一种3D打印建筑物外墙油墨及其制备方法技术

本发明专利技术为一种3D打印建筑物外墙油墨及其制备方法，属于3D打印材料技术领域，涉及一种3D打印建筑物外墙用的石膏材料，本发明专利技术还涉及该石膏材料的制备方法和使用方法。该油墨由重量百分比的95～98％的基础油墨、0.5～4％的缓凝剂、0.5～2％的防水剂和0.2～1％的颜料组成。该油墨的制备方法：填料预处理；加入促凝剂，预处理填料和改性剂，加入石膏粉和颜料，混合均匀，制得基础油墨；在基础油墨中加入缓凝剂、防水剂颜料，混合均匀，制得3D打印建筑物外墙油墨。将建筑物外墙油墨加入水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。有益效果：(1)成品强度高、韧性好；(2)防水性能好、可靠；(3)外墙重量轻，保温性能好，隔音，且防火、防水；(4)施工工艺简单，工期短，省人工；(5)无污染，更环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3D打印材料
，涉及一种3D打印建筑物外墙用的石膏材料，本专利技术还涉及该石膏材料的制备方法和使用方法。
技术介绍
墙体是建筑物的承重、围护和分隔构件。墙面尤其是外墙出现渗漏，轻则影响外墙美观，造成饰面脱落，埋下安全隐患，并渗入墙体侵蚀室内装饰和物品；重则会影响建筑物的使用寿命和结构安全。同时因外墙施工需要高空作业，如果出现渗漏，维修作业很困难。雨水及空气中的水汽在风压作用下，会通过建筑围护结构的孔隙——如墙体开裂缝隙、外墙保温板材等处侵入外墙内，从而使未作有效防水保护的保温层受潮。而保温层受潮后，其保温性能及耐久性都将显著下降，使其无法达到设计使用功能及耐久年限。这一点，对目前广泛使用的发泡聚苯板(ESP)类保温尤其明显，即使是闭孔密实的挤塑聚苯板(XPS)，其在长期受潮后也会加速老化，影响其保温性能。同时，进入墙体中的湿汽还将使其他建筑材料——如钢筋、钢结构、木材、混凝土等耐久性降低：而冻融、干湿循环很容易使整个外保温体系破坏，并导致霉菌生成，对空气质量造成影响。例如，目前我国的薄抹灰外墙外保温系统中普遍存在开裂现象，开裂后致使保温系统受损或失去了保温效果，达不到节能的目的，从而增加了能源消耗和维修费用。目前建筑物外墙的施工一般需经过基层处理、保温层施工、砂浆找平、饰面层施工等工序，施工工序复杂、周期长，对施工人员的技术要求较高。因此，不仅成本高，且可靠性不佳。石膏建材由于具有重量轻，可以保存热量，隔音等优点被应用于建筑行业的各方面。但是由于其结构特殊，内部为多孔结构，非常容易吸收水分，其吸水率通常超过50％，并且吸收水分之后的石膏材料的强度会大幅度下降。所以软化系数很低，约为0.25～0.35，石膏的这两大缺点极大程度的限制了其使用性能及范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3D打印建筑物外墙用石膏材料，解决目前建筑物外墙易开裂、保温效果不佳、防水性能不好的问题；解决传统墙体工序复杂、施工周期长的问题；解决石膏材料吸水率高、软化系数低的问题，提供一种能用于建筑物外墙的石膏材料。本专利技术所采用的技术方案是：一种3D打印建筑物外墙油墨，由重量百分比95～98％的基础油墨、0.5～4％的缓凝剂、0.5～2％的防水剂和0.2～1％的颜料组成。所述的基础油墨由重量百分比的以下组份组成，石膏粉：60％～91％，填料：2％～20％，改性剂：4％～18％，促凝剂：0.5％～5％，固化剂：1％～20％；所述的石膏粉为直火顺流煅烧法生产制作的α-半水石膏，其粒径大小为1μm～150μm，抗压强度≥25MPa；其生产工艺是：石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10～20cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃～60℃，排除产生的冷凝水后通入1.5～3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5～6h，然后排走多余蒸汽；压力0.3～0.5MPa，温度150℃～160℃，干燥7～8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；所述的填料为二氧化硅或纳米碳化硅中的一种或两种的混合物；所述的改性剂为聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和有机硅中的一种或任意几种的混合物；所述的促凝剂为无水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一种或任意几种的混合物；所述的固化剂为二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一种或任意几种的混合物。所述的缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸、丙烯酸钠、六偏磷酸钠和骨胶中的一种或任意几种的混合物。优选的缓凝剂为柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或两种的混合物。进一步优选的缓凝剂为一水柠檬酸。所述的防水剂为聚乙稀醇、石蜡、苯丙乳液、可再分散树脂粉、有机硅类防水剂和渗透结晶防水剂(DPS)中的一种或两种或多种的混合物。优选的防水剂为聚乙稀醇、石蜡、有机硅类防水剂和渗透结晶防水剂(DPS)中的一种或两种或多种的混合物。进一步优选的防水剂为聚乙稀醇、有机硅类防水剂和渗透结晶防水剂(DPS)中的一种或两种或三种的混合物。本专利技术还有关于该3D打印建筑物外墙油墨的制备方法：填料预处理：在研磨机中按配方加入固化剂和填料，转速500～2000r/min，研磨4～12h；在搅拌器中按配方加入促凝剂，预处理填料和改性剂，混合均匀，50～57℃保温3～6h后，按配方加入石膏粉和颜料，混合均匀，制得基础油墨；95～98％基础油墨中加入0.5～4％的缓凝剂、0.5～2％的防水剂和0.2～1％的颜料，混合均匀，制得3D打印建筑物外墙油墨。本专利技术还有关于该3D打印建筑物外墙油墨的使用方法：将质量百分比40～60％的3D打印建筑物外墙油墨加入到40～60％的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的3D打印建筑物外墙油墨生产的建筑物外墙强度高、韧性好、分辨率高、表观质量好。(2)本专利技术的3D打印建筑物外墙油墨生产的建筑物外墙一体成型，无接缝，因此防水性能好、可靠。(3)本专利技术的3D打印建筑物外墙油墨生产的建筑物外墙重量轻，保温性能好，隔音，且防火、防水，因此，节省了防火防水等投入。(4)开创建筑物外墙结构新工艺：本专利技术的3D打印材料可以直接将建筑物外墙打印在钢筋框架上，而不需要浇筑砼和砌墙，施工工艺简单，工期短，省人工。(5)本专利技术的3D打印建筑物外墙油墨，无污染，更环保；该材料可以回收再加工后重复使用。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术的内容作进一步说明，但不用于限定本专利技术的技术方案。实施例1石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃，排除产生的冷凝水后通入1.5MPa的饱和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小时，压力0.5MPa，温度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；在研磨机中加入DETA10.0g和纳米碳化硅155.0g，转速500r/min，研磨12h；在搅拌器中加入无水乙醇50.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂180.0g，混合均匀，50℃保温6h后，按配方加入605.0g石膏粉，混合均匀，即得基础油墨1000g。950g基础油墨中加入28g的柠檬酸，20g由8g聚乙稀醇、5g石蜡、7g渗透结晶防水剂(DPS)组成的防水剂，以及红色氧化铁颜料2.0g，混合均匀，制得3D打印建筑物外墙油墨1000g。400g的3D打印建筑物外墙油墨加入到600g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。实施例2石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径20cm的石膏块，在反应釜中加热至60℃，排除产生的冷凝水后通入3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小时，压力0.3MPa，温度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；在研磨机中加入DETA200.0g和纳米碳化硅20.0g，转速2000r/min，研磨4h；在搅拌器中加入无水乙醇5.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂40.0g，混合均匀，55℃保温4.5h后，按配方加入735.0g石膏粉，混合均匀，得基础油墨1000g。980g基础油墨中加入8g的柠檬酸，10g可再分散树脂粉，以及群青蓝颜料2.0g，混合均匀，制得3D打印建筑物外墙油墨1000g。500g的3D打印建筑物外墙油墨加入到500g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印建筑物外墙油墨，其特征在于：由重量百分比95～98％的基础油墨、0.5～4％的缓凝剂、0.5～2％的防水剂和0.2～1％的颜料组成。

【技术特征摘要】
2015.11.30 CN 20151086462571.一种3D打印建筑物外墙油墨，其特征在于：由重量百分比95～98％的基础油墨、0.5～4％的缓凝剂、0.5～2％的防水剂和0.2～1％的颜料组成。2.根据权利要求1所述的一种3D打印建筑物外墙油墨，其特征在于：所述的基础油墨由重量百分比的以下组份组成，石膏粉：60％～91％，填料：2％～20％，改性剂：4％～18％，促凝剂：0.5％～5％，固化剂：1％～20％；所述的石膏粉为直火顺流煅烧法生产制作的α-半水石膏，其粒径大小为1μm～150μm，抗压强度≥25MPa；其生产工艺是：石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10～20cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃～60℃，排除产生的冷凝水后通入1.5～3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5～6h，然后排走多余蒸汽；压力0.3～0.5MPa，温度150℃～160℃，干燥7～8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；所述的填料为二氧化硅或纳米碳化硅中的一种或两种的混合物；所述的改性剂为聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和有机硅中的一种或任意几种的混合物；所述的促凝剂为无水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一种或任意几种的混合物；所述的固化剂为二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一种或任意几种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种3D打印建筑物外墙油墨，其特征在于：所述的缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸、丙烯酸钠、六偏磷酸钠和骨胶中的一种或任意几种的混合物。4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种3D打印建筑物外...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，赵富玉，马刚，
申请(专利权)人：青海明阳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63