一种光固化3D打印树脂混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光固化3D打印树脂混凝土及其制备方法，利用材料的光敏性达到3D打印树脂混凝土的快速凝固。混凝土材料按质量份计，包括40

【技术实现步骤摘要】
一种光固化3D打印树脂混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及工程材料领域，尤其涉及一种光固化3D打印树脂混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土材料是当今社会最为重要的土木工程材料之一，为人类社会的发展与建设做出了不可估量的贡献，而随着社会科学技术的发展，混凝土在生产应用过程中的高能耗、高污染等问题逐渐凸显，成为制约混凝土材料发展的一大阻力。为适应社会可持续发展的需要，混凝土本身性能逐渐向高强度、高性能等方向发展，同时，新技术的出现也为混凝土的可持续发展提供了新的方向。
[0003]近年来，3D打印技术速进入到各个研究领域，从工业设计，航空航天到医疗等各大领域均已出现3D打印的足迹，这对传统的社会生产将产生巨大的冲击，成为改变未来世界的创造性科技。同样，3D打印技术与混凝土技术相结合的3D打印混凝土技术，必将是混凝土发展历程上一次重大的转折点。
[0004]3D打印混凝土技术能够实现工程建造的快速化、智能化以及机械化，有利于降低劳动力资源浪费。3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础。然而，3D打印技术在大尺寸建筑结构自动化建造中的研究及应用尚处于起步阶段。3D打印建筑材料的研发成为实现 3D打印建筑的核心技术。光固化3D打印树脂混凝土具备高强，抗渗，耐蚀，耐磨，抗冻融以及粘结性能，并且利用光固化可以精准控制凝结时间，解决了现有3D打印混凝土材料无法自由调节凝结时间的问题，有效提高了制作效率。

技术实现思路

[0005]针对现有的问题，本专利技术的目的在于提供一种光固化3D打印树脂混凝土及其制备方法，利用光固化和树脂混凝土的优点，来解决现有混凝土材料凝固时间过长，强度过低的问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种光固化3D打印树脂混凝土，树脂混凝土按质量份计，包括如下组分：
[0008]40
‑
60份环氧丙烯酸酯树脂，0.1
‑
30份密实填料，0.1
‑
7.5份固化剂，0.1
‑
5份活性稀释剂，0.1
‑
0.5份偶联剂，0.1
‑
0.75份增韧剂，0.1
‑
1 份减水剂，0.1
‑
1.5份速凝剂，0.1
‑
2.5份触变剂，0.1
‑
1份增稠保水剂， 0.01
‑
0.25份消泡剂，0.1
‑
1份纤维，0.1
‑
5份光引发剂，0.1
‑
22份流动渗透促进剂和10
‑
20份水。
[0009]优选的，环氧丙烯酸酯树脂选自双酚A环氧丙烯酸酯树脂、酚醛环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯树脂中的一种。
[0010]优选的，密实填料选自石英砂，玻璃微珠和陶土中的一种或多种；所述的固化剂选自脂环胺、酚醛树脂和芳香胺中的一种或多种。
[0011]优选的，活性稀释剂选自环氧丙烷苯基醚、二环氧丙烷乙基醚和三环氧丙烷丙基
醚中的一种或多种；偶联剂选自γ
‑
(23
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和/或γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0012]优选的，减水剂选自木质素磺酸钙减水剂、密胺系减水剂和聚羧酸高效减水剂中的一种或多种；速凝剂选自铝氧熟料，氟硅酸镁和聚丙烯酸中的一种或多种。
[0013]优选的，增韧剂选自聚丙二醇缩水甘油醚，聚酰胺树脂和液体硅橡胶的一种或多种；光引发剂选自安息香酸或其衍生物。
[0014]优选的，触变剂选自纳米粘土，硅酸镁铝和有机膨润土中的一种或多种；增稠保水剂选自羧甲基羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素醚中的一种或多种。
[0015]优选的，消泡剂选自聚醚类和高碳醇中的一种或多种；纤维选自耐碱玻璃纤维，聚乙烯醇纤维或聚丙烯纤维中的一种或多种；流动渗透促进剂为异丁醇；树脂混凝土的引发光源为紫外光。
[0016]本专利技术还提供了该光固化3D打印树脂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0017]S1：室温下，按质量份计，向搅拌机加入0.1
‑
30份密实填料， 0.1
‑
1.5份速凝剂，0.1
‑
2.5份触变剂和0.1
‑
1份纤维，搅拌均匀得到混合材料；
[0018]S2：取10
‑
20份水，依次加入0.1
‑
1份减水剂，0.1
‑
1份增稠保水剂和0.01
‑
0.25份消泡剂，搅拌均匀后加入混合材料中，搅拌均匀，制得打印净浆；
[0019]S3：将40
‑
60份环氧丙烯酸酯树脂，0.1
‑
3.5份活性稀释剂，0.1
‑
0.5 份偶联剂，0.1
‑
0.75份增韧剂，0.1
‑
5份光引发剂和0.1
‑
22份流动渗透促进剂加入搅拌器内搅拌均匀，得到第一组分；将0.1
‑
7.5份固化剂和0.1
‑
1.5份活性稀释剂加入搅拌器内搅拌均匀，得到第二组分；将第一组分和第二组分混合均匀后加入打印净浆中，混合均匀得到光固化3D打印树脂混凝土。
[0020]优选的，还包括步骤S4：打印完成后将光固化3D打印树脂混凝土取出，置于紫外光源下照射固化。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术以环氧丙烯酸酯树脂为主要成分，同时加入密实填料，固化剂，活性稀释剂，偶联剂，增韧剂，减水剂，速凝剂，触变剂，增稠保水剂，消泡剂，纤维，光引发剂和流动渗透促进剂，多重助剂的协同作用，使得混凝土材料具有较好的高强性能，并且可以通过调整光引发剂和流动渗透促进剂的用量来控制凝结时间。解决了现有3D 打印混凝土材料无法自由调节凝结时间的问题，有效提高了制作效率。
具体实施方式
[0023]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同内容。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
[0024]本专利技术所述的光固化3D打印树脂混凝土材料，按质量份计，包括60份环氧丙烯酸酯树脂，0.1
‑
30份密实填料，0.1
‑
7.5份固化剂， 0.1
‑
5份活性稀释剂，0.1
‑
0.5份偶联剂，0.1
‑
0.75份增韧剂，0.1
‑
1份减水剂，0.1
‑
1.5份速凝剂，0.1
‑
2.5份触变剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印树脂混凝土，其特征在于，所述树脂混凝土按质量份计，包括如下组分：40
‑
60份环氧丙烯酸酯树脂，0.1
‑
30份密实填料，0.1
‑
7.5份固化剂，0.1
‑
5份活性稀释剂，0.1
‑
0.5份偶联剂，0.1
‑
0.75份增韧剂，0.1
‑
1份减水剂，0.1
‑
1.5份速凝剂，0.1
‑
2.5份触变剂，0.1
‑
1份增稠保水剂，0.01
‑
0.25份消泡剂，0.1
‑
1份纤维，0.1
‑
5份光引发剂，0.1
‑
22份流动渗透促进剂和10
‑
20份水。2.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印树脂混凝土，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯树脂选自双酚A环氧丙烯酸酯树脂、酚醛环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯树脂中的一种。3.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印树脂混凝土，其特征在于，所述密实填料选自石英砂，玻璃微珠和陶土中的一种或多种；所述固化剂选自脂环胺、酚醛树脂和芳香胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印树脂混凝土，其特征在于，所述活性稀释剂选自环氧丙烷苯基醚、二环氧丙烷乙基醚和三环氧丙烷丙基醚中的一种或多种；所述偶联剂选自γ
‑
(23
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和/或γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印树脂混凝土，其特征在于，所述减水剂选自木质素磺酸钙减水剂、密胺系减水剂和聚羧酸高效减水剂中的一种或多种；所述速凝剂选自铝氧熟料，氟硅酸镁和聚丙烯酸中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印树脂混凝土，其特征在于，所述增韧剂选自聚丙二醇缩水甘油醚，聚酰胺树脂和液体硅橡胶的一种或多种；所述光引发剂选自安息香酸或其衍生物。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨烨凯，刘瑞晗，赵庆新，鲁鹏远，刘中宪，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：