一种高强度陶瓷石膏模具及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度陶瓷石膏模具及其制备方法，涉及石膏模具技术领域。本发明专利技术所述高强度陶瓷石膏模具由石膏粉、水、硅酸盐水泥、粉煤灰、减水剂、消泡剂等原料制成。本发明专利技术利用各原料间的协同作用，制备了一种应用于陶瓷成型的高强度、吸水性佳、耐磨耐腐蚀、可多次重复使用的石膏模具。本发明专利技术的石膏模具2h抗折强度大于5.11MPa，绝干抗折强度大于7.90MPa，吸水率为31.18％，使用次数可达150次以上。本发明专利技术对陶瓷产品生产向低成本、高质量、高效率方向发展具有重要意义。方向发展具有重要意义。方向发展具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度陶瓷石膏模具及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石膏模具
，尤其涉及一种高强度陶瓷石膏模具及其制备方法。

技术介绍

[0002]注浆成型是一种简便而实用的陶瓷成型工艺，通常以石膏作为成型的模具。注浆成型具有高效率，适应性大等优点，常见的大尺寸、形状复杂、不规则的器型均可采用注浆成型制作。注浆成型是利用石膏模具内气孔的毛细管力吸取泥浆中多余水分使泥浆分散地粘附在模具上，形成与模具相同形状的坯泥层，并随着时间延长而逐渐增厚，当泥层厚度达到要求时，将多余泥浆倒出，经干燥收缩与石膏模壁脱离，然后将坯体脱模取出。因此，石膏模具的强度决定了陶瓷材料的成型效果。
[0003]石膏模具的强度主要受石膏晶体颗粒之间的摩擦力及粘结力的影响。当石膏模具长期处于复杂潮湿泥浆环境时，水分子及电解质会侵入石膏模毛细孔内削弱石膏晶体颗粒之间的作用力，导致晶体间完整稳定的网络结构遭到破坏，使部分二水石膏因溶蚀、溶解而引起局部溃散破坏，降低石膏模具强度，缩短其使用寿命。为此，在目前的陶瓷成型行业中，普遍要求石膏模具具有以下特性：较高的强度以避免模具在操作和搬运过程中损伤而报废；优良的吸水性能(吸水率和吸水速率)以保证陶瓷生坯质量和生产效率；较好的耐腐蚀性和耐磨性。
[0004]为满足上述要求，现有技术普遍采取在石膏模具中加入增强剂的方式来提升其机械强度和耐磨性。但在实际应用中发现，增强剂的加入会导致模具吸水性下降，无法达到对模具吸水率和吸水速度的使用要求。因此，如何制备一种兼具高强度、优良吸水性能、耐磨耐腐蚀、可多次重复使用的石膏模具，已成为陶瓷产品生产向低成本、高质量、高效率方向发展中亟须解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种高强度陶瓷石膏模具及其制备方法，所述石膏模强度高，吸水性、耐溶蚀性好，使用寿命长，可多次重复使用，且原料中包括无机固体废弃物，能够实现固废的资源化利用。
[0006]本专利技术所述高强度陶瓷石膏模具包括以下重量份的原料：石膏粉100份、水60
‑
70份、硅酸盐水泥5
‑
10份、粉煤灰1
‑
5份、减水剂0.5
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2份、消泡剂0.5
‑
1份。
[0007]进一步地，所述水泥为P.O32.5硅酸盐水泥或P.O42.5硅酸盐水泥。
[0008]进一步地，所述粉煤灰的粒径为200
‑
300目。
[0009]进一步地，所述石膏粉由α石膏粉和β石膏粉按重量比为4:6的比例混合得到。
[0010]进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。优选的，所述聚羧酸减水剂的含水率≤3.5％，氯离子含量≤0.05％。
[0011]本专利技术原料中的水泥和粉煤灰可在石膏晶格中产生适量的晶体网络，既可以增加
整个模具的强度，又能够同时保证吸水率没有大幅下降。同时，通过严格控制水泥和粉煤灰的用量，能保证模具具达到最佳强度的同时具备较高的吸水率。
[0012]由于水泥和粉煤灰的加入，标准稠度需水量增加且初凝时间减少不易操作，所以本专利技术加入了适量减水剂对浆料稠度进行调节。
[0013]进一步地，所述消泡剂为磷酸三丁酯。优选的，所述磷酸三丁酯的纯度为98％。
[0014]本专利技术还提供了所述高强度陶瓷石膏模具的制备方法，具体包括以下步骤：
[0015]1)将硅酸盐水泥、粉煤灰混合，搅拌均匀后得到混合粉末A备用；
[0016]2)在石膏粉中加入混合粉末和减水剂搅匀，得到混合粉末B；
[0017]3)将混合粉末B加水搅拌，并在搅拌过程中加入消泡剂，得到混合浆料；
[0018]4)将混合浆料制成各种形状的坯模，养护，干燥后得到高强度陶瓷石膏模具。
[0019]进一步地，所述养护温度为30℃，养护湿度为80％，养护时间为24h。
[0020]本专利技术的水泥和粉煤灰中的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分能够与石膏中的氢氧化钙反应生成二氧化硅和三氧化二铝，其与在潮湿环境中能够与氢氧化钙等碱性物质发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质。水化硅酸钙、水化铝酸钙互相啮合形成网状结构，进而形成凝胶对模具中的水分进行包围，使其不能自由运动。同时，通过离子吸附和交换，生成物胶粒水化膜的粘滞力小于胶粒间的范德华作用力，能够把微粒间夹层水膜排挤出去，当微粒直接接触后将形成化学键，缓慢地生成硅，铝等含氧酸的复合物结晶，新生晶体会逐渐长大，发展，形成网络结构，并逐渐脱水干涸以稳定的结晶缩合结构成为结晶整体，而成为具有较高强度的水稳性材料。此外，本专利技术中的粉煤灰能够有效增加模具的抗硫酸盐侵蚀作用，减低石膏的溶蚀率。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0022]本专利技术利用各原料间的协同作用，实现了高强度、吸水性佳、耐磨耐腐蚀、可多次重复使用的石膏模具的制备。经测试，本专利技术石膏模具的2h抗折强度大于5.11MPa，绝干抗折强度大于7.90MPa，吸水率为31.18％，使用次数可达150次以上，对陶瓷产品生产向低成本、高质量、高效率方向发展具有重要意义。
附图说明
[0023]下面结合附图说明对本专利技术作进一步说明。
[0024]图1为本专利技术实施例1高强度陶瓷石膏模具的XRD图；
[0025]图2为本专利技术对比例1石膏的XRD图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种高强度陶瓷石膏模具，包括以下重量份的原料：石膏粉100份、水60
‑
70份、硅酸盐水泥5
‑
10份、粉煤灰1
‑
5份、减水剂0.5
‑
2份、消泡剂0.5
‑
1份。
[0027]在一个实施例中，所述水泥为P.O32.5硅酸盐水泥或P.O42.5硅酸盐水泥。
[0028]在一个实施例中，所述粉煤灰的粒径为200
‑
300目。
[0029]在一个实施例中，所述石膏粉由α石膏粉和β石膏粉按重量比为4:6的比例混合得到。
[0030]在一个实施例中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0031]在一个实施例中，所述聚羧酸减水剂的含水率≤5％，pH值为7
‑
9，氯离子含量为≤0.05％。
[0032]在一个实施例中，所述消泡剂为磷酸三丁酯。
[0033]在一个实施例中，所述磷酸三丁酯的纯度为98％。
[0034]本专利技术还提供了所述高强度陶瓷石膏模具的制备方法，具体包括以下步骤：
[0035]1)将硅酸盐水泥、粉煤灰混合，搅拌均匀后得到混合粉末A备用；
[0036]2)在石膏粉中加入混合粉末和减水剂搅匀，得到混合粉末B；
[0037]3)将混合粉末B加水搅拌，并在搅拌过程中加入消泡剂，得到混合浆料；
[0038]4)将混合浆料制成各种形状的坯模，养护，干燥后得到高强度陶瓷石膏模具。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度陶瓷石膏模具，其特征在于，包括以下重量份的原料：石膏粉100份、水60
‑
70份、硅酸盐水泥5
‑
10份、粉煤灰1
‑
5份、减水剂0.5
‑
2份、消泡剂0.5
‑
1份。2.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷石膏模具，其特征在于，所述水泥为P.O 32.5硅酸盐水泥或P.O 42.5硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷石膏模具，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为200
‑
300目。4.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷石膏模具，其特征在于，所述石膏粉由α石膏粉和β石膏粉按重量比为4:6的比例混合得到。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞宇，郭咏，李文适，朱小燕，杜鸣赫，
申请(专利权)人：河北优胜洁具有限公司，
类型：发明
国别省市：