一种石膏复合材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石膏复合材料及制备方法，用于制作石膏模具，包含石膏基体、中间涂覆层、金属层，石膏基体是制作石膏模具的各种石膏及石膏复合材料，中间涂覆层为微孔高分子材料，金属层为微孔金属镀层。本发明专利技术将微孔高分子层、金属镀层复合在石膏表面，保持石膏模具的吸水性能，而机械强度提高，表面光滑、硬度大、耐磨性好，模具寿命极大提高，脱模顺利，制成的坯体表面光滑，经济效益好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石膏复合材料及制备方法，具体涉及石膏模具的生产制造。
技术介绍
陶瓷生产中的石膏模具，用来浇注素坯，但机械强度低，耐磨性能较差，也不耐腐蚀，有人提出了改进的方法。例如中国专利文献公开了一种石膏模具用涂料[申请号：92113950.0]，涂料由树脂、溶剂、填料、微孔成形剂、固化剂组成。将该涂料涂布于石膏模具表面，能使模具的使用寿命提高3—5倍，且模具工作面的吸水性能没有降低，具有成型的坯体表面光洁的特点。但其微孔形成单纯靠化学发泡法提高孔隙率，会造成环氧树脂材料强度及硬度降低，长期使用易开裂，模具耐磨性、表面光洁度、寿命的提升有限。本专利技术针对这些情况，使用了一定比例抗压强度高、吸水性能好、透水率高的开孔玻璃微珠，形成的环氧树脂微孔层，再镀上一层高强度、高硬度、耐腐蚀及非润滑条件下摩擦系数小的微孔化学镀镍层，适合大批量生产，脱模更加顺畅，陶瓷素坯的表面更加光滑，使石膏制品应用领域进一步扩大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使石膏基体表面金属化的复合材料，使用这种材料制作的石膏模具具有较高的机械强度、表面硬度，及非润滑条件下较小的摩擦系数，具有金属的外观，微孔化的表面不降低石膏模具的吸水性。制成的石膏模具生产效率高，能够降低生产成本，寿命长，经济效益好。本专利技术是这样实现的，一种石膏复合材料，包含石膏基体、中间涂覆层、金属层；其特征在于：石膏基体处于底层，其上附着中间涂覆层，金属层覆盖于中间涂覆层上，石膏基体是石膏制作的石膏模具，中间涂覆层为经过微孔化处理的环氧树脂涂覆层，金属层为化学镀镍层。进一步的，所述石膏模具的制作材料为各种石膏及石膏复合材料的一种或几种。进一步的，所述微孔化处理的环氧树脂涂覆层中的微孔化的对象指石膏模具的工作面，所述微孔化环氧树脂涂覆层的制备方法和步骤如下：在干燥的石膏模具工作面上刷涂或喷涂一层涂料，这种涂料的配方以重量分数计为：环氧树脂100，稀释剂 20～60，固化剂5～20，填料5～50，发泡剂0.5～4，偶联剂1～5，接下来是这样制作的：A.发泡剂成分为铝粉和NaOH饱和溶液：将环氧树脂用稀释剂稀释，加入填料、铝粉及固化剂、偶联剂，搅拌均匀，然后滴入NaOH饱和溶液，迅速搅拌均匀，石膏模具在室温下放置2小时，待发泡后放置烘箱中，每半小时升温10摄氏度，至100摄氏度后恒温6小时，缓慢冷却至室温，微孔环氧树脂层干燥成形；B.发泡剂成分为小苏打：将环氧树脂用稀释剂稀释，加入填料及固化剂、偶联剂、小苏打粉，搅拌均匀，将石膏模具放置烘箱中，每半小时升温10摄氏度，至100摄氏度后恒温6小时，缓慢冷却至室温，微孔环氧树脂层成形。进一步的，所述金属层是指微孔化环氧树脂涂覆层上施镀的化学镀镍层，所述化学镀镍层是这样的制作流程：除油粗化活化清洗化学镀镍。进一步的，所述粗化为涂覆有微孔化环氧树脂涂覆层的石膏模具工作面浸入以NaOH 600g/L，NaNO3 120 g/L，NaNO2 120 g/L配制的93℃溶液中5～10分钟。进一步的，所述活化为粗化的石膏模具工作面浸入80g/L的乙酸镍醇溶液中，再缓慢倒入70g/L的硼氢化钠醇溶液搅拌，20～30分钟后取出。进一步的，所述化学镀镍为酸性化学镀镍，所述化学镀镍层厚度1～30μm。进一步的，所述填料为开孔空心玻璃微珠和硅酸铝粉，开孔空心玻璃微珠与硅酸铝粉的体积比为1:0.5­～10，开孔空心玻璃微珠和硅酸铝粉颗粒的目粒度为-500目。本专利技术具有以下优点：（1）在石膏模具基体上形成的微孔化复合层，发泡剂与开孔空心玻璃微珠填料的并用，透水率高，不降低模具的吸水性能，又增加了机械强度；（2）环氧树脂涂覆层，提高了石膏模具的韧性，机械强度增加，耐腐蚀性能优越；（3）化学镀镍层，表面光滑，非润滑条件下摩擦系数小，脱模迅速，出品的陶瓷素坯外观光洁，抗蚀性强，硬度大，耐磨损，提高了模具的寿命十倍以上。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。在图中，11. 石膏基体 12. 中间涂覆层 13. 金属层 111.工作面 123.微孔。具体实施方式以下结合附图说明对本专利技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本专利技术的范围，凡是采用本专利技术的相似结构及其相似变化，均应列入本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术是这样来工作和实施的，一种石膏模具复合材料，包含石膏基体11、中间涂覆层12、金属层13；其特征在于：石膏基体11指石膏制作的石膏模具，中间涂覆层12为环氧树脂层，金属层13为化学镀镍层。所述中间涂覆层12为经过微孔化处理的环氧树脂涂覆层，所述微孔化的对象指石膏模具的工作面111，所述微孔化环氧树脂涂覆层的制备的方法和步骤如下：实施例一（1）在干燥的石膏模具工作面111上刷涂或喷涂一层涂料，这种涂料的配方以重量分数计为：环氧树脂100，丙酮40，聚酰胺15，开孔空心玻璃微珠8，硅酸铝粉30，铝粉0.4，NaOH饱和溶液0.5，γ-环氧化丙氧基三乙氧基硅烷（KH-560）1；这里丙酮为稀释剂，聚酰胺为固化剂，铝粉与NaOH饱和溶液为发泡剂，开孔空心玻璃微珠和硅酸铝为填料，γ-环氧化丙氧基三乙氧基硅烷（KH-560）为偶联剂。涂料是这样制作的：将环氧树脂用稀释剂稀释，加入铝粉、开孔空心玻璃微珠、硅酸铝粉及聚酰胺、KH-560，搅拌均匀，然后滴入NaOH饱和溶液，迅速搅拌均匀；（2）石膏模具在室温下放置2小时，待发泡后放置烘箱中，每半小时升温10摄氏度，至100摄氏度后恒温6小时，缓慢冷却至室温，在这个过程中发泡剂发泡形成的空隙与开孔空心玻璃微珠共同于干燥的环氧树脂层中形成微孔123；（3）对环氧树脂微孔层施镀化学镀镍层，化学镍层是这样的制作流程：a.除油：将涂覆有环氧树脂微孔层的石膏模具工作面浸入NaOH 25g/L, NaCO3 30g/L, Na3PO4 50g/L配制的45～55℃的溶液中30分钟；b.粗化：用透明塑料胶带粘贴除油后的石膏模具非工作面进行封闭，将石膏模具浸入以NaOH 600g/L，NaNO3 120 g/L，NaNO2 120 g/L配制的93℃溶液中5～10分钟；c.活化：将经过粗化处理的石膏模具浸入80g/L的乙酸镍醇溶液，再缓慢倒入70g/L的硼氢化钠醇溶液搅拌，20～30分钟后取出；d.先冷水洗，再纯水洗经活化处理的石膏模具工作面；e.将清洗后的石膏模具挂于挂具上，将石膏模具工作面浸入水浴加热到90～95℃的化学镀镍溶液中进行化学镀镍，镀层厚度3μm，撕除透明塑料胶带，刮去石膏模具表面残留的胶体。实施例二（1）在干燥的石膏模具工作面111上刷涂或喷涂一层涂料，这种涂料的配方以重量分数计为：环氧树脂100，丙酮40，聚酰胺12，开孔空心玻璃微珠24，小苏打粉4，NaOH饱和溶液0.4，γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）1；这里丙酮为稀释剂，聚酰胺为固化剂，小苏打粉为发泡剂，开孔空心玻璃微珠和硅酸铝为填料，γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）为偶联剂。涂料是这样制作的：将环氧树脂用稀释剂稀释，加入小苏打粉、开孔空心玻璃微珠、硅酸铝粉及聚酰胺、KH-550，搅拌均匀；（2）石膏模具在室温下放置2小时，待发泡后放置烘箱中，每半小时升温10摄氏度，至100摄氏度后恒温6小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石膏复合材料，包含石膏基体、中间涂覆层、金属层；其特征在于：石膏基体处于底层，其上附着中间涂覆层，金属层覆盖于中间涂覆层上，石膏基体是石膏制作的石膏模具，中间涂覆层为经过微孔化处理的环氧树脂涂覆层，金属层为化学镀镍层。

【技术特征摘要】
1.一种石膏复合材料，包含石膏基体、中间涂覆层、金属层；其特征在于：石膏基体处于底层，其上附着中间涂覆层，金属层覆盖于中间涂覆层上，石膏基体是石膏制作的石膏模具，中间涂覆层为经过微孔化处理的环氧树脂涂覆层，金属层为化学镀镍层。2.根据权利要求1所述一种石膏复合材料，其特征在于：所述石膏模具的制作材料为各种石膏及石膏复合材料的一种或几种。3.根据权利要求1所述一种石膏复合材料，其特征在于：所述微孔化处理的环氧树脂涂覆层中的微孔化的对象指石膏模具的工作面，所述微孔化环氧树脂涂覆层的制备方法和步骤如下：在干燥的石膏模具工作面上刷涂或喷涂一层涂料，这种涂料的配方以重量分数计为：环氧树脂100，稀释剂 20～60，固化剂5～100，填料5～50，发泡剂0.5～10，偶联剂1～5，接下来是这样制作的：A.发泡剂成分为铝粉和NaOH饱和溶液：将环氧树脂用稀释剂稀释，加入填料、铝粉及固化剂、偶联剂，搅拌均匀，然后滴入NaOH饱和溶液，迅速搅拌均匀，石膏模具在室温下放置2小时，待发泡后放置烘箱中，每半小时升温10摄氏度，至100摄氏度后恒温6小时，缓慢冷却至室温，微孔环氧树脂层干燥成形；B.发泡剂成分为小苏打：将环氧树脂用稀释剂稀释，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，张帆，谌寰海，孙炜，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36