[发明专利]一种含有木质骨料的3D打印轻质材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，以重量份计，该材料的原料组成包括：

胶凝基材： 60~100份；

木质骨料： 5~20份；

稳 定 剂： 5~15份；

助剂： 0.3~1.0份

水： 30~45份；

其中，所述木质骨料由木质内核以及包覆在其表面的包覆层组成，所述包覆层组分包括：水泥胶凝材料：纳米材料：微纳米材料：微米材料：二甲基丙烯酸丁二醇酯=60~100重量份：0.1~0.4重量份：5~20重量份：5~15重量份：0.1~0.3重量份；

所述木质骨料的制备方法包括如下步骤：

（1）将木质材料破碎成粒，制得木质内核，备用；

（i）将所述木质内核用聚乙烯醇和甲醇的混合液进行浸润处理，完成后将木质内核干燥，即得一级改性木质内核；

（ii）将所述一级改性木质内核加入丙烯酸衍生物、苯乙烯、乙醇中并在真空条件下浸润，完成后加入引发剂继续在真空条件下进行聚合反应，得到二级改性木质内核；

（iii）将所述二级改性木质内核加入三甘醇、环氧乙烯基树脂的混合液中反应，即得改性木质内核；

（2）将所述包覆层组分与液体组分混合均匀，制得包裹浆体，备用，其中，所述液体组分包括：35~45重量份水、0.1~0.3重量份二甲基丙烯酸丁二醇酯、0.1~0.4重量份减水剂；

（3）将所述包裹浆体包覆在所述改性木质内核表面后干燥，即得木质骨料；

步骤（1）中，所述木质内核的颗粒直径范围为0.5~5mm；

步骤（3）中，所述干燥温度为50~70℃，时间为1~2h；

所述水泥胶凝材料包括：硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥中的任意一种；

所述纳米材料包括纳米蒙脱土、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙中的至少一种；

所述微纳米材料包括硅灰和粉煤灰，其质量比例为1：1~2，且该微纳米材料粒的径范围为0.1~10μm；

所述微米材料包括矿粉和粉煤灰，其质量比例为1~3：1，且该微米材料的粒径范围为10~100μm。

2.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（i）中，所述聚乙烯醇和甲醇的体积比例范围为1:1~2。

3.根据权利要求2所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，所述聚乙烯醇的经分子量为1000~2000。

4.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（i）中，所述干燥温度为40~60℃，时间为2~3h。

5.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（ii）中，所述丙烯酸衍生物、苯乙烯、乙醇的质量比例范围为1:1:1~2。

6.根据权利要求5所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，所述丙烯酸衍生物包括：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（ii）中，所述浸润时间为20~30分钟。

8.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（ii）中，所述引发剂包括：过硫酸钾、过氧化二苯甲酰中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（ii）中，所述反应温度为100~120℃，反应时间为3~6h。

10.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（iii）中，所述三甘醇、环氧乙烯基树脂的质量比例范围为1~2：1。

11.根据权利要求1所述的含有木质骨料的3D打印轻质材料，其特征在于，步骤（iii）中，所述反应时间1~2h。