[发明专利]一种改性玻璃粉的制备方法、水泥基3D打印材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将玻璃粉用酸液处理后，洗涤、干燥，得预处理玻璃粉；

(2)将所述预处理玻璃粉与碳酸钙混匀后进行煅烧；

(3)将煅烧产物分散在乙醇中，并加入丙烯酸进行改性处理，完成后对产物进行洗涤、干燥，即得改性玻璃粉。

2.根据权利要求1所述的改性玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述玻璃粉为废弃玻璃，优选为废弃石英玻璃、废弃钾玻璃、废弃钢化玻璃、废弃硼酸盐玻璃中的至少一种；

或者，步骤(1)中，所述酸液包括稀盐酸、稀硫酸中的任意一种，酸液处理时间为1～2h；

或者，步骤(1)中，所述干燥条件为：在55～75℃之间干燥4～6h。

3.根据权利要求1或2所述的改性玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述玻璃粉与碳酸钙粉重量份比为10：1～2；

或者，步骤(2)中，所述煅烧的温度为600～1000℃，时间为1～4h；

或者，步骤(3)中，采用去离子水洗涤所述改性处理后得到的产物；

或者，步骤(3)中，改性处理时间为20～35min；

或者，步骤(3)中，所述丙烯酸的加入比例为煅烧产物质量的5～10％。

4.一种含有改性玻璃粉的水泥基3D打印材料，其特征在于，以重量份计，所述材料的原料组成包括如下组分：

其中，所述改性玻璃粉根据权利要求1～3任一项所述的制备方法制得。

5.根据权利要求4所述的含有改性玻璃粉的水泥基3D打印材料，其特征在于，所述复合胶凝材料由高贝利特硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥组成；优选地，所述高贝利特硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的质量比为1～3：1；

或者，所述石英砂级配为50～200μm、200～500μm和500～1500μm；优选地，三种级配的石英砂的质量比为2：1：1～2；

或者，所述改性玻璃粉颗粒级配为0.1～50μm；进一步地，所述硬脂酸盐包括硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝、硬脂酸钙中至少一种；

或者，所述缓凝剂为柠檬酸钠、酒石酸和硼酸的混合物；优选地，所述柠檬酸钠、酒石酸和硼酸的质量比为2：1：1～2；

或者，所述减水剂包括脂肪族、聚羧酸系中的任意一种；优选地，所述减水剂的减水率为25～40％；

或者，所述短切纤维由聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维混合而成；优选地，所述聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的质量比1：1～2；优选地，所述短切纤维的长度为1～15mm。

6.根据权利要求4或5所述的含有改性玻璃粉的水泥基3D打印材料，其特征在于，所述含有改性玻璃粉的水泥基3D打印材料还包括0.5～1.0重量份改性皂土；其中：所述改性皂土是含有由丙烯酸和丙烯酰胺聚合后形成的插层结构的皂土；优选地，所述改性皂土的颗粒级配为0.05～75μm。

7.根据权利要求6所述的含有改性玻璃粉的水泥基3D打印材料，其特征在于，所述改性皂土的制备方法包括如下步骤：

(I)将皂土、水和硅烷偶联剂混合后加热并搅拌均匀，然后加入三乙胺继续保温，完成后加入淀粉和引发剂搅拌，制得悬浊液，备用；

(II)在所述悬浊液中加入丙烯酸、丙烯酰胺和醇类物质，在加热条件下进行反应，完成后对产物进行干燥、洗涤、干燥，最后研磨成粉，即得改性皂土。

8.根据权利要求7所述的含有改性玻璃粉的水泥基3D打印材料，其特征在于，步骤(I)中，所述皂土、水、硅烷偶联剂、三乙醇胺、淀粉、引发剂的质量比为1：10～15：0.1～0.5：0.01～0.05：5：1～2；

或者，步骤(I)中，所述加热温度为50～55℃，搅拌时间为150～200min；

或者，步骤(I)中，所述继续保温的时间为220～250min；

或者，步骤(I)中，所述引发剂为过硫酸盐，优选为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种。