一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法及其制得的产品

摘要

本发明公开了一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法及其制得的产品，首先在水中溶解石膏总质量0.12%的六偏磷酸钠后，将α和β石膏按7：3的重量比混合均匀，再将混合后石膏粉与加入了六偏磷酸钠的水按100：70的质量比混合均匀，倒入水热釜中密闭好，使水热釜在120-140℃保温一定时间，然后打开水热釜把石膏浆体倒入母模后成型，获得石膏模具。本发明的优点在于，采用普通石膏粉通过水热法制备出高强度、高吸水率的石膏模具，该方法工艺简单、成本低廉，可广泛应用于各类陶瓷模具的制造中。

权利要求

1.一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法，以六偏磷酸钠、α石膏、β石膏、水为原料，其特征在于包括以下步骤：第1步：将一定量的六偏磷酸钠溶解到水中；

第2步：将α石膏和β石膏按重量百分比7：3混合；

第3步：将上步的石膏混合物和加有六偏磷酸钠的水按重量百分比100：70混合均匀；

第4步：将上步混合均匀的石膏浆加入到水热釜中在120-140℃的温度下反应一段时间；

第5步：将上步反应完成的石膏浆，直接倒入母模中成型，获得石膏模具；

所述第1步六偏磷酸钠的用量为第2步α石膏和β石膏总质量0.12%；

所述第4步中反应时间为1小时。

2.根据权利要求1所述一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法制得的产品，其特征在于：所述石膏产品主晶相为CaSO4·(H2O)2、吸水率为22-25%，抗折强度为8-10MPa。

说明书

一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法及其制得的产品

技术领域

[0001] 本发明属无机非金属材料（陶瓷）领域， 具体涉及一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法及其制得的产品。

背景技术

[0002] 近20年来，我国陶瓷行业得到飞速发展，从20世纪90年代初以来，产量一直处于世界第一。特别是最近10年，随着大规模的工业化生产，我国陶瓷行业已经出现了广东、福建、四川、江西等多个大陶瓷产区，将来中国的陶瓷产量还将高速的增长。而陶瓷的生产工艺有：可塑成形、注浆成形和压制成形等，其中各种成型工艺都使用到了模具，目前陶瓷工业中，运用的陶瓷模具有：石膏模具、树脂模、钢模等，其中由于石膏模具制作方便、原材料来源广泛、成本低廉、吸水性能比较好、制作的模具质量轻，尤其是可以灵活简便地复制清晰棱角线条等许多优点，石膏模具使用中最主要的是要求吸水率高、强度好。因此，无论是可塑成型，还是注浆成型，无论是日用陶瓷行业还是卫生洁具陶瓷工业，大多还在沿用石膏模具来进行生产。但石膏模具也有自身的一些缺点，比如其强度不能满足现代化工业的成型要求，循环使用次数比较少等等。对于以上缺点，目前国内主要是通过石膏中加入一定水泥或不同晶型石膏混合以及加入其它添加剂等来改善其模具的性能，但是都有相似的变化规律，即吸水率提高了而强度却变小或是强度提高了而吸水率却变小了。因此，如果采用一种新的制备技术能够同时提高石膏的强度和吸水率，既可以提高石膏模具的使用寿命、节约原材料、降低生产成本，又可以满足现代化工业成型对石膏模具性能的要求，对陶瓷行业的生产而言具有重要的现实意义。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法及其制得的产品。

[0004] 为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种水热法制备石膏模具的成型工艺方法，以六偏磷酸钠、α石膏、β石膏、水为原料，其特征在于包括以下步骤：

[0005] 第1步：将一定量的六偏磷酸钠溶解到水中；

[0006] 第2步：将α石膏和β石膏按重量百分比7：3混合；

[0007] 第3步：将上步的石膏混合物和加有六偏磷酸钠的水按重量百分比100：70混合均匀；

[0008] 第4步：将上步混合均匀的石膏浆加入到水热釜中在120-140℃的温度下反应一段时间；

[0009] 第5步：将上步反应完成的石膏浆，直接倒入母模中成型，获得石膏模具。

[0010] 所述第1步六偏磷酸钠的用量为第2步α石膏和β石膏总质量0.12%。

[0011] 所述第4步中反应时间为1小时。

[0012] 上述方法制得的石膏产品主晶相为CaSO4·(H2O)2、吸水率为22-25%，抗折强度为8-10Mpa。

[0013] 本发明采用普通石膏粉作为原料，该原料来源广泛，且价格低廉，通过水热法制备的石膏模具具有高强度、高吸水率的特点，该产品可广泛应用于各类陶瓷制造中。

附图说明

[0014] 图1是实施例1-2在不同温度下制得石膏模的XRD检测曲线。

[0015] 图2是传统成型工艺制备的石膏模具断面SEM检测照片。

[0016] 图3是实施例2在140℃下制得石膏模断面SEM检测照片。

具体实施方式

[0017] 实施例1：

[0018] 首先在水中溶解石膏总质量0.12%的六偏磷酸钠后，将α和β石膏按7：3的重量比混合均匀，再将混合后石膏粉与加入了六偏磷酸钠的水按100：70的质量比混合均匀，倒入水热釜中密闭好，使水热釜在120℃保温1小时，然后打开水热釜把石膏浆体倒入母模后成型，获得石膏模具。

[0019] 实施例2：

[0020] 首先在水中溶解石膏总质量0.12%的六偏磷酸钠后，将α和β石膏按7：3的重量比混合均匀，再将混合后石膏粉与加入了六偏磷酸钠的水按100：70的质量比混合均匀，倒入水热釜中密闭好，使水热釜在140℃保温1小时，然后打开水热釜把石膏浆体倒入母模后成型，获得石膏模具。

[0021] 对实施例1-2制备的石膏模具和传统成型工艺制备的石膏模具具进行吸水率和抗折强度的检测，结果见下表：

[0022]

[0023] 采用德国布鲁克公司生产的D8Advance-XRD衍射仪，运用衍射仪法对实施例1-2制备的石膏模具的晶体结构和物相进行分析，试样采用CuKα辐射，扫描步长0.02°，扫描速度5°/s测得图谱见图1：从图1中看出经过水热法反应后，半水石膏结晶成为二水石膏，但是其化学式为CaSO4•(H2O)2，而不是CaSO4•2H2O，由此可知石膏经过水热法处理后，其结晶有变化，主要是水分子的存在形式发生了改变。而且衍射峰的FWHM越来越小，用测试数据经过jade计算其结晶程度，发现随温度升高，石膏晶体能更好的向着晶体（111）面生长，石膏晶体能更好的交织在一起，强度不断升高，其结晶程度也越高。

[0024] 采用中国科学院科学仪器厂生产的KYKY-1000B型扫描电子显微镜，对传统成型工艺制备的石膏模具和实施例2在140℃下制得石膏模断面SEM图谱，从图2、3中可以明显看出，经过水热法处理成型后的石膏模具其晶体长径比更大，空隙分布均匀，晶体之间的接触面积更大，这有利于强度和吸水率的提升。