一种高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具的制备方法，属于石膏制备技术领域。本发明专利技术以石膏为原料，添加聚羧酸减水剂以增加膏水比，添加磷酸三丁酯作为消泡剂以去除石膏浆料中多余的气泡，同时以丙烯酰胺为单体并以过硫酸铵为引发剂来制备高分子长链，辅以海泡石矿物纤维来增强骨架稳定性。本发明专利技术的制备方法能有效增加石膏模具的强度，同时保证石膏模具的吸水率，并且提高石膏模具的使用次数，且原料易得，工艺简单，操作方便，绿色环保。保。

【技术实现步骤摘要】
一种高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具的制备方法


[0001]本专利技术涉及石膏制备
，尤其涉及一种高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具的制备方法。

技术介绍

[0002]石膏是模型制作的主要原料，其主要成分是硫酸钙。陶瓷工业制模生产应用石膏一般为半水石膏，主要利用二水石膏经过180℃的低温煅烧失去部分结晶水后可通过再次吸收水而发生硬化的特点。理论上石膏与水搅拌时进行化学反应需要的水量为石膏质量的18.6％；在模型制作过程中，实际加水量比此数值大得多，其目的是获得一定流动性的石膏浆以便浇注，同时能获得表面光滑的模型；多余的水分在干燥过程中会在模型内部以及表面留下很多毛细气孔，使石膏模型具有吸水性。
[0003]应用于卫生陶瓷成型的石膏模具，应具备以下特殊性能：1、模具工作面光滑，细微处具有良好的可复制性；2、具有较宽的吸水范围和空气渗透性；3、能够满足坯体脱模要求，使坯体易于脱模；4、能够满足多次注浆的工艺要求；5、制作工艺简单，成本低。
[0004]石膏模具虽然在陶瓷生产中有着巨大的优势，但石膏模具也有不可克服的缺点。从石膏本身来讲，石膏性能受杂质的影响很大，含二氧化硅时强度显著降低，从而使模具使用寿命缩短；石膏在水中可溶，模具容易浸蚀，反复使用后泥坯的水份使模具表面变粗糙，影响产品的光洁度；石膏表面耐磨性差，模具与陶瓷素坯之间的摩擦而造成的磨损会十分严重；石膏受冻后强度降低的同时吸水率也降低，模具在实际使用过程中容易造成爆模。另外，随着石膏模具应用时间加长，泥浆使用量将不断增加，而成型的合格率却不断下降，人工修坯的成本也随着模具的老化而增加，生产成本在不知不觉中提高。通常企业计算成本，习惯性地按照新模具最佳状态时的成本来计算，往往忽略了模具磨损后不断增加的成本计算。
[0005]中国专利CN108002725A公开了一种石膏增强剂及其制备方法，所述石膏增强剂，包括以下重量份数配比的原料：石膏粉80
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90份、硫酸铝钾20
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30份、硼砂20
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40份、硫酸钾20
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30份、氢氧化铝20
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30份、碳酸钙6
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10份、硫酸钙6
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10份、氯化钙6
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10份和硅酸钾6
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10份。该石膏增强剂及其制备方法，通过在石膏粉中加入硫酸铝钾、硫酸钾和氢氧化铝，能够使石膏的网络结构有一定的增强，还具有缓凝作用，这为延长搅拌时间、采用真空搅拌工艺和提高膏水比例创造了条件，从而也提高了石膏的强度，有效地加强了石膏的硬度，方便了人们使用，通过在石膏粉中加入硼砂和聚氧化乙烯水溶液，可其表面硬度增大，耐磨性能加强，强度提高，强化效果好，方便了人们使用。但其操作复杂且需要经过高温煅烧，能耗成本较高，且其对石膏增强效果不明显。
[0006]中国专利CN102363576A公开了一种羧甲基纤维素增强的模具石膏组合物，所述的石膏组合物的组分和含量分别为：白水泥：5
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8wt％，硅藻土：1
‑
2wt％，羧甲基纤维素：2
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6wt％，纯碱：2
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6wt％，多聚磷酸钠：0.02
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0.06wt％和余量的半水石膏。该专利技术所述的羧甲基纤维素增强型模具石膏与普通的模具石膏相比，300度烧结后的抗弯强度提高了20
‑
30％，克服了现有技术中普通的模具石膏抗弯强度低的弱点。利用该增强型模具石膏组合物制造的石膏模具适合于制造出形状复杂、表面花纹细腻，精度要求高的金属模具。但其制备的石膏初凝及终凝时间较短，不利于成型，并且其需要进行烧结，且烧结后的强度较低。
[0007]为了获得强度高使用周期长、吃浆性能好的模具，除了要选择好石膏粉外，还要讲究模具的浇注方法，把握好关键性的工艺参数。这些工艺参数包括膏水比﹑搅拌时间及方法﹑真空脱气及水温的控制﹑脱模时间及脱模剂的选择﹑减小模具厚度等。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术提供了一种高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具的制备方法。本专利技术通过加入少量高分子凝胶单体和聚合引发剂并复合掺入矿物纤维，同时添加少部分聚羧酸减水剂及磷酸酯类消泡剂，使用α、β混合石膏来制作石膏模具；在保证石膏模具吸水率要求的同时，即使在高水膏比下，也能提高石膏模具强度，从而降低石膏原料成本。本专利技术能有效增加石膏模具的强度，同时保证石膏模具的吸水率，并且提高石膏模具的使用次数。该方法所用原料易得，工艺简单，操作方便，绿色环保。
[0009]本专利技术高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)按照水膏比为0.60
‑
0.70称取石膏和水，然后分别称取丙烯酰胺单体、引发剂、海泡石、聚羧酸减水剂、磷酸三丁酯以备用；其中水膏比为水和石膏的质量比；
[0011]本专利技术实施例中，所述石膏为泰国石膏(厂家为Thai GypsumProducrs Public companyLimited，产品批号为MOLDA
‑
SN 75CL，所述石膏原料为α/β石膏混合，其中α：β石膏质量比例为4：6)。
[0012](2)将丙烯酰胺单体加入水中溶解配制成溶液，然后向所述溶液中加入引发剂，搅拌待其全部溶解后在30℃
‑
40℃条件下聚合5min
‑
10min，得到聚合物溶液；
[0013](3)将石膏粉料置于量杯中，向石膏粉料中加入聚羧酸减水剂和海泡石矿物纤维得到混合料，并将混合料在20s内快速加入到步骤(2)所述的聚合物溶液中，得到高分子长链和石膏浆体混合浆料；
[0014](4)将步骤(3)的长链和石膏浆体混合浆料静置1min～2min后，在300rpm
‑
800rpm转速下持续搅拌2min
‑
6min，搅拌过程中快速加入磷酸三丁酯作为消泡剂，搅拌结束得到石膏浆液；
[0015](5)将步骤(4)所述的石膏浆液注入模具进行成型，待其终凝后拆模并干燥，得到所述高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具。
[0016]优选的，步骤(1)所述丙烯酰胺单体的质量为石膏质量的1％
‑
4％。
[0017]优选的，步骤(1)所述引发剂的质量为丙烯酰胺单体质量的0.5％
‑
1.5％。
[0018]优选的，步骤(1)所述海泡石的质量为石膏质量的0.5％
‑
3％。
[0019]优选的，步骤(1)所述聚羧酸减水剂的质量为石膏质量的0.5
‰‑1‰
。
[0020]优选的，步骤(1)所述磷酸三丁酯的质量为石膏质量的0.1
‰‑
1.0
‰
。
[0021]优选的，步骤(1)所述的引发剂为过硫酸铵。
[0022]优选的，步骤(5)所述的干燥的温度为50℃～60本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照水膏比为0.60
‑
0.70称取石膏和水，然后分别称取丙烯酰胺单体、引发剂、海泡石、聚羧酸减水剂、磷酸三丁酯以备用；(2)将丙烯酰胺单体加入水中溶解配制成溶液，然后向所述溶液中加入引发剂，搅拌待其全部溶解后在30℃
‑
40℃条件下聚合5min
‑
10min，得到聚合物溶液；(3)将石膏置于量杯中，向石膏粉料中加入聚羧酸减水剂和海泡石矿物纤维得到混合料，并将混合料在20s内快速加入到步骤(2)所述的聚合物溶液中，得到高分子长链和石膏浆体的混合浆料；(4)将步骤(3)的混合浆料静置1min～2min后，在300rpm
‑
800rpm转速下持续搅拌2min
‑
6min，搅拌过程中在10s内快速加入磷酸三丁酯作为消泡剂，搅拌结束得到石膏浆液；(5)将步骤(4)所述的石膏浆液注入模具进行成型，待其终凝后拆模并干燥，得到所述高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具。2.根据权利要求1所述的高分子水凝胶复合矿物纤维增强石膏模具的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述丙烯酰胺单体的质量为石膏质量的1...

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