[发明专利]一种3D打印用粘结剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及3D打印材料领域，特别涉及一种3D打印用粘结剂及其制备方法和应用。一种3D打印用粘结剂，包括以下组分：按重量份计，呋喃树脂15‑60份，糠醇42‑68份，促进剂1‑12份，添加剂0.1‑5份；所述呋喃树脂由酚醛树脂和糠醇反应制得。本发明提供的3D打印用粘结剂，各组分之间协同作用，铺砂喷射3D粘结剂后固化速度快，在常温粘度极低，在20℃下粘度低于10mPa.s，满足了3D打印设备中打印喷头对树脂的要求，打印喷头就不易堵塞，容易清理打扫，对机器的维护和保养起到至关重要的作用；在铺砂过程中对砂子包裹性能好，打印出的砂型有较高的力学强度，同时固化速度较快；在落砂清砂方面容易操作，提高了使用性能。

技术领域

本发明涉及3D打印材料领域，具体而言，涉及一种3D打印用粘结剂及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印技术自诞生30多年以来一直备受关注，国外一些在3D打印技术方面取得较大成果的公司包括EXONE、Voxeljet以及3D Stratsys对3D打印技术的推动起到了一定的作用。随着第三次工业革命的提出，在普通大众眼中也日渐火爆。3D打印学名叫增材制造技术，原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片，然后把“打印”材料按切片图形逐层叠加，最终“堆积”成完整的物体。3D打印应用于铸造领域为喷墨打印技术来制备型芯和砂芯，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原型、翻制模具、打印模壳、砂芯等。

目前，我国3D铸造打印技术处于起步阶段，有些厂家已经用3D打印机做一些模具的使用，粘结剂树脂一般采用国外进口，成本价格大大提高。一些树脂厂家也对3D打印树脂进行了开发研究，比如公开号104086734A公开了一篇关于3D打印用粘结剂的制备方法，该树脂制备方法简单，引入改性剂和偶联剂，所制备的树脂满足3D打印设备的使用要求，但是对于打印出树脂砂的一些性能包括树脂砂力学性能强度、固化速度以及落砂清砂等性能没有得到改善。

鉴于3D打印设备的高要求，制备一款力学性能强度高、固化速度快、落砂清砂容易以及常温粘度低的呋喃树脂是现在3D打印设备所需要的。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种3D打印用粘结剂，该粘结剂常温粘度极低，在20℃下粘度低于10mPa.s，满足了3D打印设备中打印喷头对树脂的要求，打印喷头就不易堵塞，容易清理打扫，对机器的维护和保养起到至关重要的作用；该粘结剂在铺砂过程中对砂子包裹性能好，打印出的砂型有较高的力学强度，同时固化速度较快；该3D打印用粘结剂在落砂清砂方面容易操作，提高了使用性能。

本发明的第二目的在于提供上述的3D打印用粘结剂的制备方法，该方法简便易行，制得的3D打印用粘结剂综合性能优良，并且性能稳定。

本发明的第三目的在于提供所述的3D打印用粘结剂在用于3D喷墨打印设备制备铸造砂型中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种3D打印用粘结剂，包括以下组分：按重量份计，呋喃树脂15-60份，糠醇42-68份，促进剂1-12份，添加剂0.1-5份；所述呋喃树脂由酚醛树脂和糠醇反应制得。

本发明提供的3D打印用粘结剂，各组分之间协同配合增强，在常温粘度极低，在20℃下粘度低于10mPa.s，满足了3D打印设备中打印喷头对树脂的要求，打印喷头就不易堵塞，容易清理打扫，对机器的维护和保养起到至关重要的作用；在铺砂过程中对砂子包裹性能好，打印出的砂型有较高的力学强度，同时固化速度较快；在落砂清砂方面容易操作，提高了使用性能。

优选地，所述呋喃树脂制备中，酚醛树脂与糠醇的质量比为1:1-2.5。

优选地，所述呋喃树脂的重均分子量为200-350g/mol。