一种高弯曲韧性的石膏模具制造技术

本发明专利技术公开了一种高弯曲韧性的石膏模具，涉及石膏产品技术领域，通过采用接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺杂石膏模具，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维体积掺杂量为1.02‑1.06kg/m³，本发明专利技术制备的石膏模具具有优异的抗折强度和高弯曲韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种高弯曲韧性的石膏模具
本专利技术属于石膏产品
，具体涉及一种高弯曲韧性的石膏模具。
技术介绍
石膏模具是陶瓷行业生产中长期以来使用的传统模具，石膏模具制作方便，原材料来源广泛，成本低，吸水性能好、模具质量轻、可回收利用、不易污染环境，尤其是可以灵活方便的复制清晰棱角线条等许多优点，因此，无论是可塑成型、还是注浆成型，无论是日用陶瓷工业还是卫生洁具陶瓷行业，应用及其广泛，但是由于石膏模具弯曲韧性较低，尤其是在受到拉力的过程中易断，现有技术中通过向石膏模具中添加纤维来提高石膏模具的弯曲韧性，但是直接添加纤维不仅在石膏模具中的分散性较差，同时还会降低石膏浆体的工作性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种高弯曲韧性的石膏模具。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高弯曲韧性的石膏模具，通过采用接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺杂石膏模具，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维体积掺杂量为1.02-1.06kg/m³。进一步的，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维制备方法包括以下步骤：（1）硅酸铝纤维预处理：将硅酸铝纤维放入到处理液中进行浸渍处理，然后加热至60-65℃，以350r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，干燥至恒重，即得预处理硅酸铝纤维；所述的处理液按重量分计由以下成分制成：1.5-2.2份硅烷偶联剂、1-3份乙醇、2-4份丙三醇、1-4份丙烯酸钠、60-65份去离子水；（2）碳纳米管改性：将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按20g：150mL的比例均匀分散到蓖麻油中，在氮气气氛下加热至280℃，保温搅拌35min，然后再添加蓖麻油质量20%的碳纳米管，以1800r/min转速搅拌处理2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行清洗，干燥至恒重，即得改性碳纳米管；（3）接枝改性：将上述处得到的预处理硅酸铝纤维浸没在盐酸多巴胺溶液中，再添加硅酸铝纤维质量0.12%的三羟甲基氨基甲烷和1.5-1.8%的上述改性碳纳米管，以超声波处理1.5小时，然后再在85℃水浴温度下反应5小时后，抽滤洗涤至中性，真空干燥至恒重，即得。进一步的，所述硅酸铝纤维制备方法为：将高岭土、氧化铝、石英砂岩按1.2:1.9:1.1质量比例混合，然后添加到电阻式电炉中于2210℃进行高温熔融，再将熔体以细流出炉，并用高速气流吹到熔融体上形成纤维化，得到。进一步的，所述硅酸铝纤维直径为8μm，长度为2.5mm。进一步的，所述预处理硅酸铝纤维与盐酸多巴胺溶液混合比例为50g：400mL。进一步的，所述盐酸多巴胺溶液浓度为1.2mol/L。进一步的，所述超声波频率为50kHz，功率为1200W。进一步的，所述真空干燥温度为46℃。有益效果：本专利技术通过将硅酸铝纤维进行表面预处理，能够有效的对硅酸铝纤维表面活性进行明显的提升，在硅酸铝表面形成一定量的活性基团，然后通过对碳纳米管进行改性处理，使得碳纳米管增加了表面悬挂键，提高了其在介质中的分散性能和易接枝性，然后再将预处理硅酸铝纤维浸没在盐酸多巴胺溶液中，再添加三羟甲基氨基甲烷与改性碳纳米管，通过多巴胺在预处理硅酸铝纤维表面的自聚合反应，携带均匀分散的改性碳纳米管再硅酸铝纤维表面形成一层致密的聚多巴胺膜，通过三羟甲基氨基甲烷的协同作用，使得聚多巴胺膜与硅酸铝纤维之间以共价键方式接触，显著的提高了聚多巴胺膜附着力，同时聚多巴胺表面具有众多的官能团如氨基、羟基等促使硅酸铝纤维表面活化，再加上改性碳纳米管再表面的高活性作用，使得接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺杂石膏模具具有极佳的韧性，韧性表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，韧性越好，发生脆性断裂的可能性越小，通过掺杂接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺，能够使得石膏模型的抗弯韧性得到大幅度的提高，石膏基体在受拉过程中吸收能量的能力提高，石膏基体脆性降低，韧性增大，这是由于荷载较小时，纤维通过与石膏基体的黏结与石膏共同承担荷载，而当荷载继续增加达到石膏初始裂变时，由于接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维在石膏模型中与石膏模型基体材料之间形成的稳定的交联网络结构，使得纤维能够跨越微裂缝与界面传递能量，从而增大了石膏的断裂能，使石膏基体韧性提高，脆性降低。具体实施方式实施例1一种高弯曲韧性的石膏模具，通过采用接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺杂石膏模具，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维体积掺杂量为1.02kg/m³。进一步的，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维制备方法包括以下步骤：（1）硅酸铝纤维预处理：将硅酸铝纤维放入到处理液中进行浸渍处理，然后加热至60℃，以350r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，干燥至恒重，即得预处理硅酸铝纤维；所述的处理液按重量分计由以下成分制成：1.5份硅烷偶联剂、1份乙醇、2份丙三醇、1份丙烯酸钠、60份去离子水；（2）碳纳米管改性：将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按20g：150mL的比例均匀分散到蓖麻油中，在氮气气氛下加热至280℃，保温搅拌35min，然后再添加蓖麻油质量20%的碳纳米管，以1800r/min转速搅拌处理2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行清洗，干燥至恒重，即得改性碳纳米管；（3）接枝改性：将上述处得到的预处理硅酸铝纤维浸没在盐酸多巴胺溶液中，再添加硅酸铝纤维质量0.12%的三羟甲基氨基甲烷和1.5%的上述改性碳纳米管，以超声波处理1.5小时，然后再在85℃水浴温度下反应5小时后，抽滤洗涤至中性，真空干燥至恒重，即得。进一步的，所述硅酸铝纤维制备方法为：将高岭土、氧化铝、石英砂岩按1.2:1.9:1.1质量比例混合，然后添加到电阻式电炉中于2210℃进行高温熔融，再将熔体以细流出炉，并用高速气流吹到熔融体上形成纤维化，得到。进一步的，所述硅酸铝纤维直径为8μm，长度为2.5mm。进一步的，所述预处理硅酸铝纤维与盐酸多巴胺溶液混合比例为50g：400mL。进一步的，所述盐酸多巴胺溶液浓度为1.2mol/L。进一步的，所述超声波频率为50kHz，功率为1200W。进一步的，所述真空干燥温度为46℃。实施例2一种高弯曲韧性的石膏模具，通过采用接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺杂石膏模具，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维体积掺杂量为1.06kg/m³。进一步的，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维制备方法包括以下步骤：（1）硅酸铝纤维预处理：将硅酸铝纤维放入到处理液中进行浸渍处理，然后加热至65℃，以350r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，干燥至恒重，即得预处理硅酸铝纤维；所述的处理液按重量分计由以下成分制成：2.2份硅烷偶联剂、3份乙醇、4份丙三醇、4份丙烯酸钠、65份去离子水；（2）碳纳米管改性：将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按20g：150mL的比例均匀分散到蓖麻油中，在氮气气氛下加热至280℃，保温搅拌35min，然后再添加蓖麻油质量20%的碳纳米管，以1800r/min转速搅拌处理2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行清洗，干燥至恒重，即得改性碳纳米管；（3）接枝改性：将上述处得到的预处理硅酸铝纤维浸没在盐酸多巴胺溶液中，再添加硅酸铝纤维质量0.12%的三羟甲基氨基甲烷和1.8%的上述改性碳纳米管，以超声波处理1.5小时，然后再在85℃水浴温度下反应5小时后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高弯曲韧性的石膏模具，其特征在于，通过采用接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺杂石膏模具，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维体积掺杂量为1.02‑1.06kg/m³。

【技术特征摘要】
1.一种高弯曲韧性的石膏模具，其特征在于，通过采用接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维掺杂石膏模具，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维体积掺杂量为1.02-1.06kg/m³。2.如权利要求1所述的一种高弯曲韧性的石膏模具，其特征在于，所述接枝改性碳纳米管的硅酸铝纤维制备方法包括以下步骤：（1）硅酸铝纤维预处理：将硅酸铝纤维放入到处理液中进行浸渍处理，然后加热至60-65℃，以350r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水清洗，干燥至恒重，即得预处理硅酸铝纤维；所述的处理液按重量分计由以下成分制成：1.5-2.2份硅烷偶联剂、1-3份乙醇、2-4份丙三醇、1-4份丙烯酸钠、60-65份去离子水；（2）碳纳米管改性：将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按20g：150mL的比例均匀分散到蓖麻油中，在氮气气氛下加热至280℃，保温搅拌35min，然后再添加蓖麻油质量20%的碳纳米管，以1800r/min转速搅拌处理2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行清洗，干燥至恒重，即得改性碳纳米管；（3）接枝改性：将上述处得到的预处理硅酸铝纤维浸没在盐酸多巴胺溶液中，再添加硅酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，
申请(专利权)人：界首永恩机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34