一种3D打印用粘结剂及其制备方法
本发明涉及粘结剂技术领域，更具体地说，涉及一种3DP增材制造用粘结剂及其制备与应用。本发明克服了现有技术中用于粉末材料3D打印的粘结剂所存在的问题，提供一种3D打印用粘结剂及其制备和应用方法，本发明的3D打印用粘结剂包括以下质量百分比的原料：聚乙烯醇3.5％‑7.5％，改性剂0.1％‑2％，水68％‑88％，醇类溶剂6％‑19.5％，醚类溶剂1％‑3.5％，防凝胶剂0.1％‑1％，防腐剂0.01％‑0.5％；其中，改性剂为纳米粒子，对聚乙烯醇进行改性。本发明提供的粘结剂具有制备工艺简单、粘接强度高、不影响打印制件尺寸精度、储存稳定、储存时间长、成本低等优点，可用于不锈钢粉、铜粉、钨粉、铝粉、镁粉等金属粉末3D打印使用，也可用于石墨、粉煤灰、碳化硅、白刚玉、陶瓷粉末等无机粉末材料的3D打印粘接使用。
发明专利
CN202310470886.5
2023-04-27
CN116493539A
2023-07-28
B22C1/22(2006.01)
共享新材料(山东)有限公司
崔刚;李兵;邢金龙;杨洋
261313 山东省潍坊市昌邑市滨海(下营)经济开发区金晶大道东50米
山东;37
1.一种3D打印用粘结剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：聚乙烯醇3.5％-7.5％，改性剂0.1％-2％，水68％-88％，醇类溶剂6％-19.5％，醚类溶剂1％-3.5％，防凝胶剂0.1％-1％，防腐剂0.01％-0.5％；所述改性剂为纳米粒子，对聚乙烯醇进行改性。 2.根据权利要求1所述的一种3D打印用粘结剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度200-1800，醇解度78％-92％，优选的，所述聚乙烯醇的聚合度的聚合度为300-500或1500-1700，醇解度86％-90％。 3.根据权利要求1所述的一种3D打印用粘结剂，其特征在于，所述纳米粒子为二氧化硅纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、氧化铝纳米粒子等中的一种或多种，平均粒径范围为1nm-100nm，比表面积35-240m2/g。 4.根据权利要求1所述的一种3D打印用粘结剂，其特征在于，所述醇类溶剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇等中的一种或多种。 5.根据权利要求1所述的一种3D打印用粘结剂，其特征在于，所述醚类溶剂为乙二醇一甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、1,2-丙二醇-1-丁醚等中的一种或多种。 6.根据权利要求1所述的一种3D打印用粘结剂，其特征在于，所述防凝胶剂为山梨酸、氯化钠、硫氰酸钾、硫氰酸钠中的一种或多种。 7.根据权利要求1所述的一种3D打印用粘结剂，其特征在于，所述防腐剂为水杨酸、丙酸钠、甲醛、去氢醋酸钠、山梨酸钾、五氯酚钠、苯甲酸、苯甲酸钠的一种或多种。 8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种3D打印用粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：将水加入反应釜中，开启搅拌，缓慢倒入聚乙烯醇分散均匀，升温至95-99℃，保温搅拌至聚乙烯醇完全溶解； S2：加入改性剂，快速搅拌分散，至改进剂均匀分散在溶液中； S3：降温至40℃以下，加入醇类溶剂和醚类溶剂，搅拌均匀； S4：加入防凝胶剂和防腐剂，搅拌均匀，得到粘结剂成品。 9.根据权利要求1-7中任一项所述的一种3D打印用粘结剂的应用，其特征在于，应用于金属粉末或无机粉末材料的3D打印。 10.根据权利要求9所述的一种3D打印用粘结剂的应用，其特征在于，3D打印过程中，分别在3D打印机中加入3D打印粉末材料和3D打印用粘结剂进行打印，得到的初坯放入温度为120-200℃的烘烤炉中烘烤2-8h进行得到生坯；其中，所述3D打印用粘结剂的加入量占粉末材料重量的3％-8％。