一种石膏模具原料及石膏模具的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石膏模具原料及石膏模具的制备方法，石膏模具原料包括石膏粉、溶剂、增强剂及发泡剂，其中，石膏粉包括α石膏粉和β石膏粉。本发明专利技术的石膏模具原料制备的石膏模具干抗折强度和吸水率均有了较大程度的提高，提高了石膏模具的综合性能，且方法简单易实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷加工领域。具体而言，本专利技术涉及一种陶瓷生产用石膏模具原料及石膏模具的制备方法。
技术介绍
石膏模具是 陶瓷生产过程中必须大量使用的原模具，其使用方便、价格低廉，且可以制出各种形状。石膏模具一般采用α石膏粉或者β石膏粉与水混合，经搅拌、浇铸、初凝、终凝、脱模、干燥制得石膏模具，但制备的石膏模具一般具有强度低、表面耐磨性差、寿命短等缺点，在生产使用过程中需频繁更换，增加了生产成本及工艺复杂程度，同时产品一致性也难保证。为了提高石膏模具的强度，现有技术有通过在石膏模具原料中添加白水泥、石英、氧化硅、硅酸等无机增强剂来提高石膏模具的机械强度和耐磨性能，但无机增强剂的加入导致石膏模具吸水性能的丧失，降低了石膏模具的吸水率，而且石膏模具在凝聚过程中时间加长，也降低了生产效率，同时石膏磨具的机械强度和耐磨性能也没有达到理想要求。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的石膏模具原料制备的石膏模具吸水率低，机械强度和耐磨性能达到理想要求的技术问题，提供一种能提高石膏模具的吸水率及机械强度和耐磨性能的石膏模具原料。石膏模具原料，包括石膏粉、溶剂、增强剂及发泡剂，其中，石膏粉包括α石膏粉和β石膏粉。本专利技术的专利技术人发现，本专利技术的石膏模具原料制备的石膏模具干抗折强度可以达到7.17^8.87Mpa，吸水率可以达到35.89Γ36.9%，较现有的简单添加增强剂的石膏模具原料制备的石膏模具的吸水率20%-30%，有较大程度的提高，同时石膏模具的抗折强度也有了进一步的提闻。提闻了石骨1旲具的综合性能。本专利技术的石膏模具原料中石膏粉采用α石膏粉和β石膏粉的混合型石膏粉，在本专利技术的石膏模具原料中能很好的匹配，同时提高石膏模具的吸水性能和强度。推测原因可能是本专利技术的石膏模具原料中的增强剂、发泡剂能跟混合型石膏粉很好的作用，同时原料各物质之间能很好的匹配，也能简单降低α石膏粉和β石膏粉的差异性；同时增强剂在混合型石膏粉成型中能起到骨架作用，提高石膏模具的抗折强度；发泡剂的加入，可以在石膏模具中制造出微小孔隙，这些微小孔隙的引入可以在模具中充当导管作用，很好的改善石膏模的吸水率和吸(脱)水速度，能保证多晶硅铸锭用熔融石英坩埚的生产效率和产品质量。本专利技术同时提供了一种石膏模具的制备方法，步骤包括:将石膏模具原料混合，将混合得的浆料经搅拌、浇铸、初凝、终凝、脱模、干燥得石膏模具，石膏模具原料为上述石膏模具原料。方法简单易实现。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种石膏模具原料，包括石膏粉、溶剂、增强剂及发泡剂，其中，石膏粉包括α石膏粉和β石膏粉。制备的石膏模具吸水率高，机械强度和耐磨性能好。以石膏模具 原料的重量百分含量为基准，优选石膏模具原料包括40-70%石膏粉、30-60%溶剂、0.01-20%增强剂及0.01-3%发泡剂。进一步优选石膏模具原料包括55-60%石膏粉、40-45%溶剂、0.1-10%增强剂及0.1-1.5%发泡剂。以进一步优化石膏模具的性能。优选，发泡剂选自偶氮二甲酰胺(ADC)、十二烷基硫酸钠(Κ12)及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)中的一种或几种。发泡剂可以商购。优选，石膏粉包括10_90wt%的α石膏粉和10_90wt%的β石膏粉。优选石膏粉的粒度范围为124μπι-150μπι。进一步优化原料的性能。石膏粉可以商购，其中，优选，石膏粉中CaSO4.2Η20的含量大于95%。本专利技术优选，增强剂为纤维增强剂。进一步优化石膏模具的性能，不仅物质间的相互作用明显，而且进一步增强了石膏磨具的抗折强度。优选纤维增强剂为聚丙烯纤维和/或碳纤维。优选聚丙烯纤维的强度> 350MPa，碳纤维的强度> lGPa。优选聚丙烯纤维的直径为20 μ m-50 μ m,长度为l_3mm ;碳纤维的直径为8 μ m-10 μ m,长度为0.5_lmm。优选，石膏模具原料还包括有机高分子聚合物，以石膏模具原料的重量百分含量为基准，有机高分子聚合物的含量为0.l-2wt%。有机高分子聚合物溶解于水后，对混合型半水石膏晶粒产生胶护作用，降低混合型半水石膏在水中的溶解速度。半水石膏水化后形成二水石膏的凝固过程主要包括:水化的开始，半水石膏溶解并形成不稳定的过饱和溶液，溶液中的半水石膏水化而生成二水石膏；二水石膏在水中的溶解度只有半水石膏的五分之一，故溶液对二水石膏而言是高度过饱和的，故能很快产生二水石膏的结晶沉淀；二水石膏晶体的沉淀破坏了溶液的平衡，促使半水石膏的继续溶解和水化，最终沉淀的二水石膏晶体生长成紧密聚集交错的连生的针状晶体，形成具有较大内聚力和粘附力的硬固体，有机高分子聚合物的加入对二水石膏晶体的形成具有缓凝作用，同时能形成更为致密聚集的结构，并且可在石膏型凝固后有效提高石膏模具的抗拉强度，进一步增强石膏模具的机械强度，同时有机高分子聚合物能与纤维增强剂有很好的相溶性，提高石膏模具原料的各物质之间的相互作用。优选有机高分子聚合物选自羧甲基纤维素钠(CMC)、阿拉伯树胶和聚丙烯酰胺中的一种或几种。优选，溶剂为水，一般为去离子水。本专利技术同时提供了一种石膏模具的制备方法，步骤包括:将石膏模具原料混合，将混合得的浆料经搅拌、浇铸、初凝、终凝、脱模、干燥得石膏模具，石膏模具原料为上述石膏模具原料。混合采用本领域技术人员公知的各种混合方式，混合时各物质可以同时加入,也可以分次加入，加入的先后顺序也没有限制。优选，搅拌的转速为30(T400r/min，搅拌的时间为2_3min。浇铸采用本领域技术人员公知的各种浇铸方式。在制备石膏模具前需按Q/BT 1640-1992测试初凝时间和终凝时间。终凝后脱模，还可包括修模，后干燥，在恒温干燥箱中，干燥72小时，干燥过程保持空气流动。优选，干燥的温度小于50°C。下面结合具体 实施例对本专利技术做进一步详述。实施例1 石膏模具原料(以重量百分含量计): 石膏粉(α:β =50:50，粒度范围大约为124 μ m-150 μ m) 56% 阿拉伯树胶0.26% ADC0.26% 碳纤维(强度大约为1.1GPa,直径大约为10 μ m,长度大约为0.5mm)3.48% 去离子水40%按Q/BT 1640-1992测试初凝时间和终凝时间，初凝时间为17min，终凝时间为26min ；先将阿拉伯树胶加入去离子水中，混合均匀，然后加入石膏粉、ADC和碳纤维，在300r/min的转速下，搅拌3分钟后浇铸。浇铸后，初凝，初凝的时间为17min，再终凝，终凝的时间为26min，脱模，修模，修模后，放入恒温干燥箱进行干燥，干燥过程保持空气流动，干燥的温度为40°C，制得石膏模具。实施例2 石膏模具原料(以重量百分含量计): 石膏粉(α:β =50:50，粒度范围大约为124 μ m-150 μ m)56% 阿拉伯树胶0.26% K120.26% 聚丙烯纤维(强度大约为400MPa，直径大约为40 μ m,长度大约为2mm ) 3.48% 去离子水40% 采用与实施例1相同的方法测算初凝时间和终凝时间，采用与实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石膏模具原料，其特征在于，包括石膏粉、溶剂、增强剂及发泡剂，所述石膏粉包括α石膏粉和β石膏粉。

【技术特征摘要】
1.种石膏模具原料，其特征在于，包括石膏粉、溶剂、增强剂及发泡剂，所述石膏粉包括α石膏粉和β石膏粉。2.据权利要求1所述的石膏模具原料，其特征在于，以石膏模具原料的重量百分含量为基准，所述石膏模具原料包括40-70%石膏粉、25-55%溶剂、0.01-20%增强剂及0.01-3%发泡剂。3.据权利要求2所述的石膏模具原料，其特征在于，以石膏模具原料的重量百分含量为基准，所述石膏模具原料包括52-57%石膏粉、38-43%溶剂、0.1_10%增强剂及0.1-1.5%发泡剂。4.据权利要求1所述的石膏模具原料，其特征在于，所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺(ADC)、十二烷基硫酸钠(Κ12)及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)中的一种或几种。5.据权利要求1所述的石膏模具原料，其特征在于，所述石膏粉包括10_90被％的α石骨粉和10_90wt%的β石骨粉。6.据权利要求1所述的石膏模具原料，其特征在于，所述石膏粉的粒度范围为124 μ m-150 μ m。7.据权利要求1所述的石膏模具原料，其特征在于，所述增强剂为纤维增强剂。8.据权利要求7所述的石膏模具原料，其特征在于，所述纤维增强剂为聚丙烯纤维和/或碳纤维。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈玉婷，沈益顺，周勇，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：