[发明专利]一种用于3D打印的石膏基干混砂浆及其制备方法

说明书

一种用于3D打印的石膏基干混砂浆及其制备方法，所述干混砂浆包括第一胶凝材料和第二胶凝材料，所述第一胶凝材料为第一石膏，所述第二胶凝材料由第二石膏、铝矾土和赤泥形成。所述方法包括：将第二石膏、铝矾土和赤泥混合均匀后进行煅烧，得到第二胶凝材料；将所述第二胶凝材料与作为第一胶凝材料的第一石膏和任选地减水剂、保水剂混合均匀，得到混合物；向将所述混合物溶于乙醇中；任选地，将混合物的乙醇溶液与促凝剂、粘结剂混合均匀，得到所述石膏基干混砂浆。本申请的技术方案不仅解决了目前用于3D打印技术的材料多为有机材料的问题，还解决了普通石膏基砂浆凝结时间长、浆体硬化后强度差的问题。

技术领域

本申请涉及但不限于新型建筑材料技术领域，尤其涉及但不限于一种用于3D打印的石膏基干混砂浆及其制备方法。

背景技术

3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否得到更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。

石膏是一种气硬性胶凝材料，具有微膨胀性，其表面光滑质地细腻并具有很好的加工性。石膏粉在加入一些改性添加剂后，可以用做3D打印机的成型材料，在水基墨水的作用下能够快速固化，具有一定的强度。与其它3D打印材料相比，石膏胶凝材料及其制品有许多优良性质，如凝结硬化快、颗粒精细、直径易于调整，是唯一可以用于全彩打印的3D材料，并且取材丰富，价廉易得，生产能耗低，性价比高，可持续使用，毒副作用极小，在现有3D打印材料中是最安全和环保的。此外，石膏的微膨胀性使得石膏制品表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性和加工性，是用来制作雕塑的绝佳材料。但是石膏也有较多的缺点，如硬化后孔隙率较大导致表观密度和强度较低，耐水性差等，都限制了石膏的应用。故而开发力学性能好、易于加工、成本低的通用无机3D打印石膏基材料是3D打印材料的一个发展方向。

随着3D打印技术的发展，干混砂浆也将脱离目前普通砂浆的内涵。在3D打印建筑中，干混砂浆将广泛地作为打印机的“墨水”。在各种3D打印技术中，3D打印石膏基装饰材料的干混砂浆在性能上具有突出的优势，国外研究者已经在该领域取得了相当可观的技术成果，但国内对3D打印石膏基装饰材料干混砂浆的技术研究相对较少，且主要集中于GRG在建筑领域的应用，石膏基装饰材料干混砂浆及其在3D打印技术中的研究尚属空白。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种用于3D打印的石膏基干混砂浆，不仅解决了目前用于3D打印技术的材料多为有机材料的问题，还解决了普通石膏基砂浆凝结时间长、浆体硬化后强度差的问题。

具体地，本申请提供了一种用于3D打印的石膏基干混砂浆，所述石膏基干混砂浆包括第一胶凝材料和第二胶凝材料，所述第一胶凝材料为第一石膏，所述第二胶凝材料由第二石膏、铝矾土和赤泥形成。

在一些实施方式中，所述第二石膏、所述铝矾土和所述赤泥的重量比可以为(13-16):(28-38):(33-84)。

在一些实施方式中，所述第二胶凝材料可以通过将所述第二石膏、所述铝矾土和所述赤泥混合均匀后进行煅烧得到。

在一些实施方式中，所述煅烧的温度可以为900-1250℃，时间可以为2-10min。

在一些实施方式中，所述第二石膏可以选自脱硫石膏、磷石膏和天然石膏中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述磷石膏可以通过下述方法处理得到：除去磷石膏中的大颗粒，在700-900℃下闪烧2-10min，加生石灰调节磷石膏的pH值为6-8。

在一些实施方式中，所述第一石膏可以为脱硫石膏和/或天然石膏。