本發明專利技術公開了一種可用于打印的粘土材料的制備方法，屬于3D打印用材料制備技術領域，所述可用于打印的粘土材料是經過粘土料制備、碳酸鈣粉末制備、草木灰制備、低溫粉碎、添加特定合成劑和淀粉合成劑改性、擠壓造粒等步驟制備的。本發明專利技術的粘土材料具有塑性好，易成型，力學性能好，精度高的優點，適用于3D打印成型技術，促進了3D打印成型技術的推廣應用，具有廣闊的市場前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于3D打印用材料制備
，具體涉及一種可用于打印的粘土材料的制備方法。
技術介紹
3D打印技術又稱增材制造技術，是快速成型領域的一種新興技術，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。隨著3D打印技術的發展和應用，材料的發展決定著3D打印能否有更廣泛的應用，材料成為限制3D打印技術未來走向的關鍵因素之一。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、細胞生物原料、木質材料以及砂糖等食品材料也在3D打印領域得到了應用。粘土作為人類應用最早的無機材料之一，具有存量豐富、成本低廉的優點，至今依然是人們生活中應用最多的無機材料，粘土不僅可用于陶瓷材料的燒制，房屋修建、鋪設道路等，還能用于工業，如高分子材料中的填料、廢水的處理、金屬的冶煉等。隨著3D打印技術的發展，各種材料被應用于3D打印，傳統材料的使用方法也發生了改變，3D打印技術的出現，同樣為粘土的使用方法提供了新的思路。在利用3D打印技術成型陶瓷產品的時候，人們使用的3D打印材料都是通過粘土燒制而成的陶瓷粉末，然后通過直接或間接的方法得到陶瓷產品，但陶瓷粉末的制備方法復雜且成本高昂，嚴重阻礙了3D打印技術在陶瓷成型上的發展和應用。粘土本身具有優異的粘性和可塑性，可直接成型制成陶瓷坯體，然后燒結得到陶瓷，但由于工藝、技術的缺陷，成型的陶瓷胚體具有結構簡單，尺寸精度差等缺點，嚴重限制了粘土及其制品在生活中的應用，如果將3D打印技術用于粘土進而成型得到陶瓷，完全可以完善并解決上述的缺陷，因此，將粘土用于3D打印成型對粘土及其制品在生活中的應用具有重要意義和市場價值。未經過改性處理的粘土材料不適用于3D打印成型，高塑性的粘土力學性能較差，不利于成型過程中的支撐和造型，而力學性能好的粘土粘結性和塑性較差，不利于成型過程中的粘結和擠出，因而，需要對粘土進行改性處理，得到適合用于3D打印技術的粘土材料，是粘土能用于3D打印技術的前提條件。
技術實現思路
本專利技術提供一種可用于打印的粘土材料的制備方法，以解決未經過改性處理的粘土材料學性能較差，不利于成型過程中的支撐和造型等問題，本專利技術的粘土材料具有塑性好，易成型，力學性能好，精度高的優點，適用于3D打印成型技術，促進了3D打印成型技術的推廣應用，具有廣闊的市場前景。為解決以上技術問題，本專利技術采用以下技術方案：一種可用于打印的粘土材料的制備方法，包括以下步驟：S1：取pH為8.5-10.8的土壤，自然風干后放入行星式球磨機研磨，把土壤粉末過300-400目篩，制得原材料的粘土料；S2：將石頭粉碎過200-300目篩后制得碳酸鈣粉末；S3：將包括植物、落葉、殘渣在1200-1400℃下處理后制得草木灰；S4：將步驟S1制得的粘土料、步驟S2制得的碳酸鈣粉末、步驟S3制得的草木灰混合后放入低溫粉碎機中，在溫度為-98--108℃下將混合物粉碎2-3h，過篩后得到80-100目的物料A；S5：向步驟S4制得的物料A中加入特定合成劑，升溫至158-165℃，在轉速為60-80r/min下捏合4-4.3h，然后冷卻至室溫，制得物料B；S6：將步驟S5制得的物料B在溫度為-95--108℃下粉碎，加入淀粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中，在溫度為120-125℃，轉速為100-115r/min下，經擠壓造粒，制得可用于打印的粘土材料；步驟S5中所述特定合成劑的制備方法，包括以下步驟：S51：將調節劑、強化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至105-125℃，在轉速為100-300r/min下反應40-60min，制得物料A；S52：向步驟S51制得的物料A中加入增韌劑、增稠劑、穩定劑混合后升溫至130-150℃，在轉速為200-300r/min下反應180-240min，制得物料B；S53：向步驟S52制得的物料B中加入抗霉劑、終止劑混合后降溫至110-120℃，在轉速為100-200r/min下反應90-150min，制得特定合成劑；步驟S6中所述淀粉合成劑的制備方法，包括以下步驟：S61：配制濃度為22-25Be’的木薯淀粉漿A；S62：向步驟S61中的木薯淀粉漿A加入濃度為1％-1.4％脂肪酸甘油酯、過碳酰胺，然后在溫度為34-36℃，攪拌轉速為60-80r/min下進行交聯接枝反應0.8-1h，制得漿料B；S63：向步驟S62的漿料B中加入氫氧化鉀和環氧氯丙烷，然后在溫度為34-38℃，攪拌轉速為60-80r/min下進行交聯反應0.6-0.8h，制得漿料C；S64：將步驟S63的漿料C輸送至滾筒式干燥機中進行預糊化并在溫度為135-145℃下干燥，制得含水量≤6％的物料D；S65：將步驟S64的物料D粉碎、過60-80目篩后風送至旋風式分離器進行收集，制得淀粉合成劑。進一步地，步驟S51中所述調節劑為JINHASS。進一步地，步驟S51中所述強化劑為701粉強化劑。進一步地，步驟S51中所述安定劑組成成分為鹽石膏、磷石膏、氟石膏、氧化鐵、氧化鈣。進一步地，步驟S51中所述架橋劑為丙烯酸型相容劑。進一步地，步驟S52中所述增韌劑為碳化硅晶須。進一步地，步驟S52中所述增稠劑為纖維素醚類增稠劑。進一步地，步驟S52中所述穩定劑為粘土穩定劑BSA-101。進一步地，步驟S53中所述抗霉劑為鄰苯基苯酚。進一步地，步驟S53中所述終止劑為苯乙烯。本專利技術具有以下有益效果：(1)本專利技術的粘土材料具有塑性好，易成型，力學性能好，精度高的優點，適用于3D打印成型技術，促進了3D打印成型技術的推廣應用，具有廣闊的市場前景；(2)本專利技術制得的產品尺寸精度好，成型形狀容易控制，且方法簡單可靠，成本低廉?！揪唧w實施方式】為便于更好地理解本專利技術，通過以下實施例加以說明，這些實施例屬于本專利技術的保護范圍，但不限制本專利技術的保護范圍。在實施例中，所述可用于打印的粘土材料，包括以下質量配比的原料：粘土料：碳酸鈣粉末：草木灰：特定合成劑：淀粉合成劑＝25-30：8-16：6-10：6-8：4-6；所述特定合成劑以重量份為單位，包括以下原料：調節劑15-20份、強化劑10-20份、安定劑8-16份、架橋劑8-16份、增韌劑6-12份、增稠劑6-12份、穩定劑4-8份、抗霉劑2-6份、終止劑2-6份；所述調節劑為JINHASS；所述強化劑為701粉強化劑；所述安定劑組成成分為鹽石膏、磷石膏、氟石膏、氧化鐵、氧化鈣；所述架橋劑為丙烯酸型相容劑；所述增韌劑為碳化硅晶須；所述增稠劑為纖維素醚類增稠劑；所述穩定劑為粘土穩定劑BSA-101；所述抗霉劑為鄰苯基苯酚；所述終止劑為苯乙烯；所述淀粉合成劑以重量份為單位，包括以下原料：木薯淀粉100-200份、脂肪酸甘油酯45-80份、過碳酰胺45-80份、氫氧化鉀25-40份、環氧氯丙烷20-40份；所述可用于打印的粘土材料的制備方法，包括以下步驟：S1：取pH為8.5-10.8的土壤，自然風干后放入行星式球磨機研磨，把土壤粉末過300-400目篩，制得原材料的粘土料；S2：將石頭粉碎過200-300目篩后制得碳酸鈣粉末；S3：將包括植物、落葉、殘本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種可用于打印的粘土材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：取pH為8.5?10.8的土壤，自然風干后放入行星式球磨機研磨，把土壤粉末過300?400目篩，制得原材料的粘土料；S2：將石頭粉碎過200?300目篩后制得碳酸鈣粉末；S3：將包括植物、落葉、殘渣在1200?1400℃下處理后制得草木灰；S4：將步驟S1制得的粘土料、步驟S2制得的碳酸鈣粉末、步驟S3制得的草木灰混合后放入低溫粉碎機中，在溫度為?98??108℃下將混合物粉碎2?3h，過篩后得到80?100目的物料A；S5：向步驟S4制得的物料A中加入特定合成劑，升溫至158?165℃，在轉速為60?80r/min下捏合4?4.3h，然后冷卻至室溫，制得物料B；S6：將步驟S5制得的物料B在溫度為?95??108℃下粉碎，加入淀粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中，在溫度為120?125℃，轉速為100?115r/min下，經擠壓造粒，制得可用于打印的粘土材料；步驟S5中所述特定合成劑的制備方法，包括以下步驟：S51：將調節劑、強化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至105?125℃，在轉速為100?300r/min下反應40?60min，制得物料A；S52：向步驟S51制得的物料A中加入增韌劑、增稠劑、穩定劑混合后升溫至130?150℃，在轉速為200?300r/min下反應180?240min，制得物料B；S53：向步驟S52制得的物料B中加入抗霉劑、終止劑混合后降溫至110?120℃，在轉速為100?200r/min下反應90?150min，制得特定合成劑；步驟S6中所述淀粉合成劑的制備方法，包括以下步驟：S61：配制濃度為22?25Be’的木薯淀粉漿A；S62：向步驟S61中的木薯淀粉漿A加入濃度為1％?1.4％脂肪酸甘油酯、過碳酰胺，然后在溫度為34?36℃，攪拌轉速為60?80r/min下進行交聯接枝反應0.8?1h，制得漿料B；S63：向步驟S62的漿料B中加入氫氧化鉀和環氧氯丙烷，然后在溫度為34?38℃，攪拌轉速為60?80r/min下進行交聯反應0.6?0.8h，制得漿料C；S64：將步驟S63的漿料C輸送至滾筒式干燥機中進行預糊化并在溫度為135?145℃下干燥，制得含水量≤6％的物料D；S65：將步驟S64的物料D粉碎、過60?80目篩后風送至旋風式分離器進行收集，制得淀粉合成劑。...
【技術特征摘要】
1.一種可用于打印的粘土材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：取pH為8.5-10.8的土壤，自然風干后放入行星式球磨機研磨，把土壤粉末過300-400目篩，制得原材料的粘土料；S2：將石頭粉碎過200-300目篩后制得碳酸鈣粉末；S3：將包括植物、落葉、殘渣在1200-1400℃下處理后制得草木灰；S4：將步驟S1制得的粘土料、步驟S2制得的碳酸鈣粉末、步驟S3制得的草木灰混合后放入低溫粉碎機中，在溫度為-98--108℃下將混合物粉碎2-3h，過篩后得到80-100目的物料A；S5：向步驟S4制得的物料A中加入特定合成劑，升溫至158-165℃，在轉速為60-80r/min下捏合4-4.3h，然后冷卻至室溫，制得物料B；S6：將步驟S5制得的物料B在溫度為-95--108℃下粉碎，加入淀粉合成劑混合均勻，將混合均勻混合物放入螺桿擠壓成型機中，在溫度為120-125℃，轉速為100-115r/min下，經擠壓造粒，制得可用于打印的粘土材料；步驟S5中所述特定合成劑的制備方法，包括以下步驟：S51：將調節劑、強化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至105-125℃，在轉速為100-300r/min下反應40-60min，制得物料A；S52：向步驟S51制得的物料A中加入增韌劑、增稠劑、穩定劑混合后升溫至130-150℃，在轉速為200-300r/min下反應180-240min，制得物料B；S53：向步驟S52制得的物料B中加入抗霉劑、終止劑混合后降溫至110-120℃，在轉速為100-200r/min下反應90-150min，制得特定合成劑；步驟S6中所述淀粉合成劑的制備方法，包括以下步驟：S61：配制濃度為22-25Be’的木薯淀粉漿A；S62：向步驟S61中的木薯淀粉...
【專利技術屬性】
技術研發人員：龐用，
申請(專利權)人：龐用，
類型：發明
國別省市：廣西;45
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