离酸为0.8%；含水量为0.45%；可使用时间为5min≤t≤15min；外观状态为无色透明液体；加入量为20%（占粘结剂的比重）时，其Φ30mm*50mm的标准砂试块24h常温抗压强度为5.12MPa。实施案例二本实施例3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的组成原料为：二醋酸甘油酯40%、三醋酸甘油酯32%、无水乙醇9%、甲基丙烯酸4.5%、醋酸乙烯酯12%、木糖醇2.5%。本实施例的3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的制备方法为：步骤一，将400Kg二醋酸甘油酯和320Kg三醋酸甘油酯用真空泵抽入到搪瓷反应釜中，启动搅拌，搅拌30min以上；步骤二，缓慢加入120Kg醋酸乙烯酯，继续搅拌30min以上；步骤三，依次加入90Kg无水乙醇、45Kg甲基丙烯酸和25Kg木糖醇，继续搅拌30min以上，即得新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，检测、包装。该3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂在25℃时粘度为18mPa•s，密度为1.11g/ml；游离酸为0.75%；含水量为0.42%；可使用时间为5min≤t≤15min；外观状态为无色透明液体；加入量为20%（占粘结剂的比重）时，其Φ30mm*50mm的标准砂试块24h常温抗压强度为5.26MPa。实施案例三本实施例3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的组成原料为：醋酸甘油酯38%、三醋酸甘油酯30%、无水乙醇8%、甲基丙烯酸4%、醋酸乙烯酯17%、木糖醇3%。步骤一，将380Kg二醋酸甘油酯和300Kg三醋酸甘油酯用真空泵抽入到搪瓷反应釜中，启动搅拌，搅拌30min以上；步骤二，缓慢加入170Kg醋酸乙烯酯，继续搅拌30min以上；步骤三，依次加入80Kg无水乙醇、40Kg甲基丙烯酸和30Kg木糖醇，继续搅拌30min以上，即得3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，检测、包装。该3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂在25℃时粘度为15mPa•s，密度为1.14g/ml；游离酸为0.65%；含水量为0.38%；可使用时间为5min≤t≤15min；外观状态为无色透明液体；加入量为20%（占粘结剂的比重）时，其Φ30mm*50mm的标准砂试块24h常温抗压强度为5.09MPa。实施案例四本实施例3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的组成原料为：二醋酸甘油酯46%、三醋酸甘油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，其特征在于，包括二醋酸甘油酯、三醋酸甘油酯、无水乙醇、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯、木糖醇；其中各个组分的百分比例为：二醋酸甘油酯28‑48%、三醋酸甘油酯22%‑38%、无水乙醇3.5%‑12.5%、甲基丙烯酸2%‑6%、醋酸乙烯酯9%‑25%、木糖醇2%‑4%。

【技术特征摘要】
1.一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂，其特征在于，包括二醋酸甘油酯、三醋酸甘油酯、无水乙醇、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯、木糖醇；其中各个组分的重量百分比例为：二醋酸甘油酯28-48%、三醋酸甘油酯22%-38%、无水乙醇3.5%-12.5%、甲基丙烯酸2%-6%、醋酸乙烯酯9%-25%、木糖醇2%-4%。2.一种新型3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将二醋酸甘油酯28-48%和三醋酸甘油酯22%-38%用真空泵抽入搪瓷反应釜，启动搅拌，搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢金龙，韩文，王娟娟，
申请(专利权)人：宁夏共享化工有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64