[发明专利]一种3D打印用无机粘结剂及其制备方法

权利要求书

1.一种3D打印用无机粘结剂，其特征在于，所述无机粘结剂为硅酸盐基的液体3D打印用无机粘结剂，包括以下质量份数的原料：硅酸钠溶液40-70份，硅酸钾溶液10-40份，γ氧化铝0.5-10份，氢氧化钾0.5-15份，氢氧化钠0.5-15份，水溶性环氧树脂0.5-10份，改性淀粉0.5-10份，减水剂0.1-3份，表面活性剂0.1-3份；所述无机粘结剂粘度为：≤30mPa·S；

所述无机粘结剂配有无机固体粉料混合物促进剂，无机粘结剂和无机固体粉料混合物促进剂用量的质量比为100:10-60，所述无机固体粉料混合物促进剂包括以下质量份数的原料：硅灰40-70份，超细氧化钙5-20份，超细氧化钛0.5-20份，超细氧化锆0.5-10份，超细氧化锌1-10份，超细氧化钇1-10份，石墨0.5-2份。

2.按照权利要求1所述3D打印用无机粘结剂，其特征在于：所述硅酸钠溶液密度为1.2-1.6g/cm³，硅酸钾溶液密度为1.2-1.5 g/cm³。

3.按照权利要求1所述3D打印用无机粘结剂，其特征在于：硅酸钠模数为1.6-4.0，硅酸钾模数为1.6-3.0。

4.按照权利要求1所述3D打印用无机粘结剂，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸盐、萘磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛树脂、氨基磺酸盐之一种或几种；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂醇硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠，甘胆酸钠、甜菜碱型表面活性剂、椰油基葡糖苷、月桂基葡糖苷、鲸蜡硬脂基葡糖苷之一种或多种。

5.一种权利要求1~4任一项所述3D打印用无机粘结剂的制备方法，其特征在于：先将硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液和氢氧化钠加入到反应釜中进行搅拌，对反应釜中的液体加热，当液体温度达到60-75℃时，加入γ氧化铝，继续加热，当溶液温度达到95-105℃时，保持温度30-90分钟，冷却至40℃以下时，加入氢氧化钾、水溶性环氧树脂和改性淀粉，继续搅拌，待液体冷却至40℃以下时，加入减水剂和表面活性剂，继续搅拌均匀，即制得无机粘结剂。

6.一种权利要求1~4任一项所述无机粘结剂的应用，其特征在于：所述无机粘结剂用于3D打印砂型。

7.按照权利要求6所述无机粘结剂的应用，其特征在于：在3D打印砂芯制备过程中，先将无机固体粉料混合物促进剂与型砂混合，通过铺砂器将混制均匀的型砂铺在打印平台上，控制喷头在所需位置喷洒无机粘结剂，之后利用红外加热或通入热空气的方式，对无机粘结剂进行固化，逐层打印实现3D打印制备无机砂芯，清理浮砂后可直接使用，也可对砂芯进行烘箱加热或微波二次固化，增加无机砂芯的强度后再进行使用。