一种大体积3D打印改性石蜡材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大体积3D打印改性石蜡材料及其制备方法，具有低收缩性、低熔点和高强度、高硬度等特点。该打印材料由石蜡40‑80%、增强增硬剂10‑40%、结晶成核剂4‑20%、热导调节剂4‑15%组成，熔点范围是92‑96℃，适用于熔融沉积成型工艺。所述打印改性石蜡材料可循环利用，打印出的模具表面光滑，适用于建筑构件大体积模具的打印。

Large volume 3D printing modified paraffin material and preparation method thereof

The invention relates to a large volume 3D printing modified paraffin material and a preparation method thereof, which has the characteristics of low shrinkage, low melting point, high strength and high hardness. The print material is composed of 40 paraffin 80%, enhanced hardening agent 10 nucleating agent 40%, 20%, 4 thermal regulator 4 15% composition, melting range is 92 96 DEG C, suitable for fused deposition molding process. The printing modified paraffin material can be recycled, and the printed mold surface is smooth, and is suitable for printing large volume moulds of building components.

【技术实现步骤摘要】
一种大体积3D打印改性石蜡材料及其制备方法
本专利技术涉及一种石蜡打印模具材料，具有低收缩性、低熔点和高强度、高硬度等特点，属于快速成型的材料领域。
技术介绍
3D打印是一种新兴的快速成型技术，能通过打印设备将特殊打印材料按照设计的3D模型逐层打印增加材料来制造三维产品。GRC（纤维增强混凝土）板具有外形复杂多变、造型各异的特点，传统GRC模具是利用木板、石膏、水泥、硅胶等材料拼接制作而成，工序繁长，对模具工人的要求很高，费时费工。3D打印技术的兴起给了GRC模具制作另一个好的选择，利用3D打印自动化、效率高、节约材料和人工等优势，将价廉、可循环利用的材料一步打印成GRC所需的模具，进而制作GRC板，可以极大节约模具制作过程的材料和能源浪费、缩短制作工期、提高制作效率，并极大提高GRC行业的自动化生产水平。目前商业化的3D打印材料多为粉末或者粘稠液体，从价格上来看较为昂贵（从几百到几万元每公斤不等），而且经常使用一次就废弃掉，造成成本升高和环境污染等严重问题。利用3D原理打印建筑制品所需模具，需要专门研发适合于建筑行业的价廉、可循环利用并能满足3D打印工艺需求的模具材料。而石蜡材料能够重复几十次循环利用，是GRC行业中理想的环保型的模具材料。普通天然石蜡、合成石蜡硬度低，强度不高、熔点过低，同时由于石蜡导热性能差，内部热量难传到出来，直接作为模具材料使用，会出现以下问题，①固化速度慢，影响3D打印效率，②打印的块体内外温差大，产生大的热应力不均匀，造成打印模具容易出现开裂现象；③石蜡溶点范围太宽，用熔融沉积方法打印的温度不容易控制。中国专利201510096056.6中公开了一种低熔3D打印石蜡，由于熔点范围较大，强度不高，只适用于小型模具的使用，不能适用于大尺寸建筑构件模具。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述不足之处，开发出一种在建筑装饰行业专用的3D打印石蜡模具材料。本专利技术的大体积3D打印改性石蜡材料，由下述原料按重量百分比配置而成：石蜡40-80%、增强增硬剂10-40%、结晶成核剂4-20%、热导调节剂4-15%。所述的石蜡采用天然石蜡、合成石蜡中的一种或两种的组合。所述的增强增硬剂采用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯中的一种或多种组合。所述的结晶成核剂采用硬酯酸钙，硬酯酸钠，硬酯酸锌中的一种或多种组合。所述的热导调节剂采用石墨、金属粉末中的一种；所述的金属粉末采用铜粉或铝粉中的一种或多种组合。本专利技术还公开了所述的大体积3D打印改性石蜡材料的制备方法，包括：（1）石蜡、增强增硬剂、结晶成核剂、热导调节剂按比例称量；（2）80-120℃加热条件下，搅拌混合1-500分钟；（3）冷却后将混合粉料破碎即可直接制得用于3D打印的材料。所述的改性石蜡材料，其熔点范围是92-96℃，适用于熔融沉积成型工艺，其成型模具直接加工制备建筑构件后，可再次破碎循环作为新模具的粉料，循环使用次数为15-35次。本专利技术的有益效果在于：①用聚乙烯，聚丙烯、聚丁烯等增强增硬剂，有效提高了石蜡材料的硬度、强度，有利于实现建筑构件大体积模具。②用石墨、金属粉末添加剂提高打印材料的导热性能，避免了大体积热导不均匀造成的模具开裂等问题。③用结晶成核剂硬脂酸钙、硬脂酸锌，硬脂酸钠，有效提高石蜡材料的结晶性能，调控石蜡打印熔点在很窄范围内。④生产所得料粉碎后可直接配合专用3D打印设备进行熔融沉积打印，并不需要外加其他打印助剂。⑤石蜡材料可循环利用，打印出的模具表面光滑。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1（1）天然石蜡40%、聚乙烯40%、硬酯酸钙5%、硬酯酸锌5%、石墨10%按比例称量；（2）80℃加热条件下，搅拌混合500分钟；（3）冷却后将混合粉料破碎即可直接制得用于3D打印设备打印的模具材料。实施例2（1）氯化石蜡80%、聚丙烯10%、硬酯酸钠4%、铜粉6%按比例称量；（2）100℃加热条件下，搅拌混合270分钟；（3）冷却后将混合粉料破碎即可直接制得用于3D打印设备打印的模具材料。实施例3（1）聚乙烯蜡60%、聚乙烯15%、聚丁烯15%、硬酯酸锌6%、铝粉4%按比例称量；（2）120℃加热条件下，搅拌混合1分钟；（3）冷却后将混合粉料破碎即可直接制得用于3D打印设备打印的模具材料。实施例4（1）天然石蜡20%、合成石蜡15%、聚乙烯10%、聚丙烯10%、聚丁烯10%、硬酯酸钙10%、硬酯酸钠5%、硬酯酸锌5%、铜粉7%、铝粉8%按比例称量；（2）110℃加热条件下，搅拌混合60分钟；（3）冷却后将混合粉料破碎即可直接制得用于3D打印设备打印的模具材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大体积3D打印改性石蜡材料，其特征在于：其组成及重量百分比如下：石蜡40‑80%、增强增硬剂10‑40%、结晶成核剂4‑20%、热导调节剂‑15%。

【技术特征摘要】
1.一种大体积3D打印改性石蜡材料，其特征在于：其组成及重量百分比如下：石蜡40-80%、增强增硬剂10-40%、结晶成核剂4-20%、热导调节剂-15%。2.根据权利要求1所述的大体积3D打印改性石蜡材料，其特征在于：所述的石蜡采用天然石蜡、合成石蜡中的一种或两种的组合。3.根据权利要求1所述的大体积3D打印改性石蜡材料，其特征在于：所述的增强增硬剂采用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的大体积3D打印改性石蜡材料，其特征在于：所述的结晶成核剂采用硬酯酸钙，硬酯酸钠，硬酯酸锌中的一种或多种组合。5.根据权利要求1所述的大体积3D打印改性石蜡材料，其特征在于：所述的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊吉如，方寅生，王猛，张敦谱，
申请(专利权)人：南京倍立达新材料系统工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32