[发明专利]一种3D打印用水泥基复合浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印用水泥基复合浆料，包括30‑50份硅酸盐水泥、8‑12份宝珠砂、6‑8份改性氧化锆陶瓷晶须、4‑6份改性碳化硼陶瓷晶须、10‑20份聚氨酯改性环氧树脂乳液、0.2‑0.4份木质素磺酸钠、1‑2份聚硅氮烷、20‑40份去离子水，本发明还公开了一种3D打印用水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚氨酯改性环氧树脂乳液、聚硅氮烷加入水中搅拌混合，得混合乳液；（2）将硅酸盐水泥、宝珠砂、改性氧化锆陶瓷晶须、改性碳化硼陶瓷晶须、木质素磺酸钠加入混合乳液中，搅拌混合，得3D打印用水泥基复合浆料。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种3D打印用水泥基复合浆料及其制备方法。

背景技术

随着科技水平的不断提高，3D打印技术正快速改变着人们的生产及生活方式。在建筑行业中，应用3D打印技术的“轮廓工艺”，根据设计图的指示，喷嘴在指定地点挤出建筑材料，通过逐层打印的方式来构造物体。水泥是一种水硬性胶凝材料，是建筑工程中最为重要的建筑材料之一，主要用于配制混凝土、砂浆和灌浆材料。3D打印水泥的出现使得3D打印技术更为成熟和方便，也更安全的运用于施工打印中。目前使用的是3D打印水泥材料存在一些缺点，主要表现在：早期强度低：凝结时间长，材料流动性差、不易粘聚等缺点，导致打印材料落位后易发生坍塌、变形等问题，且水泥水化后期，由于硬化水泥浆体体积收缩而造成收缩裂纹，影响3D打印构件的体积稳定性与耐久性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种3D打印用水泥基复合浆料以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种3D打印用水泥基复合浆料，按重量份数计，包括以下原料：30-50份硅酸盐水泥、8-12份宝珠砂、6-8份改性氧化锆陶瓷晶须、4-6份改性碳化硼陶瓷晶须、10-20份聚氨酯改性环氧树脂乳液、0.2-0.4份木质素磺酸钠、1-2份聚硅氮烷、20-40份去离子水。

进一步地,所述改性氧化锆陶瓷晶须按重量份数计，包括以下原料：20-40份氧化锆陶瓷晶须、5-10份乙烯基三乙氧基硅烷、100-200份无水乙醇。

进一步地,所述氧化锆陶瓷晶须的平均直径为40-80μm。

进一步地,所述改性氧化锆陶瓷晶须的制备步骤为：

将氧化锆陶瓷晶须和乙烯基三乙氧基硅烷加入无水乙醇中，置于超声波分散机内超声处理30-40min，过滤，烘干，得改性氧化锆陶瓷晶须。

进一步地,所述超声处理的条件为频率20-40kHz、功率400-600W。

进一步地,所述改性碳化硼陶瓷晶须按重量份数计，包括以下原料：10-20份碳化硼陶瓷晶须、5-10份正硅酸乙酯、20-40份质量分数10%的氨水、40-60份无水乙醇。

进一步地,所述碳化硼陶瓷晶须的平均直径为40-60μm。

进一步地,所述改性碳化硼陶瓷晶须的制备步骤为：

（1）将碳化硼陶瓷晶须加入无水乙醇中，常温下超声分散20-30min，得分散液；

（2）将氨水加入分散液中，通入氮气保护，缓慢滴加正硅酸乙酯，在40-60℃的水浴条件下以400-600r/min转速搅拌反应1-2h，离心分离，固体用无水乙醇清洗3-5次，真空干燥，得改性碳化硼陶瓷晶须。

进一步地,所述步骤（2）超声分散的条件为频率20-30kHz、功率300-400W。

进一步地，所述3D打印用水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚氨酯改性环氧树脂乳液、聚硅氮烷加入水中搅拌混合，得混合乳液；

（2）将硅酸盐水泥、宝珠砂、改性氧化锆陶瓷晶须、改性碳化硼陶瓷晶须、木质素磺酸钠加入混合乳液中，搅拌混合，得3D打印用水泥基复合浆料。