用于3D打印的外加剂组合物、砂浆材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113773012A(43)申请公布日2021.12.10(21)申请号202110948383.5(22)申请日2021.08.18(71)申请人辽宁壹立方砂业有限责任公司地址117000辽宁省本溪市经济技术开发区红柳路56-2栋1至6层1号申请人中国矿业大学（北京）(72)发明人王栋民王璜琪董子良孙睿武逸群张双成吕南田杰毕诗秀李高扬初蕾杨成虎李长娟金海吴迪(74)专利代理机构北京中原华和知识产权代理有限责任公司11019代理人康志梅陈伟(51)Int.Cl.C04B28/04(2006.01)权利要求书2页说明书11页(54)发明名称用于3D打印的外加剂组合物、砂浆材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种用于3D打印的外加剂组合物、砂浆材料及其制备方法。本发明提供的外加剂组合物包括组分a和组分b，其中所述组分a包括硫酸铝、减水剂和水，所述组分b包括氧化钙和/或氢氧化钙、石膏以及纤维素醚。采用包含本发明的外加剂组合物的砂浆材料能够适应小型(桌上)3D打印机的打印需求，满足小型混凝土构件的打印需求，且适应性广，对环境友好。CN113773012ACN113773012A权利要求书1/2页1.一种用于3D打印的外加剂组合物，包括组分a和组分b，其中所述组分a包括硫酸铝、减水剂和水，所述组分b包括氧化钙和/或氢氧化钙、石膏以及纤维素醚。2.根据权利要求1所述的外加剂组合物，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂；和/或所述石膏包括无水石膏、半水石膏和二水石膏中的一种或多种，优选地，所述石膏的含水率为0～0.21；和/或所述氧化钙和/或氢氧化钙的含水率为0～0.25。3.根据权利要求1或2所述的外加剂组合物，其特征在于，所述组分a还包括醇胺化合物、分散剂和缓凝剂中的一种或多种；和/或所述组分b还包括丙烯酰胺组合物；优选地，所述醇胺化合物包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和单异丙醇胺中的一种或多种；和/或所述分散剂包括氟化钠、氟硅酸钠和氟硅酸镁中的一种或多种；和/或所述缓凝剂包括蔗糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸和酒石酸中的一种或几种；和/或所述丙烯酰胺聚合物包括丙烯酰胺均聚物和/或丙烯酰胺与烯基单体的共聚物；更优选地，所述烯基单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、马来酸、马来酸酐及其酯中的一种或多种；进一步优选地，所述丙烯酰胺聚合物的分子量为1万～5000万，优选为5万～100万。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的外加剂组合物，其特征在于，在所述外加剂组合物中，以重量份计，所述组分a包括硫酸铝2～15份、减水剂1～10份和水40‑60份；所述组分b包括氧化钙0.1～20份、石膏0.1～20份和纤维素醚0.01～2份；优选地，以重量份计，所述组分a包括硫酸铝2～10份、减水剂2.5～10份和水40‑60份；所述组分b包括氧化钙0.5～10份、石膏0.5～10份和纤维素醚0.01～1份。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的外加剂组合物，其特征在于，在所述外加剂组合物中，以重量份计，所述组分a还包括醇胺化合物0.2～5份、分散剂0.2～1.5份和缓凝剂0～8份；和/或所述组分b还包括丙烯酰胺聚合物0.2～10份。6.一种用于制备3D打印的砂浆材料的组合物，其包括砂浆和权利要求1‑4中任一项所述的外加剂组合物，优选地，所述砂浆包括凝胶材料、骨料、纤维和水。7.一种砂浆材料的制备方法，其包括以下步骤：S1：将凝胶材料、骨料和纤维与权利要求1‑5中任一项所述的外加剂组合物中的组分b混合，得到第一混合物；S2：将步骤S1得到的第一混合物与水混合，得到第二混合物；S2：将步骤S2得到的第二混合物与权利要求1‑5中任一项所述的外加剂组合物中的组分a混合，得到所述砂浆材料。8.根据权利要求6所述的组合物或权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶材料包括水泥，优选地，所述水泥包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、气硬性石灰、人工和天然水硬性石灰中的一种或多种；优选地，所述凝胶材料还包括辅助胶凝材料，进一步优选地，所述辅助胶凝材料包括矿粉、粉煤灰、偏高岭土和硅灰中的一种或几种；和/或所述骨料包括天然砂和/或机制砂；优选地，所述骨料的粒径≤1mm；和/或所述纤维包括聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维和2CN113773012A权利要求书2/2页聚丙烯腈纤维中的一种或几种；优选地，所述纤维的直径≤5μm，长度≤15mm；和/或以重量份计，所述砂浆材料包括胶凝材料1000份，骨料500～2000份，纤维0.5～50份，水200～800份和外加剂组合物0.5‑2份；优选地，所述砂浆材料包括胶凝材料1000份，骨料900～1400份，纤维1～30份，水350～500份