[发明专利]一种用于建筑模型制品的低温热塑性三维打印材料及制备

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料的技术领域，涉及一种用于建筑模型制品的低温热塑性三维打印材料及其制备方法，所述模型具有高强度、高仿真和绿色经济环保的特点。

背景技术

模型是所研究的系统、过程、事物或概念的一种表达形式，也可指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品，一般用于展览或实验或铸造机器零件等用的模子。模型的应用可以帮助一些实验更好地对于实验对象进行观察或者研究，也可以将物品展现出来，供人们进行参观。

模型使用的材料通常有石膏、木、金属和工程塑料，大多通过一次成型的方法或者切削刻等二次加工的方法进行制备模型；由于材料的局限，对于一些高精准模型的设计仍旧不能完成，跨度大部位无法精确地制作出来，局限模型发展；多数模型无法二次加工保证高效。增材技术不断发展，三维打印模型由于材料局限，模型强度低，应用价值不高。

用于建筑模型制品的低温热塑性三维打印材料具有良好的加工性能，在较低温度下熔融，材料低温加工成型，模型成型温度低，模型中不同部位连接缺陷少，模型二次加工修改简单，满足设计精度要求高，建筑模型承压高，仿真建筑受压好，模型粉碎再造材料，环保经济。用于建筑模型制品的低温热塑性三维打印材料具有精度、耐压、经济、环保等特点。

发明内容

为了克服现有技术中模型制品材料的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种用于建筑模型制品的低温热塑性三维打印材料。本发明的低温热塑性三维打印材料能够在较低温度的情况下加热即可熔融，便于进行重复加工处理，比较容易加工成各种模型所需的形状。在加工成型后只需加热到熔融温度即可让成型的样品软化，并且施加外力或者其他的工艺方法将其重新改造、修正或者是彻底重新制作，具备多次反复使用的特性，降低了制作失败的风险，提高了容错率。模型的承压能力强，实验模拟建筑物的结构力学。

本发明相比于通常用的模型制品而言，使用的低温热塑性三维打印材料能够制作出具有一定弯曲程度的形状，能够满足模型中弯曲部位的制造，能够充分地表现模型所需要体现的弧线或者流线型等部位，有效地提高了模型制作的精确度，提高了模型使用的可靠度与准确性。模型材料粉碎拉丝，循环利用，经济环保。

本发明的另一目的在于提供上述用于建筑模型制品的低温热塑性三维打印材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述低温热塑性三维打印材料的应用。本发明的低温热塑性三维打印材料用于建筑模型制品。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种用于建筑模型制品的低温热塑性三维打印材料，由以下按重量份数计的组分制备而成：热塑性高分子材料70～100份，无机填料10～20份，增塑剂1～10份，交联剂1～5份，着色剂0～3份。

所述热塑性高分子材料为相对分子质量为8万～15万的聚己内酯，相对分子质量为5万～12万的聚对苯二甲酸乙二醇酯，相对分子质量为5万～8万的聚醋酸乙烯酯，相对分子质量为1万～5万、乙烯与丙烯酸的摩尔比为1：1～1:3的乙烯丙烯酸共聚物，相对分子质量为2万～8万的聚乙烯醇或相对分子质量为2万～7万的聚乳酸中的一种以上。

所述无机填料为建筑废料(混凝土)、细沙、细石、碳酸钙、高岭土或钛白粉中的一种以上，无机材料粒径为800-2000um。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二仲辛酯(DCP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)中的一种以上。

所述交联剂为硅烷偶联剂，包括硅烷偶联剂A-151、硅烷偶联剂A-171、硅烷偶联剂A-172、硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-551、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-580、硅烷偶联剂KH-602、硅烷偶联剂KH-791、硅烷偶联剂KH-792、硅烷偶联剂KH-901、硅烷偶联剂KH-902、硅烷偶联剂nd-22、硅烷偶联剂ND-42(南大42)、硅烷偶联剂ND-43、硅烷偶联剂SI-69、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的一种以上。

所述着色剂为钛白粉(二氧化钛)、锌粉(氧化锌)、镉红、三氧化二铁、炭黑、铬黄、锌黄或汉沙黄中的一种以上。