[發明專利]一種用于建筑模型制品的低溫熱塑性三維打印材料及制備

在審

• 申請號: 201710112211.8
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106867214A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 勞永華;蘇朝浩;林康強;黃育銘
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L31/04;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/12;C08K3/22;C08K3/26
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明屬于高分子復合材料的技術領域，涉及一種用于建筑模型制品的低溫熱塑性三維打印材料及其制備方法，所述模型具有高強度、高仿真和綠色經濟環保的特點。

背景技術

模型是所研究的系統、過程、事物或概念的一種表達形式，也可指根據實驗、圖樣放大或縮小而制作的樣品，一般用于展覽或實驗或鑄造機器零件等用的模子。模型的應用可以幫助一些實驗更好地對于實驗對象進行觀察或者研究，也可以將物品展現出來，供人們進行參觀。

模型使用的材料通常有石膏、木、金屬和工程塑料，大多通過一次成型的方法或者切削刻等二次加工的方法進行制備模型；由于材料的局限，對于一些高精準模型的設計仍舊不能完成，跨度大部位無法精確地制作出來，局限模型發展；多數模型無法二次加工保證高效。增材技術不斷發展，三維打印模型由于材料局限，模型強度低，應用價值不高。

用于建筑模型制品的低溫熱塑性三維打印材料具有良好的加工性能，在較低溫度下熔融，材料低溫加工成型，模型成型溫度低，模型中不同部位連接缺陷少，模型二次加工修改簡單，滿足設計精度要求高，建筑模型承壓高，仿真建筑受壓好，模型粉碎再造材料，環保經濟。用于建筑模型制品的低溫熱塑性三維打印材料具有精度、耐壓、經濟、環保等特點。

發明內容

為了克服現有技術中模型制品材料的缺陷，本發明的首要目的在于提供一種用于建筑模型制品的低溫熱塑性三維打印材料。本發明的低溫熱塑性三維打印材料能夠在較低溫度的情況下加熱即可熔融，便于進行重復加工處理，比較容易加工成各種模型所需的形狀。在加工成型后只需加熱到熔融溫度即可讓成型的樣品軟化，并且施加外力或者其他的工藝方法將其重新改造、修正或者是徹底重新制作，具備多次反復使用的特性，降低了制作失敗的風險，提高了容錯率。模型的承壓能力強，實驗模擬建筑物的結構力學。

本發明相比于通常用的模型制品而言，使用的低溫熱塑性三維打印材料能夠制作出具有一定彎曲程度的形狀，能夠滿足模型中彎曲部位的制造，能夠充分地表現模型所需要體現的弧線或者流線型等部位，有效地提高了模型制作的精確度，提高了模型使用的可靠度與準確性。模型材料粉碎拉絲，循環利用，經濟環保。

本發明的另一目的在于提供上述用于建筑模型制品的低溫熱塑性三維打印材料的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述低溫熱塑性三維打印材料的應用。本發明的低溫熱塑性三維打印材料用于建筑模型制品。

本發明目的通過如下技術方案實現：

一種用于建筑模型制品的低溫熱塑性三維打印材料，由以下按重量份數計的組分制備而成：熱塑性高分子材料70～100份，無機填料10～20份，增塑劑1～10份，交聯劑1～5份，著色劑0～3份。

所述熱塑性高分子材料為相對分子質量為8萬～15萬的聚己內酯，相對分子質量為5萬～12萬的聚對苯二甲酸乙二醇酯，相對分子質量為5萬～8萬的聚醋酸乙烯酯，相對分子質量為1萬～5萬、乙烯與丙烯酸的摩爾比為1：1～1:3的乙烯丙烯酸共聚物，相對分子質量為2萬～8萬的聚乙烯醇或相對分子質量為2萬～7萬的聚乳酸中的一種以上。

所述無機填料為建筑廢料(混凝土)、細沙、細石、碳酸鈣、高嶺土或鈦白粉中的一種以上，無機材料粒徑為800-2000um。

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)、鄰苯二甲酸二仲辛酯(DCP)、鄰苯二甲酸二環己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)中的一種以上。

所述交聯劑為硅烷偶聯劑，包括硅烷偶聯劑A-151、硅烷偶聯劑A-171、硅烷偶聯劑A-172、硅烷偶聯劑KH-540、硅烷偶聯劑KH-550、硅烷偶聯劑KH-551、硅烷偶聯劑KH-560、硅烷偶聯劑KH-570、硅烷偶聯劑KH-580、硅烷偶聯劑KH-602、硅烷偶聯劑KH-791、硅烷偶聯劑KH-792、硅烷偶聯劑KH-901、硅烷偶聯劑KH-902、硅烷偶聯劑nd-22、硅烷偶聯劑ND-42(南大42)、硅烷偶聯劑ND-43、硅烷偶聯劑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種以上。

所述著色劑為鈦白粉(二氧化鈦)、鋅粉(氧化鋅)、鎘紅、三氧化二鐵、炭黑、鉻黃、鋅黃或漢沙黃中的一種以上。