[发明专利]一种适用于3D打印白水泥基材料的着色剂及其使用方法和应用

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种适用于3D打印白水泥基材料的着色剂及其使用方法和应用。以重量份计，所述着色剂由下列组分复配而成：偶联剂1‑5份、聚合物乳液5‑30份、树脂5‑30份、矿物掺合料10‑40份、颜料5‑25份、促凝剂5‑30份、减水剂2‑9份、消泡剂0.05‑1.10份、水95‑120份。本发明提出的着色剂具有良好的着色性、耐候性、抗泛碱性、塑性粘度、屈服应力、较快且稳定的凝结时间、打印的物件具有较低的变形率等，能够很好地满足白水泥基材料的3D打印需求。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种适用于3D打印白水泥基材料的着色剂及其使用方法和应用。

背景技术

本发明背景技术公开的信息仅仅旨在增加对本发明总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

3D打印技术是一种根据所设计的数字模型为基础，通过材料逐层打印来构造打印物件的技术，在建筑材料领域已得到初步运用。3D打印建筑材料技术相比于传统技术有许多优点，例如：不需要建筑模板，可直接打印许多复杂的建筑结构与构件；机械化程度高、资料利用率高、污染少；减少了人工成本等等。

白水泥是最大的装饰品种水泥，色泽明亮，白度较高，是优异的装饰材料，常通过添加各种颜料来制备彩色水泥。中国专利文献201580039243.9公开了一种凝土着色的方法。其在掺合物中包含一种或多种无机颜料、聚(乙二醇)、羟基化胺和聚羧酸；其中，无机颜料包括合成氧化铁(黑色、褐色、红色和黄色)；天然氧化铁；氧化铬；钴蓝；钴绿；二氧化钛和炭黑(混凝土等级)；所述羟基化胺是2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述聚羧酸是羧化的丙烯酸共聚物。中国专利文献201711354092.3公开了一种混凝土渗透着色剂及其应用，包括有机颜料、溶剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、硅烷偶联剂和稀释剂。该混凝土渗透着色剂具有较强的渗透性，能有效渗透至混凝土表层中，与混凝土基体发生化学反应，生成色调稳定的彩色混凝土整体结构，色彩丰富，多达二十多个常规色彩品种，还可利用现有的色彩品种自行调配出所要求的其他颜色。

然而，本发明人认为：这些传统的着色剂在水泥中分散性差、着色性能不稳定，产品表面易泛碱、耐候性差，而且制得的彩色水泥的流变性、触变性、凝结时间等均不适合3D打印水泥基材料的性能要求，和3D打印设备的匹配性不高，可打印时间短且不能稳定调控，建立的3D打印结构容易变形甚至坍塌。因此，有必要研究适用于3D打印白水泥基材料的着色剂。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在于提供一种适用于3D打印白水泥基材料的着色剂及其使用方法和应用。本发明提出的着色剂具有良好的着色性、耐候性、抗泛碱性、塑性粘度、屈服应力、较快且稳定的凝结时间、打印的物件具有较低的变形率等，能够很好地满足白水泥基材料的3D打印需求。

本发明第一目的，提供一种适用于3D打印白水泥基材料的着色剂。

本发明第二目的，提供所述适用于3D打印白水泥基材料的着色剂的使用方法。

本发明第三目的，提供所述适用于3D打印白水泥基材料的着色剂的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种适用于3D打印白水泥基材料的着色剂，以重量份计，所述着色剂由下列组分复配而成：偶联剂1-5份、聚合物乳液5-30份、树脂5-30份、矿物掺合料10-40份、颜料5-30份、促凝剂5-30份、减水剂2-9份、消泡剂0.05-1.10份、水95-120份。

作为进一步的技术方案，以重量份计，所述着色剂由下列组分复配而成：偶联剂1-3份、聚合物乳液5-25份、树脂5-22份、矿物掺合料10-30份、颜料5-22份、促凝剂9-24份、减水剂2-5份、消泡剂0.1-0.80份；水100-115份。试验证明，各组分处于上述范围内时，能够使着色剂获得良好的综合性能。