本發(fā)明屬于3D打印材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種3D打印戶外雕塑用的石膏材料，本發(fā)明還涉及該石膏材料的制備方法和使用方法。

背景技術(shù)：

雕塑，指為美化城市或用于紀(jì)念意義而雕刻塑造、具有一定寓意、象征或象形的觀賞物和紀(jì)念物，是雕、刻、塑三種創(chuàng)制方法的總稱。指用各種可塑材料(如石膏、樹脂、粘土等)或可雕、可刻的硬質(zhì)材料(如木材、石頭、金屬、玉塊、瑪瑙、鋁、玻璃鋼、砂巖、銅等)，創(chuàng)造出具有一定空間的可視、可觸的藝術(shù)形象，借以反映社會生活、表達藝術(shù)家的審美感受、審美情感、審美理想的藝術(shù)。通過雕、刻減少可雕性物質(zhì)材料，塑則通過堆增可塑物質(zhì)性材料來達到藝術(shù)創(chuàng)造的目的。

在傳統(tǒng)的戶外雕塑制造過程中，由于受外界環(huán)境(雨、陽光、溫度、濕度等)的限制，制作材料非常有限，無非石頭和金屬。戶外雕塑需要經(jīng)過大量的、切割和雕刻，因此，戶外雕塑的制造周期長，對制作人員的技術(shù)要求高，制造成本高。且制作完成后運輸不易。

也有用粉煤灰等石渣作為雕塑材料的，淡這些材料不易膠凝，可塑性不強，且噴涂上色不方便，不美觀。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種3D打印戶外雕塑用石膏材料，解決了目前戶外雕塑的制造周期長、對制作人員的技術(shù)要求高、制造成本高、且制作完成后不易運輸?shù)膯栴}。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種3D打印戶外雕塑油墨，由重量百分比的80～96％的基礎(chǔ)油墨、3～16％的砂子、0.5～2.0％的防水劑、0.1～1％的減水劑和0.2～1％的巖砂晶組成。

所述的基礎(chǔ)油墨由重量百分比的以下組份組成，石膏粉：60％～91％，填料：2％～20％，改性劑：4％～18％，促凝劑：0.5％～5％，固化劑：1％～20％，顏料：0.1～0.5％；所述的石膏粉為直火順流煅燒法生產(chǎn)制作的α-半水石膏，其粒徑大小為1μm～150μm，抗壓強度≥25MPa；其生產(chǎn)工藝是：石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10～20cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至55℃～60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5～3.5MPa的飽和蒸汽，干燥5～6h，然后排走多余蒸汽；壓力0.3～0.5MPa，溫度150℃～160℃，干燥7～8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；所述的填料為二氧化硅或納米碳化硅中的一種或兩種的混合物；所述的改性劑為聚醋酸乙烯酯、環(huán)氧樹脂和有機硅中的一種或任意幾種的混合物；所述的促凝劑為無水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一種或任意幾種的混合物；所述的固化劑為二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一種或任意幾種的混合物。

所述的砂子含泥量≤1.5％，平均粒徑≤0.05mm。

所述的防水劑為聚乙稀醇、石蠟、有機硅類防水劑和滲透結(jié)晶防水劑(DPS)中的一種或兩種或多種的混合物。

優(yōu)選的防水劑為聚乙稀醇、有機硅類防水劑和滲透結(jié)晶防水劑(DPS)中的一種或兩種或三種的混合物。

所述的減水劑為木質(zhì)素類MG、萘系FDN和聚羧酸類KH-JS減水劑中的一種或兩種或多種的混合物。

優(yōu)選的減水劑為木質(zhì)素類MG和聚羧酸類KH-JS減水劑中的一種或兩種的混合物。

本發(fā)明還有關(guān)于該3D打印戶外雕塑油墨的制備方法：填料預(yù)處理：在研磨機中按配方加入固化劑和填料，轉(zhuǎn)速500～2000r/min，研磨4～12h；在攪拌器中按配方加入促凝劑，預(yù)處理填料和改性劑，混合均勻，50～57℃保溫3～6h后，按配方加入石膏粉和顏料，混合均勻，制得基礎(chǔ)油墨；基礎(chǔ)油墨中加入3～16％的砂子、0.5～2.0％的防水劑、0.1～1％的減水劑和0.2～1％的巖砂晶，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨。

本發(fā)明還有關(guān)于該3D打印戶外雕塑油墨的使用方法：將質(zhì)量百分比52～58％的3D打印戶外雕塑油墨加入到42～48％的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)采用超細(xì)、高強的α-半水石膏作為主體粉末材料，戶外雕塑成品強度高、分辨率高、打印誤差小、孔隙率小、表觀質(zhì)量好。

(2)本發(fā)明的3D打印戶外雕塑油墨能滿足多種設(shè)計要求，應(yīng)用范圍廣。

(3)本發(fā)明的3D打印戶外雕塑油墨制作的成品色彩表現(xiàn)豐富，維護簡單，使用壽命長。

(4)本發(fā)明的3D打印戶外雕塑油墨的制作可以在現(xiàn)場完成，無需運輸，節(jié)省人力、物力、財力。

(5)本發(fā)明的3D打印戶外雕塑油墨制作的成品相對于石質(zhì)和金屬質(zhì)的雕塑重量輕，運輸方便。

(6)本發(fā)明的3D打印戶外雕塑油墨，無污染，且該材料可以回收再加工后重復(fù)使用，更環(huán)保。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明，但不用于限定本發(fā)明的技術(shù)方案。

實施例1

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至55℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5MPa的飽和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小時，壓力0.5MPa，溫度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機中加入DETA10.0g和納米碳化硅155.0g，轉(zhuǎn)速500r/min，研磨12h；

在攪拌器中加入無水乙醇50.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂180.0g，混合均勻，50℃保溫6h后，按配方加入600.0g石膏粉，紅色氧化鐵顏料5.0g，混合均勻，即得基礎(chǔ)油墨1000g。

960g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.05mm的凈砂30g，5g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)，1g木質(zhì)素類MG減水劑和4g巖砂晶，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨1000g。

520g的3D打印戶外雕塑油墨加入到480g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。

實施例2

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑20cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.5MPa的飽和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小時，壓力0.3MPa，溫度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機中加入DETA200.0g和納米碳化硅20.0g，轉(zhuǎn)速2000r/min，研磨4h；

在攪拌器中加入無水乙醇5.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂40.0g，混合均勻，55℃保溫4.5h后，按配方加入石膏粉734.0g，氧化鉻顏料1.0g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

800g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.04mm的凈砂160g，20g由5g聚乙稀醇、4g石蠟、6g有機硅類防水劑和5g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)組成的防水劑，10g由2g木質(zhì)素類MG、3g萘系FDN和5g聚羧酸類KH-JS減水劑組成的減水劑和10g巖砂晶，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨1000g。

580g的3D打印戶外雕塑油墨加入到420g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。

實施例3

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑15cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至57℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入2.5MPa的飽和蒸汽，干燥5.5h，然后排走多余蒸汽；干燥2.5小時，壓力0.4MPa，溫度155℃，干燥7.5h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機中加入DETA5.0g和納米碳化硅20.0g，轉(zhuǎn)速1000r/min，研磨8h；

在攪拌器中加入無水乙醇5.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂40.0g，混合均勻，56℃保溫5h后，按配方加入927.0g石膏粉，孔雀藍(lán)顏料3.0g，混合均勻，即得基礎(chǔ)油墨1000g。

880g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.03mm的凈砂95g，13g由8g聚乙稀醇和5g有機硅類防水劑組成的防水劑，6g由3g萘系FDN和3g聚羧酸類KH-JS減水劑組成的減水劑和6g巖砂晶，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨1000g。

520g的3D打印戶外雕塑油墨加入到480g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。

實施例4

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.0MPa的飽和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥2小時，壓力0.5MPa，溫度150℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機中加入DETA100.0g和納米碳化硅200.0g，轉(zhuǎn)速1250r/min，研磨10h；

在攪拌器中加入無水乙醇25.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和DETA的混合物，環(huán)氧樹脂70.0g，混合均勻，57℃保溫3h后，按配方加入602.5g石膏粉，黃色氧化鐵顏料2.5g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

960g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.02mm的凈砂32g，5g由1g石蠟和4g有機硅類防水劑組成的防水劑，1g聚羧酸類KH-JS減水劑和2g巖砂晶，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨1000g。

500g的3D打印戶外雕塑油墨加入到500g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。

實施例5

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑10cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至55℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入1.5MPa的飽和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小時，壓力0.5MPa，溫度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機中加入DETA10.0g和超細(xì)二氧化硅粉155.0g，轉(zhuǎn)速500r/min，研磨12h；

在攪拌器中加入無水乙醇50.0g，經(jīng)過研磨的二氧化硅粉和DETA的混合物，丙三醇180.0g，混合均勻，50℃保溫6h后，按配方加入600.0g石膏粉，天津綠顏料5.0g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

857g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.01mm的凈砂100g，15g由5g石蠟、4g有機硅類防水劑和6g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)組成的防水劑，20g由12g木質(zhì)素類MG和8g萘系FDN組成的減水劑和8g巖砂晶，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨1000g。

550g的3D打印戶外雕塑油墨加入到400g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。

實施例6

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑20cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至60℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入3.5MPa的飽和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小時，壓力0.3MPa，溫度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機中加入乙二胺200.0g和納米碳化硅20.0g，轉(zhuǎn)速2000r/min，研磨4h；

在攪拌器中加入乙酸乙酯5.0g，經(jīng)過研磨的納米碳化硅和乙二胺的混合物，有機硅40.0g，混合均勻，55℃保溫4.5h后，按配方加入732.5g石膏粉，偶氮紅顏料2.5g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

920g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.005mm的凈砂50g，20g有機硅類防水劑，10g木質(zhì)素類MG減水劑和10g巖砂晶，，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨1000g。

550g的3D打印戶外雕塑油墨加入到450g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。

實施例7

石膏原料經(jīng)過三級破碎，均化，得到粒徑15cm的石膏塊，在反應(yīng)釜中加熱至57℃，排除產(chǎn)生的冷凝水后通入2.5MPa的飽和蒸汽，干燥5.5h，然后排走多余蒸汽；干燥2.5小時，壓力0.4MPa，溫度155℃，干燥7.5h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；

在研磨機中加入3-二乙胺基丙胺(DEAPA)5.0g和超細(xì)二氧化硅粉20.0g，轉(zhuǎn)速1000r/min，研磨8h；

在攪拌器中加入乙酸乙酯5.0g，經(jīng)過研磨的二氧化硅粉和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)的混合物，聚醋酸乙烯酯40.0g，混合均勻，56℃保溫5h后，按配方加入928.0g石膏粉，群青藍(lán)顏料2.0g，混合均勻，得基礎(chǔ)油墨1000g。

932g基礎(chǔ)油墨中加入平均粒徑為0.02mm的凈砂40g，15g滲透結(jié)晶防水劑(DPS)，8g聚羧酸類KH-JS減水劑和5g巖砂晶，混合均勻，制得3D打印戶外雕塑油墨1000g。

540g的3D打印戶外雕塑油墨加入到460g的水中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，即可進行3D打印。