[发明专利]一种石膏模具原料及石膏模具的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷加工领域。具体而言，本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的发明人发现，本发明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35.8%~36.9%，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高。提高了石膏模具的综合性能。

 本发明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，在本发明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。推测原因可能是本发明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。

本发明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，以下结合附图及实施例，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（K12）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124μm-150μm。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CaSO₄·2H₂O的含量大于95%。

本发明优选，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≥1GPa。优选聚丙烯纤维的直径为20μm-50μm，长度为1-3mm；碳纤维的直径为8μm-10μm，长度为0.5-1mm。