用于3D打印工艺的聚合物材料的制作方法

本发明涉及适于通过增材制造技术制造三维制品的聚合物材料。本发明还涉及适于用作屋面细节部件(roofing detail parts)的三维制品。

背景技术：

1、在建筑领域中，聚合物片材(通常称为膜或板)用于保护地下和地上建筑，例如地下室、隧道或屋顶，以防止水渗透。屋面膜通常用于平坦和低倾斜屋顶结构的防水。屋面膜和胶带的常用材料包括塑料，尤其是热塑性塑料，例如增塑的聚氯乙烯(p-pvc)、热塑性聚烯烃弹性体(tpo、tpe-o)和弹性体如乙烯-丙烯二烯单体(epdm)橡胶。

2、屋面膜必须牢固地固定在屋顶基材上，以提供足够的机械强度来抵抗由于很高的风荷载而施加在其上的剪切力。这可以通过使用机械紧固手段来实现，例如使用螺钉和/或带倒钩的板或通过粘合剂手段，其中膜通过使用粘合剂间接地粘附到屋顶基材上。此外，邻接的膜通常在边缘处沿着膜的长度和宽度重叠，以便在待防水的基材的表面上产生连续的防水密封。

3、尤其是对于平屋顶，几乎总是需要使用定制的屋面细节部件来密封特定的屋顶元件或区域，例如穿孔、护墙、角落或管道，以防止水的渗透。定制的屋面细节部件可以例如是预成形的管或成角度的块。当这些部件以水密的方式连接到屋顶的主要区域的密封材料(例如膜)时，可以以可靠和耐用的方式密封整个屋顶区域。

4、尽管由于不同的屋顶构造需要许多单独的屋面细节部件设计，但是通常使用可以适合于几种不同几何形状的通用预制形状。通用预制形状的缺点是它们通常不能完美地契合实际几何情况，并且在安装期间经常需要受力或弯曲。因此，必须非常小心地正确安装和适配这些类型的屋面细节部件。

5、或者，可以使用专门适合于单个屋顶设计的定制部件。然而，这些部件必须手工制作，这使得它们在大多数情况下非常昂贵。另一个缺点是手工制造的部件通常是通过将由注射或压力模制技术产生的基本形状结合在一起制造，然后通过热焊接或通过使用粘合剂结合而将它们连接在一起。这增加了由于引入额外的焊接或粘合线而导致的材料失效的风险，这些焊接或粘合线是潜在的弱点，特别是当考虑到由重复的季节性加热-冷却循环产生的热应力时。

6、作为预制的通用和定制的屋面细节部件的替代，可以使用所谓的“液体涂覆的细节材料”。然而，与屋顶上的其他密封材料(例如膜)的连接构成了关于水密性的潜在弱点，因为这种应用非常关键地取决于适当的技艺。

7、因此，需要提供克服上述缺点的改进的解决方案。

技术实现思路

0、发明概述

1、本发明的目的是提供一种聚合物材料，其可用于使用快速且成本有效的方法提供三维制品，优选定制的屋面细节部件。

2、令人惊讶的是，已经发现该目的可以通过权利要求1的特征来实现。

3、尤其地，已经发现，如权利要求1所述的聚合物材料适用于通过增材制造技术制造三维制品，这使得能够使用快速且成本有效的工艺生产具有高度复杂形状的定制屋面细节部件。由于所生产的屋面细节部件不包含任何焊接线或粘合结合的部分，因此材料失效的风险显著低于使用根据现有技术的手工制的屋面细节部件。

4、本发明的聚合物材料的优点在于，通过增材制造工艺生产屋面细节部件允许以非常低的成本生产单个个体化部件。具体地，每个部件的成本基本上与批量无关。并且，可以确保屋面细节部件提供与屋面膜相同的质量，所述屋面膜通常用于大屋顶区域的防水。

5、在另外的独立权利要求中限定了本发明的另外的主题。在整个说明书和从属权利要求中概述了优选的实施方案。

技术特征：

1.聚合物材料用于通过增材制造工艺制造3d制品的用途，所述聚合物材料包含：

2.根据权利要求1所述的用途，其中所述增材制造工艺是熔丝制造工艺或熔融颗粒制造工艺。

3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述至少一种丙烯聚合物p具有根据iso 178：2019标准测定的不大于1500mpa、优选不大于1250mpa的挠曲模量和/或根据iso 161522005标准测定的不大于60重量％、优选不大于50重量％的二甲苯冷可溶物级分。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种丙烯聚合物p占聚合物材料总重量的5-70重量％、优选15-65重量％。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种基于丙烯的弹性体pbe是丙烯-乙烯共聚物，所述丙烯-乙烯共聚物具有基于所述共聚物的重量计至少60重量％、优选至少70重量％的丙烯含量和基于所述共聚物的重量计5-20重量％、优选12-18重量％的乙烯含量。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种基于丙烯的弹性体pbe占所述聚合物材料的总重量的5-75重量％，优选10-70重量％。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种基于丙烯的弹性体pbe包含根据iso 1133-1标准测定的熔体流动速率(230℃/2.16kg)为至少15g/10min、优选至少20g/10min的基于丙烯的第一弹性体pbe1，和根据iso 1133-1标准测定的熔体流动速率(230℃/2.16kg)不大于10g/10min、优选不大于5g/10min的基于丙烯的第二弹性体pbe2。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种固体无机化合物sc占所述聚合物材料总重量的至少2.5重量％，优选至少3.5重量％。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种固体无机化合物sc包含至少一种无机填料f，优选占所述聚合物材料总重量的至少0.5重量％，优选至少1.5重量％。

10.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种固体无机化合物sc包含至少一种阻燃剂fr，优选占所述聚合物材料总重量的1.5-50重量％，优选5-40重量％。

11.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述至少一种固体无机化合物sc包含至少一种着色颜料cp，所述着色颜料cp优选具有50-1000nm、更优选75-750nm的中值粒度d50。

12.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述聚合物材料具有根据iso 527-1:2019标准测定的不大于200mpa的弹性模量和/或根据din 53505-d:2000测定的不大于75的肖氏d硬度。

13.一种用于生产3d制品的方法，包含以下步骤：

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述3d打印机是熔丝制造或熔融颗粒制造打印机。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述3d制品是用于密封屋顶元件的屋面细节部件，其中所述屋面细节部件优选地是盖、篷、帽或护坡，并且屋顶元件优选是屋顶护缘、屋顶排水口、屋顶边缘、屋顶膨胀接头、屋顶护墙、屋顶穿孔、屋顶枕木、屋顶过渡部、屋顶拐角、屋顶接头和/或屋顶壁。

16.根据权利要求15所述的方法，其中基于所述屋顶元件的数字模型计算所述屋面细节部件的数字模型，并且其中所述屋顶元件的数字模型优选地通过所述屋顶元件的3d扫描获得。

17.一种用于密封屋顶元件的屋面细节部件，其中所述屋面细节部件由根据权利要求1-12中任一项所述的聚合物材料构成。

技术总结
本发明涉及聚合物材料在通过增材制造制造3D制品中的用途，所述聚合物材料包含：a)至少一种丙烯聚合物P，其具有根据ISO 178：2019标准测定的至少150MPa的挠曲模量，b)至少一种基于丙烯的弹性体PBE，其具有根据ISO 178：2019标准测定的不大于100MPa的挠曲模量，和c)至少一种固体无机化合物SC。

技术研发人员：R·兹洛特兹,P·许布舍尔,R·罗斯卡姆普,H·阿克曼
受保护的技术使用者：SIKA技术股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13