一种3D打印房屋油墨及其制备方法技术

本发明专利技术属于3D打印材料技术领域，涉及一种3D打印房屋用的石膏材料，本发明专利技术还涉及该石膏材料的制备方法和使用方法。该油墨由重量百分比的96～98％的基础油墨和2～4％的缓凝剂组成。该油墨的制备方法：填料预处理；加入促凝剂，预处理填料和改性剂；加入石膏粉和颜料混合均匀，制得基础油墨；基础油墨中加入缓凝剂和河沙，混合均匀，制得3D打印房屋油墨。有益效果：(1)建造周期短，建造过程很少产生甚至不产生建筑垃圾；(2)分辨率高、打印误差小、孔隙率小、表观质量好；(3)节能环保(4)隔声效果非常好，防水性能高；(5)无污染，更环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3D打印材料
，涉及一种3D打印房屋用的石膏材料，本专利技术还涉及该石膏材料的制备方法和使用方法。
技术介绍
传统的建筑物都采用钢筋混凝土结构，如框架结构和框架剪力墙结构中的填充墙体多数采用空心砖和混凝土砌块，在施工现场需要大量的劳动力将空心砖或砌块按着设计要求逐块砌筑。砌筑过程中，砂浆的铺设厚度、和易性以及砌块的垂直度等将影响墙体的施工质量，且对于有抗震设防要求的建筑物，空心砖或砌块组成的填充墙与构造柱的连接做法也较为繁琐，建造周期非常长，施工效率低。建造过程产生大量的建筑垃圾，尤其是在市区道路两旁开发的商业楼盘，周期较长带来的长期交通拥堵。且传统建筑材料工业的高能耗、高物耗、高污染，是引起不可再生资源依存度高、天然资源和能源资源消耗大的主要原因。传统大型建筑拆除时，只能对其实施爆破，爆破和爆破以后的清理工作也较费力；另外，原来的材料绝大部分都不能回收利用且属于不可降解的污染物，对环境的污染非常严重。在传统的房屋制造过程中，由于结构或工艺的限制，许多优秀设计师的创意灵感只能束之高阁。复杂造型的建筑需要经过大量的浇筑、切割、弯曲和其它工序来制造成小部件，然后进行组装，因此，复杂造型的房屋的制造成本高，市场化困难。通过技术创新实现节约建筑材料降低建筑业的物耗、能耗，从开发可回收利用建筑材料，减少建筑业对环境的污染，是建设资源节约型社会与环境友好型社会的必然要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3D打印房屋用石膏材料，解决传统建筑建造周期长，建造过程产生大量的建筑垃圾，抗震不理想，拆除后产生大量不可降解建筑垃圾等问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种3D打印房屋油墨，由重量百分比的96～98％的基础油墨和2～4％的缓凝剂组成。所述的基础油墨由重量百分比的以下组份组成，石膏粉：60％～91％，填料：2％～20％，改性剂：4％～18％，促凝剂：0.5％～5％，固化剂：1％～20％，颜料：0.1～0.5％；所述的石膏粉为直火顺流煅烧法生产制作的α-半水石膏，其粒径大小为1μm～150μm，抗压强度≥25MPa；其生产工艺是：石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10～20cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃～60℃，排除产生的冷凝水后通入1.5～3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5～6h，然后排走多余蒸汽；压力0.3～0.5MPa，温度150℃～160℃，干燥7～8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；所述的填料为二氧化硅或纳米碳化硅中的一种或两种的混合物；所述的改性剂为聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和有机硅中的一种或任意几种的混合物；所述的促凝剂为无水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一种或任意几种的混合物；所述的固化剂为二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一种或任意几种的混合物；所述的缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸、丙烯酸钠、六偏磷酸钠和骨胶中的一种或任意几种的混合物。优选的缓凝剂为柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或两种的混合物。进一步优选的缓凝剂为一水柠檬酸。所述的砂子含泥量≤1.5％，平均粒径≤0.05mm。本专利技术还有关于该3D打印房屋油墨的制备方法：填料预处理：在研磨机中按配方加入固化剂和填料，转速500～2000r/min，研磨4～12h；在搅拌器中按配方加入促凝剂，预处理填料和改性剂，混合均匀，50～57℃保温3～6h后，按配方加入石膏粉和颜料，混合均匀，制得基础油墨；基础油墨中加入0.5～4.5％的缓凝剂和34～43％的河沙，混合均匀，制得3D打印房屋油墨。本专利技术还有关于该3D打印房屋油墨的使用方法：将质量百分比55～62％的3D打印房屋油墨加入到38～45％的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。本专利技术的有益效果是：(1)建造周期短，建造过程很少产生甚至不产生建筑垃圾。(2)房屋成品强度高、分辨率高、打印误差小、孔隙率小、表观质量好。(3)节能环保，整体节能效果超过65％。(4)隔声效果非常好，防水性能高。(5)本专利技术的3D打印房屋油墨，无污染，更环保；且该材料可以回收再加工后重复使用。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术的内容作进一步说明，但不用于限定本专利技术的技术方案。实施例1石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃，排除产生的冷凝水后通入1.5MPa的饱和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小时，压力0.5MPa，温度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；在研磨机中加入DETA10.0g和纳米碳化硅155.0g，转速500r/min，研磨12h；在搅拌器中加入无水乙醇50.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂180.0g，混合均匀，50℃保温6h后，按配方加入600.0g石膏粉，红色氧化铁颜料5.0g，混合均匀，即得基础油墨1000g。550g基础油墨中加入平均粒径为0.05mm的净砂430g和20g的柠檬酸，混合均匀，制得3D打印房屋油墨1000g。550g的3D打印房屋油墨加入到450g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。实施例2石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径20cm的石膏块，在反应釜中加热至60℃，排除产生的冷凝水后通入3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小时，压力0.3MPa，温度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；在研磨机中加入DETA200.0g和纳米碳化硅20.0g，转速2000r/min，研磨4h；在搅拌器中加入无水乙醇5.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂40.0g，混合均匀，55℃保温4.5h后，按配方加入734.0g石膏粉，氧化铬颜料1.0g，混合均匀，得基础油墨1000g。620g基础油墨中加入平均粒径为0.04mm的净砂335g和45g的柠檬酸，混合均匀，制得3D打印房屋油墨1000g。620g的3D打印房屋油墨加入到380g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。实施例3石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径15cm的石膏块，在反应釜中加热至57℃，排除产生的冷凝水后通入2.5MPa的饱和蒸汽，干燥5.5h，然后排走多余蒸汽；干燥2.5小时，压力0.4MPa，温度155℃，干燥7.5h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；在研磨机中加入DETA5.0g和纳米碳化硅20.0g，转速1000r/min，研磨8h；在搅拌器中加入无水乙醇5.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂40.0g，混合均匀，56℃保温5h后，按配方加入927.0g石膏粉，孔雀蓝颜料3.0g，混合均匀，即得基础油墨1000g。580g基础油墨中加入平均粒径为0.03mm的净砂395g和25g的柠檬酸钠，混合均匀，制得3D打印房屋油墨1000g。585g的3D打印房屋油墨加入到415g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。实施例4石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10cm的石膏块，在反应釜中加热至60℃，排除产生的冷凝水后通入3.0MPa的饱和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥2小时，压力0.5MPa，温度150℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；在研磨机中加入DETA100.0g和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印房屋油墨，其特征在于：由重量百分比的55～62％的基础油墨、0.5～4.5％的缓凝剂和34～43％砂子组成。

【技术特征摘要】
2015.11.30 CN 20151086462571.一种3D打印房屋油墨，其特征在于：由重量百分比的55～62％的基础油墨、0.5～4.5％的缓凝剂和34～43％砂子组成。2.根据权利要求1所述的一种3D打印油墨，其特征在于：所述的基础油墨由重量百分比的以下组份组成，石膏粉：60％～91％，填料：2％～20％，改性剂：4％～18％，促凝剂：0.5％～5％，固化剂：1％～20％，颜料：0.1～0.5％；所述的石膏粉为直火顺流煅烧法生产制作的α-半水石膏，其粒径大小为1μm～150μm，抗压强度≥25MPa；其生产工艺是：石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10～20cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃～60℃，排除产生的冷凝水后通入1.5～3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5～6h，然后排走多余蒸汽；压力0.3～0.5MPa，温度150℃～160℃，干燥7～8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；所述的填料为二氧化硅或纳米碳化硅中的一种或两种的混合物；所述的改性剂为聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和有机硅中的一种或任意几种的混合物；所述的促凝剂为无水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一种或任意几种的混合物；所述的固化剂为二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一种或任意几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，赵富玉，马刚，
申请(专利权)人：青海明阳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63