本发明属于3D打印材料技术领域，涉及一种3D打印户外雕塑用的石膏材料，本发明还涉及该石膏材料的制备方法和使用方法。
背景技术：
雕塑，指为美化城市或用于纪念意义而雕刻塑造、具有一定寓意、象征或象形的观赏物和纪念物，是雕、刻、塑三种创制方法的总称。指用各种可塑材料(如石膏、树脂、粘土等)或可雕、可刻的硬质材料(如木材、石头、金属、玉块、玛瑙、铝、玻璃钢、砂岩、铜等)，创造出具有一定空间的可视、可触的艺术形象，借以反映社会生活、表达艺术家的审美感受、审美情感、审美理想的艺术。通过雕、刻减少可雕性物质材料，塑则通过堆增可塑物质性材料来达到艺术创造的目的。
在传统的户外雕塑制造过程中，由于受外界环境(雨、阳光、温度、湿度等)的限制，制作材料非常有限，无非石头和金属。户外雕塑需要经过大量的、切割和雕刻，因此，户外雕塑的制造周期长，对制作人员的技术要求高，制造成本高。且制作完成后运输不易。
也有用粉煤灰等石渣作为雕塑材料的，淡这些材料不易胶凝，可塑性不强，且喷涂上色不方便，不美观。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种3D打印户外雕塑用石膏材料，解决了目前户外雕塑的制造周期长、对制作人员的技术要求高、制造成本高、且制作完成后不易运输的问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种3D打印户外雕塑油墨，由重量百分比的80～96％的基础油墨、3～16％的砂子、0.5～2.0％的防水剂、0.1～1％的减水剂和0.2～1％的岩砂晶组成。
所述的基础油墨由重量百分比的以下组份组成，石膏粉：60％～91％，填料：2％～20％，改性剂：4％～18％，促凝剂：0.5％～5％，固化剂：1％～20％，颜料：0.1～0.5％；所述的石膏粉为直火顺流煅烧法生产制作的α-半水石膏，其粒径大小为1μm～150μm，抗压强度≥25MPa；其生产工艺是：石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10～20cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃～60℃，排除产生的冷凝水后通入1.5～3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5～6h，然后排走多余蒸汽；压力0.3～0.5MPa，温度150℃～160℃，干燥7～8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；所述的填料为二氧化硅或纳米碳化硅中的一种或两种的混合物；所述的改性剂为聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和有机硅中的一种或任意几种的混合物；所述的促凝剂为无水乙醇、乙酸乙酯和丙三醇中的一种或任意几种的混合物；所述的固化剂为二乙烯三胺(DETA)、乙二胺和3-二乙胺基丙胺(DEAPA)中的一种或任意几种的混合物。
所述的砂子含泥量≤1.5％，平均粒径≤0.05mm。
所述的防水剂为聚乙稀醇、石蜡、有机硅类防水剂和渗透结晶防水剂(DPS)中的一种或两种或多种的混合物。
优选的防水剂为聚乙稀醇、有机硅类防水剂和渗透结晶防水剂(DPS)中的一种或两种或三种的混合物。
所述的减水剂为木质素类MG、萘系FDN和聚羧酸类KH-JS减水剂中的一种或两种或多种的混合物。
优选的减水剂为木质素类MG和聚羧酸类KH-JS减水剂中的一种或两种的混合物。
本发明还有关于该3D打印户外雕塑油墨的制备方法：填料预处理：在研磨机中按配方加入固化剂和填料，转速500～2000r/min，研磨4～12h；在搅拌器中按配方加入促凝剂，预处理填料和改性剂，混合均匀，50～57℃保温3～6h后，按配方加入石膏粉和颜料，混合均匀，制得基础油墨；基础油墨中加入3～16％的砂子、0.5～2.0％的防水剂、0.1～1％的减水剂和0.2～1％的岩砂晶，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨。
本发明还有关于该3D打印户外雕塑油墨的使用方法：将质量百分比52～58％的3D打印户外雕塑油墨加入到42～48％的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。
本发明的有益效果是：
(1)采用超细、高强的α-半水石膏作为主体粉末材料，户外雕塑成品强度高、分辨率高、打印误差小、孔隙率小、表观质量好。
(2)本发明的3D打印户外雕塑油墨能满足多种设计要求，应用范围广。
(3)本发明的3D打印户外雕塑油墨制作的成品色彩表现丰富，维护简单，使用寿命长。
(4)本发明的3D打印户外雕塑油墨的制作可以在现场完成，无需运输，节省人力、物力、财力。
(5)本发明的3D打印户外雕塑油墨制作的成品相对于石质和金属质的雕塑重量轻，运输方便。
(6)本发明的3D打印户外雕塑油墨，无污染，且该材料可以回收再加工后重复使用，更环保。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的内容作进一步说明，但不用于限定本发明的技术方案。
实施例1
石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃，排除产生的冷凝水后通入1.5MPa的饱和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小时，压力0.5MPa，温度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；
在研磨机中加入DETA10.0g和纳米碳化硅155.0g，转速500r/min，研磨12h；
在搅拌器中加入无水乙醇50.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂180.0g，混合均匀，50℃保温6h后，按配方加入600.0g石膏粉，红色氧化铁颜料5.0g，混合均匀，即得基础油墨1000g。
960g基础油墨中加入平均粒径为0.05mm的净砂30g，5g渗透结晶防水剂(DPS)，1g木质素类MG减水剂和4g岩砂晶，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨1000g。
520g的3D打印户外雕塑油墨加入到480g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。
实施例2
石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径20cm的石膏块，在反应釜中加热至60℃，排除产生的冷凝水后通入3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小时，压力0.3MPa，温度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；
在研磨机中加入DETA200.0g和纳米碳化硅20.0g，转速2000r/min，研磨4h；
在搅拌器中加入无水乙醇5.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂40.0g，混合均匀，55℃保温4.5h后，按配方加入石膏粉734.0g，氧化铬颜料1.0g，混合均匀，得基础油墨1000g。
800g基础油墨中加入平均粒径为0.04mm的净砂160g，20g由5g聚乙稀醇、4g石蜡、6g有机硅类防水剂和5g渗透结晶防水剂(DPS)组成的防水剂，10g由2g木质素类MG、3g萘系FDN和5g聚羧酸类KH-JS减水剂组成的减水剂和10g岩砂晶，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨1000g。
580g的3D打印户外雕塑油墨加入到420g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。
实施例3
石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径15cm的石膏块，在反应釜中加热至57℃，排除产生的冷凝水后通入2.5MPa的饱和蒸汽，干燥5.5h，然后排走多余蒸汽；干燥2.5小时，压力0.4MPa，温度155℃，干燥7.5h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；
在研磨机中加入DETA5.0g和纳米碳化硅20.0g，转速1000r/min，研磨8h；
在搅拌器中加入无水乙醇5.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂40.0g，混合均匀，56℃保温5h后，按配方加入927.0g石膏粉，孔雀蓝颜料3.0g，混合均匀，即得基础油墨1000g。
880g基础油墨中加入平均粒径为0.03mm的净砂95g，13g由8g聚乙稀醇和5g有机硅类防水剂组成的防水剂，6g由3g萘系FDN和3g聚羧酸类KH-JS减水剂组成的减水剂和6g岩砂晶，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨1000g。
520g的3D打印户外雕塑油墨加入到480g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。
实施例4
石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10cm的石膏块，在反应釜中加热至60℃，排除产生的冷凝水后通入3.0MPa的饱和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥2小时，压力0.5MPa，温度150℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；
在研磨机中加入DETA100.0g和纳米碳化硅200.0g，转速1250r/min，研磨10h；
在搅拌器中加入无水乙醇25.0g，经过研磨的纳米碳化硅和DETA的混合物，环氧树脂70.0g，混合均匀，57℃保温3h后，按配方加入602.5g石膏粉，黄色氧化铁颜料2.5g，混合均匀，得基础油墨1000g。
960g基础油墨中加入平均粒径为0.02mm的净砂32g，5g由1g石蜡和4g有机硅类防水剂组成的防水剂，1g聚羧酸类KH-JS减水剂和2g岩砂晶，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨1000g。
500g的3D打印户外雕塑油墨加入到500g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。
实施例5
石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径10cm的石膏块，在反应釜中加热至55℃，排除产生的冷凝水后通入1.5MPa的饱和蒸汽，干燥6h，然后排走多余蒸汽；干燥3小时，压力0.5MPa，温度150℃，干燥8h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；
在研磨机中加入DETA10.0g和超细二氧化硅粉155.0g，转速500r/min，研磨12h；
在搅拌器中加入无水乙醇50.0g，经过研磨的二氧化硅粉和DETA的混合物，丙三醇180.0g，混合均匀，50℃保温6h后，按配方加入600.0g石膏粉，天津绿颜料5.0g，混合均匀，得基础油墨1000g。
857g基础油墨中加入平均粒径为0.01mm的净砂100g，15g由5g石蜡、4g有机硅类防水剂和6g渗透结晶防水剂(DPS)组成的防水剂，20g由12g木质素类MG和8g萘系FDN组成的减水剂和8g岩砂晶，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨1000g。
550g的3D打印户外雕塑油墨加入到400g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。
实施例6
石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径20cm的石膏块，在反应釜中加热至60℃，排除产生的冷凝水后通入3.5MPa的饱和蒸汽，干燥5h，然后排走多余蒸汽；干燥2小时，压力0.3MPa，温度160℃，干燥7h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；
在研磨机中加入乙二胺200.0g和纳米碳化硅20.0g，转速2000r/min，研磨4h；
在搅拌器中加入乙酸乙酯5.0g，经过研磨的纳米碳化硅和乙二胺的混合物，有机硅40.0g，混合均匀，55℃保温4.5h后，按配方加入732.5g石膏粉，偶氮红颜料2.5g，混合均匀，得基础油墨1000g。
920g基础油墨中加入平均粒径为0.005mm的净砂50g，20g有机硅类防水剂，10g木质素类MG减水剂和10g岩砂晶，，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨1000g。
550g的3D打印户外雕塑油墨加入到450g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。
实施例7
石膏原料经过三级破碎，均化，得到粒径15cm的石膏块，在反应釜中加热至57℃，排除产生的冷凝水后通入2.5MPa的饱和蒸汽，干燥5.5h，然后排走多余蒸汽；干燥2.5小时，压力0.4MPa，温度155℃，干燥7.5h，干燥后的物料粉磨得石膏粉；
在研磨机中加入3-二乙胺基丙胺(DEAPA)5.0g和超细二氧化硅粉20.0g，转速1000r/min，研磨8h；
在搅拌器中加入乙酸乙酯5.0g，经过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，混合均匀，56℃保温5h后，按配方加入928.0g石膏粉，群青蓝颜料2.0g，混合均匀，得基础油墨1000g。
932g基础油墨中加入平均粒径为0.02mm的净砂40g，15g渗透结晶防水剂(DPS)，8g聚羧酸类KH-JS减水剂和5g岩砂晶，混合均匀，制得3D打印户外雕塑油墨1000g。
540g的3D打印户外雕塑油墨加入到460g的水中，充分搅拌，混合均匀，即可进行3D打印。