用于3D打印零件表面的涂层及其制备和使用方法与流程

本发明属于涂料，具体涉及一种用于3d打印零件表面的涂层及其制备和使用方法。

背景技术：

1、fdm成型技术是一种使用丝料热熔成型的一种3d打印技术。丝料由供丝机构送至热熔喷头，在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层薄片轮廓，根据计算机程序控制，重复薄片轮廓成型，实现3维模型的快速成型，一般用于表面精度要求不高、力学性能要求不高的零件或模型成型。

2、目前市场上应用3d打印技术制作大型雕塑比较普及，但是基于3d打印的工艺原理打印制造出来的模型有明显层纹，影响模型整体光洁度，也不利于后期上色。

3、为了处理3d打印模型上的层纹，目前市面上使用的办法为：一、利用机械打磨抛光的方式去除层纹。该方法的缺点就是非常的费事费力，而且打磨后飞散的粉末颗粒对环境污染较大，对操作人员身体健康也有危害；同时也会对一些较为复杂的模型无法达到完全打磨光滑的效果；对操作人员技术要求也较高。二、利用抛光液腐蚀的方法抛光。该方法的缺点是，一般抛光液采用的是丙酮、苯类物质或强酸、强碱等化学物质。该类物质的化学性质活泼，不太符合工厂实际使用；同时也会对3d打印零件的力学性能造成很大破坏，部分模型中必要的微小的细节也会被腐蚀、抛光掉，对于打印零件模型的完整性影响较大。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种用于3d打印零件表面的涂层，该涂层所用的涂料是以环氧树脂和滑石粉为基础原料，结合二氧化硅、碳酸钙等辅助制剂，获得的一款适用于3d打印零件表面处理的液体涂料。该涂料在打印件涂刷凝固后，可有效遮盖打印件上层纹，同时起到光滑零件、提高打印件力学性能和耐候性的效果。

2、本发明的第二目的在于提供一种用于3d打印零件表面的涂层的使用方法，该涂层所用的涂料使用时直接添加固化剂，涂刷即可完成打印零件表面层纹的消除。使用该涂料后，3d打印零件模型不仅表面非常光滑，提升了打印零件的质量，而且还可以增加模型的强度；该涂料的粘附能力极强，不易掉落；易于零件后期颜色附着、喷漆等；无任何刺激味道，环保。

3、本发明通过以下技术方案实现：

4、一种用于3d打印零件表面的涂层，所述涂层是由涂料刷涂而成；

5、所述涂料主要由以下质量份数的原料制备得到：

6、环氧树脂以1000份计，

7、滑石粉100-250份，二氧化硅160-200份，沉淀硫酸钡50-100份，碳酸钙100-160份，消泡剂10-30份和促进剂30-90份。碳酸钙作为优选地，所述涂料中的所有粉末状原料粒径为1500-2000目。

8、作为优选地，所述涂料为浅灰半透明液体状。

9、上述用于3d打印零件表面的涂层中，二氧化硅用作填料或增强剂，具有多种作用：1、增强硬度和强度：二氧化硅是一种硬质材料，其添加可以显著提高树脂的硬度和强度。2、改善耐磨性：由于硅具有较高的硬度，其在树脂中的使用有助于提高材料的耐磨性，延长产品的使用寿命。3、提高温度稳定性：二氧化硅的添加可以提高树脂的热稳定性，使其更能抵抗高温环境。4、降低线性热膨胀系数：硅的存在可以降低树脂复合材料的线性热膨胀系数，使其更稳定，特别是在温度变化较大的环境中。5、改善流变性：适量的二氧化硅可以改善树脂的流变性，使其更易于加工和成型。6、提高阻燃性：二氧化硅的添加还可以提高树脂的阻燃性，使其在一些特定应用中更安全。

10、滑石粉是一种常用的填料，在树脂中具有多种作用：1、增加体积和质量：滑石粉可以用作树脂的廉价填料，以增加产品的体积和质量，同时减少制造成本。2、改善流动性：滑石粉的添加可以改善树脂的流动性，使其更易于处理和加工。3、降低热膨胀系数：滑石粉的存在可以降低树脂复合材料的热膨胀系数，使其更稳定，特别是在温度变化较大的环境中。4、提高强度和硬度：由于滑石粉是一种硬质材料，其添加有助于提高树脂复合材料的强度和硬度。5、改善阻燃性：滑石粉可以提高树脂的阻燃性，使其在一些特定应用中更安全。6、降低成本：滑石粉相对较便宜，因此在一些应用中，它可以作为一种经济实惠的填料，降低产品制造成本。

11、促进剂作为催化剂，主要用于加快化学反应速率和提高反应效率。它们可以加速聚合、加成和交联反应。而固化剂则主要用于增加材料硬度和强度。它们常常与树脂混合使用，以便形成更耐用的材料。另外，促进剂可以在反应过程中添加，而固化剂则需要在材料制备和处理阶段添加。此外，促进剂通常不需要在最终产品中存在，但固化剂则必须在最终产品中固定。

12、环氧树脂，是一种高分子聚合物，分子式为(c11h12o3)n，是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚a或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。涂料用途：环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例，它能制成各具特色、用途各异的品种。其共性：1.耐化学品性优良，尤其是耐碱性。2.漆膜附着力强，特别是对金属。3.具有较好的耐热性和电绝缘性。4.漆膜保色性较好。

13、沉淀硫酸钡，是在溶液中由钡离子与硫酸根离子反应生成的白色沉淀，性质稳定，几乎不溶于水、乙醇和酸，但溶于热硫酸中。沉淀硫酸钡外观是白色无定形粉末，相对密度为4.50(15℃)，熔点为1 580℃。由于具有较高的折射率(1.63-1.65)，表现出颜色较白并有一定的遮盖力。它几乎不溶于水、乙醇和酸，溶于热硫酸中。易与高锰酸钾、碳酸钙或金属硝酸盐制成混晶。可与碳在高温下还原成硫化钡。它是一种重要的基础化工原料，主要用途：用作油漆、涂料、油墨、塑料、橡胶及蓄电池的原料或填充剂；印像纸及铜板纸的表面涂布剂；纺织工业用的上浆剂；玻璃制品中作澄清剂，能起到消泡和增加光泽的作用。也可作为防放射线用的防护壁材，还用于瓷器、搪瓷和染料等产业，也是制造其他钡盐的原料。用作油漆、油墨、塑料、广告颜料、化妆品、蓄电池的原料或填充剂，橡胶制品中既作填充剂，又起补强作用，聚氯乙烷树脂中作填充剂和增重剂，印像纸及铜板纸的表面涂布剂，纺织工业用的上浆剂。玻璃制品用作澄清剂，能起消泡和增加光泽的作用。可作为防放射线用的防护壁材。还用于陶瓷、搪瓷、香料和颜料等行业。也是制造其他钡盐的原料料-粉末涂料、油漆、船用底漆、军械装备漆、汽车漆、乳胶漆、内外墙建筑涂料、能提高产品耐光、耐候、耐化学及电化学腐蚀性和产品装饰效果，增强涂层的抗冲击强度。无机工业用作制造其他钡盐如氢氧化钡、碳酸钡、氯化钡等的原料。木材工业生产木纹印刷板时用于打底和调制印刷漆料。有机合成中作为绿颜料和色淀生产体质填料。

14、一种用于3d打印零件表面的涂层的制备方法，包括：

15、按照相应的质量份数选取环氧树脂和滑石粉混匀后，依次加入二氧化硅、沉淀硫酸钡、碳酸钙、消泡剂和促进剂混合搅拌，获得成品涂料；

16、将成品涂料刷涂在所需处理的3d打印零件表面即可。

17、作为优选地，所述混合时的温度为20-40℃。

18、作为优选地，所述混合搅拌时长为20-25min。

19、一种用于3d打印零件表面的涂层的使用方法，在所述涂料中加入固化剂后，利用羊毛刷蘸取并均匀刷到fdm技术3d打印模型的表面，待凝固后，打印零件表面层纹即消失。

20、作为优选地，加入所述固化剂的质量占涂料总质量的1-3％。

21、作为优选地，所述凝固时间为1.5-2h。

22、与现有技术相比，本发明至少具有如下技术效果：

23、本发明提供了一种用于3d打印零件表面的涂层，该涂层所用的涂料是以环氧树脂和滑石粉为基础原料，结合二氧化硅、碳酸钙等辅助制剂，获得的一款适用于3d打印零件表面处理的液体涂料。该涂料在打印件涂刷凝固后，可有效遮盖打印件上层纹，同时起到光滑零件、提高打印件力学性能和耐候性的效果。

24、该用于3d打印零件表面的涂层的使用方法，该涂层所用的涂料使用时直接添加固化剂，涂刷即可完成打印零件表面层纹的消除。使用该涂料后，3d打印零件模型不仅表面非常光滑，提升了打印零件的质量，而且还可以增加模型的强度；该涂料的粘附能力极强，不易掉落；易于零件后期颜色附着、喷漆等；无任何刺激味道，环保。