一种用利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺制造技术

本发明专利技术涉及纸浆模塑相关设备领域，尤其为一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，步骤如下：S10、原料准备；S20、设备准备；S30、加工步骤；S40、结果与讨论；S50、结论；本发明专利技术采用桐油砂模打样方式与传统金属模具打样方式相比具有设计周期缩短、打样成本低廉、制作工艺简单，可满足纸模新产品开发打样要求，模具成膜简单，效率得到提高，可以在加工上减少时间浪费成本，工人操作起来也简单高效，而且能够有效地缩减制作成本，降低营销价格，提高购买力，有利于加快纸浆模塑新产品的开发和推广应用，适应纸浆模塑产业的发展要求，具有广阔的实际应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺
本专利技术涉及纸浆模塑相关设备领域，尤其涉及一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺。
技术介绍
纸浆模塑制品是用可完全回收循环使用的植物纤维或废弃纸品作原料，采用独特的工艺技术制成的一种绿色环保包装材料，其发展前景十分广阔；目前纸模行业新产品开发过程中普遍存在着打样成本高、周期长、效率低等问题，成为影响纸模制品发展和应用进程的重要因素之一；传统打样方法是在三维造型软件中模拟被包装物外形特征进行包装用纸模制品成型模具的结构设计，然后应用数控机床加工制得金属成型模具，采用此模具在纸模成型机上进行成型打样，存在着成型模具修正难、制作成本高、周期长、投入风险大等问题；因此，寻求高效率、低成本的纸模制品打样方法，是众多纸浆模塑企业普遍关注的问题，鉴于以上现有的利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺存在的缺点，有必要将其进行改进，来完善此项装置，为工作人员提供更大的便利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的纸膜制作工艺存在成型模具修正难、制作成本高、周期长、投入风险大等问题。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，步骤如下：S10、原料准备；S20、设备准备；S30、加工步骤；S40、结果与讨论；S50、结论。进一步的，所述S10、原料准备包括硅砂、桐油、膨润土，且硅砂：采用60-40目/吋粒径的硅砂。进一步的，所述S20、设备准备包括ZBY149-83电热恒温干燥箱、WD-5D电子万能试验机、2XZ-2旋片式真空泵。进一步的，所述S30、加工步骤包括S301、砂模试样制备；S302、性能测试，其中S301、砂模试样制备包括：硅砂、膨润土和桐油混碾后出砂，在石膏母模内浇注成型，制作长30mm、宽20mm、厚10mm的长方体砂模试样，用电热恒温干燥箱进行干燥。桐油砂模试样制备过程；S302、性能测试包括：采用砂模替代铝合金成型模具上机打样，要求砂模具备较好的强度、滤水性和表面光洁度等基本性能；参照金属成型模具的网模用网直径为0.15-0.2mm，网目一般为40-60目/吋,使用粒径为60目/吋的硅砂制作桐油砂模，硅砂粒间孔隙小，且粒间覆有桐油膜，使砂模具有良好的表面光洁度，可以满足纸浆模塑成型模具的要求；只对砂模试样进行弯曲强度测试和滤水性测试；参照纸浆模塑制品成型用铝合金模具壳体的厚度约10mm，用于检测弯曲强度所制作的砂模试样为长30mm、宽20mm、厚10mm的长方体；用电子万能试验机对试样进行干态弯曲强度测试和浸湿后0.5h的湿态弯曲强度测试；用于检测滤水性能的砂模试样为厚度为10mm、直径为60mm的圆柱体，将圆柱体砂模试样嵌入布什漏斗内，用旋片式真空泵对砂模试样进行滤水性能的测试。进一步的，所述S40、结果与讨论包括S401、弯曲强度单因素实验；S402、桐油加入量对砂模弯曲强度的影响；S403、膨润土加入量对砂模弯曲强度的影响；S404、干燥温度对砂模弯曲强度的影响；S405、干燥时间对砂模弯曲强度的影响；S406、弯曲强度再现性实验；S407、滤水性实验；S401、弯曲强度单因素实验：本组实验包括4个不同工艺参数的单因素实验，依次研究桐油加入量、膨润土加入量、干燥温度和干燥时间4个因素对砂模强度性能的影响；S402、桐油加入量对砂模弯曲强度的影响：制作工艺参数：硅砂100g，桐油逐量加入，不添加膨润土，干燥温度200℃，干燥时间30min；由于桐油具有特殊的共扼三烯结构，使其具有较高的反应活性，可以聚合成以二氧六环为单元的大分子，而且由于多烯键的存在，其分子间发生交联作用，形成网络结构的高分子膜，桐油加入量少时，分子间交联少，聚合物分子质量小，网络结构不够致密，甚至砂粒没有被粘结膜完全包裹住，砂模强度低；桐油加入量增加，桐油分子的活化能增大，单体聚合反应强，聚合物分子质量大，分子间交互作用，形成网络结构，增强了高分子聚合膜的韧性，从而提高了砂模的干、湿态弯曲强度；当桐油加入量为超过6g后，弯曲强度提高的速率有所减缓；另外加入过量的桐油，会形成的致密粘结膜而影响砂模的滤水性能，且增加制作成本；因此，确定较理想的桐油加入量为6g；S403、膨润土加入量对砂模弯曲强度的影响：制作工艺参数：硅砂100g，桐油6g，膨润土逐量加入，干燥温度200℃，干燥时间30min；由于膨润土结构单元中的晶片水合,带微弱正电荷的小片棱边被吸引到带负电荷的小片表面，迅速地建立了三维空间结构，体系的黏度很快增大；因此加入适量膨润土有助于提高砂模的湿态弯曲强度，而加入过量时，膨润土粒子对桐油膜具有分散应力的作用，从而降低砂模的强度；加入适量的膨润土可以提高砂模试样的干、湿态弯曲强度，其中湿态弯曲强度的提高尤为显著，综合考虑砂模性能和成本等因素，选择膨润土加入量为3g；S404、干燥温度对砂模弯曲强度的影响：制作工艺参数：硅砂100g，桐油6g，膨润土3g，干燥时间30min，干燥温度逐渐提高；干燥温度的提高，促进了桐油的聚合反应，有利于提高砂模试样的强度性能，但过高的干燥温度，反应物粘度大，易焦化，制得的砂模试样明显呈黑色，弯曲强度降低；干燥温度低时，反应时间过长，不经济；因此选择较优的干燥温度为200℃。S405、干燥时间对砂模弯曲强度的影响：制作工艺参数：硅砂100g，桐油6g，膨润土3g，干燥温度200℃，干燥时间逐步延长；干燥时间的延长在一定程度上提高了砂模试样的弯曲强度，在30-35min干燥时间下，砂模试样的弯曲强度曲线趋于平缓；实际操作中，干燥时间35min条件下制得的砂模试样呈现黑褐色，开始出现油膜焦化；因此选择砂模干燥的较优时间为25min。S406、弯曲强度再现性实验：以工艺参数：硅砂100g，桐油6g，膨润土3g，干燥温度200℃，干燥时间25min，制作砂模试样，测得干态弯曲强度3.513MPa，湿态弯曲强度2.905MPa，由于纸浆模塑成型时，模具内的真空负压不超过一个大气压，因此砂模试样强度满足上机打样要求。S407、滤水性实验：以极限压力为0.06MPa的旋片式真空泵测试砂模的滤水性，将制作好的圆形砂模试样嵌入布什漏斗内，抽滤打浆度为18°SR，浆料浓度为1％的漂白硫酸盐浆，持续抽滤10s，砂模上沉积纤维厚度20mm；实际生产中纸浆模塑真空成型时的真空度一般为0.05-0.06MPa，对于浅而薄的纸浆模塑制品，成型时间一般为10-15s，对于深且厚的纸浆模塑制品，成型时间视具体制品情况适当延长；由此，砂模的滤水性满足成型模具的滤水性要求。进一步的，所述S50、结论包括：本论文研究采用桐油砂模替代金属模具作为纸模制品吸塑成型上机打样成型模具，工艺实验结果表明，以40-60目/吋粒径规格的硅砂制作砂模，影响砂模性能的因素为：桐油质量、膨润土质量、干燥温度、干燥时间；得到原料配比和制作工艺的较优组合：硅砂100g，桐油6g，膨润土3g，干燥温度200℃，干燥时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，其特征在于：步骤如下：S10、原料准备；S20、设备准备；S30、加工步骤；S40、结果与讨论；S50、结论。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，其特征在于：步骤如下：S10、原料准备；S20、设备准备；S30、加工步骤；S40、结果与讨论；S50、结论。


2.根据权利要求1所述的一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，其特征在于：所述S10、原料准备包括硅砂、桐油、膨润土，且硅砂：采用60-40目/吋粒径的硅砂。


3.根据权利要求1所述的一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，其特征在于：所述S20、设备准备包括ZBY149-83电热恒温干燥箱、WD-5D电子万能试验机、2XZ-2旋片式真空泵。


4.根据权利要求1所述的一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，其特征在于：所述S30、加工步骤包括S301、砂模试样制备；S302、性能测试，其中S301、砂模试样制备包括：硅砂、膨润土和桐油混碾后出砂，在石膏母模内浇注成型，制作长30mm、宽20mm、厚10mm的长方体砂模试样，用电热恒温干燥箱进行干燥。
桐油砂模试样制备过程；
S302、性能测试包括：采用砂模替代铝合金成型模具上机打样，要求砂模具备较好的强度、滤水性和表面光洁度等基本性能；参照金属成型模具的网模用网直径为0.15-0.2mm，网目一般为40-60目/吋,使用粒径为60目/吋的硅砂制作桐油砂模，硅砂粒间孔隙小，且粒间覆有桐油膜，使砂模具有良好的表面光洁度，可以满足纸浆模塑成型模具的要求；只对砂模试样进行弯曲强度测试和滤水性测试；
参照纸浆模塑制品成型用铝合金模具壳体的厚度约10mm，用于检测弯曲强度所制作的砂模试样为长30mm、宽20mm、厚10mm的长方体；用电子万能试验机对试样进行干态弯曲强度测试和浸湿后0.5h的湿态弯曲强度测试；用于检测滤水性能的砂模试样为厚度为10mm、直径为60mm的圆柱体，将圆柱体砂模试样嵌入布什漏斗内，用旋片式真空泵对砂模试样进行滤水性能的测试。


5.根据权利要求1所述的一种利用桐油砂模进行纸浆模塑打样的工艺，其特征在于：所述S40、结果与讨论包括S401、弯曲强度单因素实验；S402、桐油加入量对砂模弯曲强度的影响；S403、膨润土加入量对砂模弯曲强度的影响；S404、干燥温度对砂模弯曲强度的影响；S405、干燥时间对砂模弯曲强度的影响；S406、弯曲强度再现性实验；S407、滤水性实验；
S401、弯曲强度单因素实验：本组实验包括4个不同工艺参数的单因素实验，依次研究桐油加入量、膨润土加入量、干燥温度和干燥时间4个因素对砂模强度性能的影响；
S402、桐油加入量对砂模弯曲强度的影响：制作工艺参数：硅砂100g，桐油逐量加入，不添加膨润土，干燥温度200℃，干燥时间30min；由于桐油具有特殊的共扼三烯结构，使其具有较高的反应活性，可以聚合成以二氧六环为单元的大分子，而且由于多烯键的存在，其分子间发生交联作用，形成网络结构的高分子膜，桐油加入量少时，分子间交联少，聚合物分子质量小，网络结构不够致密，甚至砂粒没有被粘结膜完全包裹住，砂模强度低；桐油加入量增加，桐油分子的活化能增大，单体聚合反应强，聚合物分子质量大，分子间交互作用，形成网络结构，增强了高分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁，王安睿，付六生，宁荣亮，幸世光，陈庆建，
申请(专利权)人：江西中竹生物质科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36