[发明专利]一种利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法及制得的覆膜砂

权利要求书

1.一种利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原砂预处理：将回收玻璃用清水清洗除去表面杂质后粉碎，将玻璃粉末、宝珠砂、铁砂加入混料机中，在200-300rpm的转速下搅拌，再加入浓度为10-15％的弱酸溶液酸化10-20min后取出，放入800-1200℃的高温炉中干燥灼烧1-2h，灼烧后趁热直接加入到冰水中进行骤冷，取出后放入100-150℃的烘箱中烘干，得到原砂；

(2)原砂改性：将原砂、多羟基树脂、分散剂、偶联剂、引发剂加入混料机中，控制混料机转速在100-200rpm，温度100-150℃，混料1-2h后停止，待物料冷却至室温后取出，得到改性原砂；

(3)覆膜砂制备：将改性原砂加入混砂机中，控制混料机转速在100-200rpm，在100-150℃下加热1-2h后，再将分散剂、粘结剂、固化剂均匀喷洒在改性原砂表面，再加入辅助料，待反应完全后停止搅拌，物料冷却后取出，破碎筛分包装，即得3D打印覆膜砂；

其中，步骤(3)中各组分按如下质量份混合：改性原砂100-150份，分散剂1-2份，粘结剂10-20份，固化剂1-2份，辅助料2-3份；

步骤(3)中粘结剂采用如下步骤制备：在80-90℃下，将脂肪醇硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、电解质、磷酸二氢钠缓冲体系、还原剂、水加入反应釜中混合，得到第一混合物；将含羟基的丙烯酸酯类单体、玻璃化转变温度较高的丙烯酸酯类单体、玻璃化转变温度较低的丙烯酸酯类单体混合得到第二混合物；将第二混合物倒入第一混合物中搅拌15-20min，得到预乳液；将预乳液和水按质量比1:1加入反应釜中，在70-75℃温度下，在1h内逐滴滴加氧化剂，保温反应5-6h后得到粘结剂。

2.根据权利要求1所述的利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法，其特征在于，步骤(1)中玻璃粉末、宝珠砂、铁砂、弱酸溶液按10-15:8-12:2-3:3-4的质量比混合。

3.根据权利要求2所述的利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法，其特征在于，玻璃粉末的粒径为150-200目，宝珠砂粒径为150-200目，铁砂粒径为150-200目。

4.根据权利要求1所述的利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法，其特征在于，步骤(2)中原砂、多羟基树脂、分散剂、偶联剂、引发剂按100-120:5-10:1-2:2-4:1-2的质量比混合。

5.根据权利要求1所述的利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法，其特征在于，所述脂肪醇硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、电解质、磷酸二氢钠缓冲体系、还原剂、水、含羟基的丙烯酸酯类单体、玻璃化转变温度较高的丙烯酸酯类单体、玻璃化转变温度较低的丙烯酸酯类单体、氧化剂的质量比为2-3:3-5:2:1-2:0.3-0.5:100:2-3:50-60:10-12:0.3-0.5。

6.根据权利要求5所述的利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法，其特征在于，含羟基丙烯酸酯类单体为丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、丙烯酸中的一种或几种；玻璃化转变温度较高的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种；玻璃化转变温度较低的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的利用回收玻璃制备3D打印覆膜砂的方法，其特征在于，步骤(3)中的辅助料为二氧化锰、二氧化钛、氯化钙、氧化铜、氧化钙、甲基丙烯酸甲酯树脂、醋酸乙烯酯树脂、甲基丙烯酸乙酯树脂、已基丙烯酸乙酯、石棉纤维、玻璃纤维、石墨烯中的一种或几种。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的方法制得的覆膜砂，其特征在于，所述覆膜砂用作3D打印快速成型的型砂。

9.根据权利要求8所述的覆膜砂，其特征在于，所述覆膜砂的粒径为150-250目。