CN115305015A - 一种用于3d打印产品的填缝剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于3D打印产品的填缝剂，所述用于3D打印产品的填缝剂按质量份包括70～76份石英砂、16～20份环氧树脂、8～10份固化剂。本申请还涉及一种填缝剂的制备方法。本方案能够解决目前3D打印产品接缝明显问题。

Description

一种用于3D打印产品的填缝剂及制备方法

技术领域

本发明涉及3D打印材料技术领域，特别是涉及一种用于3D打印产品的填缝剂及制备方法。

背景技术

3D打印成型技术发展至今，以其优越的工艺、材料、完美的外观及优越的性能，可满足不同领域应用，尤其在雕塑领域、建筑装饰领域，应用份额日益扩大。圆雕作为一种艺术雕塑品种，多安装于公共区域，给人以美的感官和享受。大中型圆雕工艺实施过程中，拆分为若干单体，每块单体设计安装连接结构，安装时若干单体相互配合对位、固定，最准完成雕塑安装。浮雕、建筑装饰构件亦是单体组装而成。

3D打印砂型打印过程不需要添加任何支撑，对模型结构的复杂性并不敏感，可大幅提高模型的设计自由度，适合多种复杂结构产品的直接打印，同时打印成本较低，打印效率较高，打印精度可达0.28mm，打印表面质感好，适合进行建筑装饰构件产品、雕塑产品的打印制造。同时，经过硬化处理后的构件产品，可达到C20水泥同等性能，使用年限长达30年。

传统圆雕、浮雕、建筑装饰构件，单体组装安装时接缝处理工艺为：结合面涂覆建筑结构胶、填缝、表面处理。填缝剂多为真石漆或云石胶，以上两种填缝剂凝结速率较快，可工作时间较短，但存在材质差异化于雕塑基材，填缝后拼接面任然较为明显，故传统砖雕、石雕等雕塑拼接缝选择明缝处理，因此对于雕塑本身美观度大打折扣，只可远观不可近赏。

3D打印产品拥有完美的外观质量和优越的强度性能，但亦面临组装接缝难的明显问题，虽借鉴于传统填缝工艺，仍无法完全隐藏接缝。针对目前3D打印产品接缝明显问题，推广3D打印产品应用显得尤为重要。因此设计和开发一种凝结速率较快、可工作时间较短、易操作、与3D打印砂质基材机理相似的产品填缝剂，成为本领域中急需解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对目前3D打印产品接缝明显问题，提供一种用于3D打印产品的填缝剂及制备方法。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明实施例公开一种用于3D打印产品的填缝剂，所述用于3D 打印产品的填缝剂按质量份包括70～76份石英砂、16～20份环氧树脂、8～10 份固化剂。

在其中一种实施例中，所述石英砂的目数为100～140目。

在其中一种实施例中，所述石英砂包括硅砂、陶粒砂中的至少一种。

在其中一种实施例中，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂的一种或多种。

在其中一种实施例中，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂，环氧值为 0.25～0.45。

在其中一种实施例中，所述固化剂包括胺类、酚类、取代脲、咪唑及其盐、三氟化硼络合物、金属有机盐、膦类化合物中的一种或多种。

在其中一种实施例中，所述固化剂为胺类，所述胺类为芳香胺改性物、脂肪族改性物、脂环胺改性物、聚醚胺改性物中的一种或多种。

第二方面，本发明实施例还公开一种填缝剂的制备方法，应用于上文所述的填缝剂，包括：

将环氧树脂与固化剂按预设配比称取，并依次倒入搅拌装置进行均匀混合以得到第一混合溶液；

在第一混合溶液中按预设配比加入石英砂，并进行混合搅拌均匀以得到第二混合溶液；

将第二混合溶液搅拌至预设时间，最终得到所述填缝剂。

在其中一种实施例中，将所述环氧树脂与所述固化剂按2:1称取，并依次倒入搅拌装置进行均匀混合以得到第一混合溶液。

在其中一种实施例中，所述第一混合溶液与所述石英砂按0.35～0.4：1称取，并进行混合搅拌均匀以得到第二混合溶液。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的用于3D打印产品的填缝剂中，所用石英砂基料均匀分散存在于填缝剂中到了弥散增强的作用，能够大幅提升填缝剂自身的力学性能，因而该填缝剂在保持良好粘结性能的同时，具有优异的抗折、抗压等力学性能；并且，接缝处基材亦为石英砂，为微坑结构，该填缝剂中环氧树脂可填补微坑结构，增加了填缝剂与基材之间的粘结性能，且随着时间的延长其粘结性能日益增强，填缝剂的力学性能得到大幅提升，有效改善填缝剂高温老化、开裂、变形问题，防止填缝剂随着使用时间的延长出现开裂、滑落以及由此引起的渗水、漏水等情况，延长了填缝剂的使用寿命；此外，该填缝剂固化后，外表层形成致密胶膜具有一定疏水效果，能改善填缝剂表层排水效果。总的来说，本发明的填缝剂具有优异的粘结性能、不开裂、优异的力学强度、优异的疏水效果，使得本发明的填缝剂使用环境多样化、复杂化。本发明的填缝剂还可用于外墙开裂保护、岩雕填缝等方面。

具体实施方式

本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例公开一种用于3D打印产品的填缝剂，所述用于3D打印产品的填缝剂按质量份包括70～76份石英砂、16～20份环氧树脂、8～10份固化剂。

本发明实施例公开的用于3D打印产品的填缝剂中，所用石英砂基料均匀分散存在于填缝剂中到了弥散增强的作用，能够大幅提升填缝剂自身的力学性能，因而该填缝剂在保持良好粘结性能的同时，具有优异的抗折、抗压等力学性能；并且，接缝处基材亦为石英砂，为微坑结构，该填缝剂中环氧树脂可填补微坑结构，增加了填缝剂与基材之间的粘结性能，且随着时间的延长其粘结性能日益增强，填缝剂的力学性能得到大幅提升，有效改善填缝剂高温老化、开裂、变形问题，防止填缝剂随着使用时间的延长出现开裂、滑落以及由此引起的渗水、漏水等情况，延长了填缝剂的使用寿命；此外，该填缝剂固化后，外表层形成致密胶膜具有一定疏水效果，能改善填缝剂表层排水效果。总的来说，本发明的填缝剂具有优异的粘结性能、不开裂、优异的力学强度、优异的疏水效果，使得本发明的填缝剂使用环境多样化、复杂化。本发明的填缝剂还可用于外墙开裂保护、岩雕填缝等方面。

在一种可选的实施例中，所述石英砂的目数可以为100～140目。

在一种可选的实施例中，所述石英砂可以包括硅砂、陶粒砂中的至少一种。

在一种可选的实施例中，所述环氧树脂可以为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂的一种或多种。

进一步地，所述环氧树脂可以为缩水甘油醚类环氧树脂，环氧值为0.25～ 0.45。

在一种可选的实施例中，所述固化剂可以包括胺类、酚类、取代脲、咪唑及其盐、三氟化硼络合物、金属有机盐、膦类化合物中的一种或多种。

进一步地，所述固化剂为胺类，所述胺类可以为芳香胺改性物、脂肪族改性物、脂环胺改性物、聚醚胺改性物中的一种或多种。

基于本发明实施例公开的用于3D打印产品的填缝剂，本发明实施例还公开一种填缝剂的制备方法，应用于上文任意实施例公开的所述的填缝剂，所公开的填缝剂的制备方法包括：

将环氧树脂与固化剂按预设配比称取，并依次倒入搅拌装置进行均匀混合以得到第一混合溶液；

在第一混合溶液中按预设配比加入石英砂，并进行混合搅拌均匀以得到第二混合溶液；

将第二混合溶液搅拌至预设时间，最终得到所述填缝剂。

本发明实施例公开的制备方法所制备的填缝剂具有优异的粘结性能、不开裂、优异的力学强度、优异的疏水效果，使得本发明的填缝剂使用环境多样化、复杂化。本发明的填缝剂还可用于外墙开裂保护、岩雕填缝等方面。

同时，本发明的填缝剂中包括石英砂基料，均匀布散于填缝剂中，充当了筋骨作用，增加填缝剂硬度，其次降低了环氧树脂固化收缩率；而且此填缝剂固化后形成胶膜可完全密封接缝，使雕塑形成封闭空间，有效避免雨水渗入雕塑内部，具有优异的疏水性；且制备方法简单，使用方便，使用成本低。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小。

在一种可选的实施例中，将所述环氧树脂与所述固化剂按2:1称取，并依次倒入搅拌装置进行均匀混合以得到第一混合溶液。

在一种可选的实施例中，所述第一混合溶液与所述石英砂按0.35～0.4：1 称取，并进行混合搅拌均匀以得到第二混合溶液。

第一种实施例中：

(1)一种用于3D打印产品的填缝剂配方(按重量比例计)如表1所示。

(2)制备方法：

S100、按照上述比例要求称取一定量的缩水甘油醚类环氧树脂和芳香胺改性物固化剂，依次倒入搅拌桶中，匀速搅拌3～5min得到第一混合溶液。

S200、按照上述比例经过多次缓慢加入100～140目石英砂到搅拌桶中，第一混合溶液与石英砂混合比例(重量比)为0.35：1，搅拌5～10min得到填缝剂。

(3)3D打印产品接缝处理验证结果

组装后的3D打印产品需填缝剂进行缝隙隐藏处理，达到3D打印产品使用要求-外观整体性优良、美观度高、粘接牢度高、抗碱性优良。该3D打印填缝剂的主要特点为易于在异型构件接缝涂覆成型、不流淌、固化较快、收缩率低、耐霉菌，更重要的是可以有效保持与3D打印产品表面相同粗糙度，保持与3D 打印产品表面纹理一致。具体如下表所示：

表1 3D打印产品接缝处理效果验证对比表

第二种实施例中：

(1)一种用于3D打印产品的填缝剂配方(按重量比例计)如表2所示。

(2)制备方法：

S100、按照上述比例要求称取一定量的缩水甘油醚类环氧树脂和芳香胺改性物固化剂，依次倒入搅拌桶中，匀速搅拌3～5min得到第一混合溶液。

S200、按照上述比例经过多次缓慢加入100～140目石英砂到搅拌桶中，第一混合溶液与石英砂混合比例(重量比)为0.38：1，搅拌5～10min得到填缝剂。

(3)3D打印产品接缝处理验证结果

组装后的3D打印产品需填缝剂进行缝隙隐藏处理，达到3D打印产品使用要求--外观整体性优良、美观度高、粘接牢度高、抗碱性优良。该3D打印填缝剂的主要特点为易于在异型构件接缝涂覆成型、不流淌、固化较快、收缩率低、耐霉菌，更重要的是可以有效保持与3D打印产品表面相同粗糙度，保持与3D 打印产品表面纹理一致。具体如下表所示：

表2 3D打印产品接缝处理效果验证对比表

第二种实施例中：

(1)一种用于3D打印产品的填缝剂配方(按重量比例计)如表3所示。

(2)制备方法：

S100、按照上述比例要求称取一定量的缩水甘油醚类环氧树脂和芳香胺改性物固化剂，依次倒入搅拌桶中，匀速搅拌3～5min得到第一混合溶液。

S200、按照上述比例经过多次缓慢加入100～140目石英砂到搅拌桶中，第一混合溶液与石英砂混合比例(重量比)为0.4：1，搅拌5～10min得到填缝剂。

(3)3D打印产品接缝处理验证结果

组装后的3D打印产品需填缝剂进行缝隙隐藏处理，达到3D打印产品使用要求--外观整体性优良、美观度高、粘接牢度高、抗碱性优良。该3D打印填缝剂的主要特点为易于在异型构件接缝涂覆成型、不流淌、固化较快、收缩率低、耐霉菌，更重要的是可以有效保持与3D打印产品表面相同粗糙度，保持与3D 打印产品表面纹理一致。具体如下表所示：

表3 3D打印产品接缝处理效果验证对比表

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于3D打印产品的填缝剂，其特征在于，所述用于3D打印产品的填缝剂按质量份包括70～76份石英砂、16～20份环氧树脂、8～10份固化剂。

2.根据权利要求1所述的用于3D打印产品的填缝剂，其特征在于，所述石英砂的目数为100～140目。

3.根据权利要求1所述的用于3D打印产品的填缝剂，其特征在于，所述石英砂包括硅砂、陶粒砂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的用于3D打印产品的填缝剂，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的用于3D打印产品的填缝剂，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂，环氧值为0.25～0.45。

6.根据权利要求1所述的用于3D打印产品的填缝剂，其特征在于，所述固化剂包括胺类、酚类、取代脲、咪唑及其盐、三氟化硼络合物、金属有机盐、膦类化合物中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的用于3D打印产品的填缝剂，其特征在于，所述固化剂为胺类，所述胺类为芳香胺改性物、脂肪族改性物、脂环胺改性物、聚醚胺改性物中的一种或多种。

8.一种填缝剂的制备方法，应用于权利要求1至7中任一项所述的填缝剂，其特征在于，包括：

将环氧树脂与固化剂按预设配比称取，并依次倒入搅拌装置进行均匀混合以得到第一混合溶液；

在第一混合溶液中按预设配比加入石英砂，并进行混合搅拌均匀以得到第二混合溶液；

将第二混合溶液搅拌至预设时间，最终得到所述填缝剂。

9.根据权利要求8所述的填缝剂的制备方法，其特征在于，将所述环氧树脂与所述固化剂按2:1称取，并依次倒入搅拌装置进行均匀混合以得到第一混合溶液。

10.根据权利要求8所述的填缝剂的制备方法，其特征在于，所述第一混合溶液与所述石英砂按0.35～0.4：1称取，并进行混合搅拌均匀以得到第二混合溶液。