[发明专利]一种用于陶瓷注浆成型的石膏模具及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于陶瓷注浆成型的石膏模具及其制备方法。

背景技术

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。石膏的制作成本低廉，且其原料石膏在我国储量丰富，价格低廉；在生产中流动性好，可制备各种形状的模具；再加之其有无可比拟的凝结性能、吸水性能，目前仍广泛地应用于注浆、旋压、滚压、塑压(冷压)等成形工艺中，尚无其他材料可完全替代。

传统工艺制备石膏模具，是采用一定比例的α石膏粉和β石膏粉的混合粉末与水调制成石膏浆料，经浇铸成型、干燥而制成。α石膏粉的强度高，但其吸水能力差；β石膏粉的吸水能力强，但强度差。若提高石膏浆料中α石膏粉配入量，石膏模具具备一定的强度，但其吸水能力变差；若提高石膏浆料中β石膏粉配入量，石膏模具具有优异的吸水性能，但其强度过低。总之，单以石膏粉为原料，难以制备既具有高强度又具有优良吸水性能的石膏模具。

石膏模具用于陶瓷行业中，应具有高的强度以避免模具在操作和搬运过程中损伤而报废，同时应具有优良的吸水性能（吸水率和吸水速率）以保证陶瓷生坯质量和生产效率，此外，还要求石膏模具具有较好的耐腐蚀性能和耐磨性能。因此，制备高强度、优良吸水性能、具有一定耐腐蚀性能和耐磨性能的石膏模具，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需解决的问题。为了解决上述问题，有文献在石膏模具中加入增强剂以提升其机械强度和耐磨性，但增强剂的加入会导致模具吸水性能的下降，从而无法达到模具对吸水率和吸水速度的使用要求。 

发明内容

本发明为解决现有的石膏模具的强度低、吸水性能差的技术问题，提供一种强度高、吸水能力强的石膏模具及其制备方法。

本发明提供了一种用于陶瓷注浆成型的石膏模具，该石膏模具包括以下原料：多孔沥青炭∶石膏浆料；所述石膏浆料是石膏粉溶于水形成；其中所述多孔沥青炭与石膏粉的重量百分比为：1：0.8-3。 

本发明还提供了一种石膏模具的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1以沥青为原料，加入发泡剂混合均匀，在氮气气氛保护下发泡，制备得到多孔沥青炭；

S2 将石膏粉与水调制成石膏浆，石膏浆与沥青炭混合后经搅拌、浇铸成型、干燥后即制得石膏模具。

本发明采用沥青为原料，经发泡后制备多孔沥青炭，得到的多孔沥青炭具有强度高、耐腐蚀性强的特点。采用此沥青炭为骨架，加入到石膏浆料中制备石膏模具，可提高石膏模具的强度和吸水性能，改善石膏模具的耐腐蚀性能和耐磨性能。 

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于陶瓷注浆成型的石膏模具，该石膏模具包括以下原料：多孔沥青炭∶石膏浆料；所述石膏浆料是石膏粉溶于水形成；其中所述多孔沥青炭与石膏粉的重量百分比为：1：0.8-3。 

根据本发明所提供的石膏模具，为了使石膏模具的强度和吸水性更好，优选地，所述多孔沥青炭的孔隙率为55-85%。

根据本发明所提供的石膏模具，为了更好的提高石膏模具的耐腐蚀性和耐磨性，优选地，所述多孔沥青炭的平均粒径为1-10mm。进一步优选为3-8mm。

  根据本发明所提供的石膏模具，优选地，本发明采用价格低廉、来源广泛的煤沥青为原料，为了使制备的多孔沥青炭具有更高的强度，进一步优选高温煤沥青。

根据本发明所提供的石膏模具，优选地，所述石膏粉包括α石膏粉和β石膏粉。所述以所述石膏粉的总重量为基准，所述α石膏粉的含量为60-100wt%，所述β石膏粉的含量为0-40wt%。

根据本发明所提供的石膏模具，优选地，所述石膏粉的平均粒度为90-150目。采用的石膏粉中CaSO₄·2H₂O的含量大于95%。

本发明还提供了一种石膏模具的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1以沥青为原料，加入发泡剂混合均匀，在氮气气氛保护下发泡，制备得到多孔沥青炭；

S2 将石膏粉与水调制成石膏浆，石膏浆与沥青炭混合后经搅拌、浇铸成型、干燥后即制得石膏模具。

根据本发明所提供的石膏模具的制备方法，优选地，所述的发泡温度为350-600℃，压力为2-5MPa，升温速率为5-15℃/min，最高温度下保温2-5h。