专利名称：一种石膏烘干用组合物及石膏模具制备方法
技术领域：
本发明涉及一种石膏烘干用组合物，另外，本发明还涉及一种石膏制模的制备方法。
背景技术：
石膏型铸造是一种特征铸造工艺，其是指将金属熔液浇铸到以石膏为基料制成的铸型内的一种铸造方法。其具有可以铸造表面精度高、形状复杂的有色金属铸件，浇注后容易清理等优点，常用于有色金属的模具制造，采用翻模获得石膏型的方法主要缺点是工艺过程复杂，需要制母模、翻制硅胶模，浇灌石膏型，获得石膏型后再浇注金属铸件，且在翻模过程中存在精度损失。石膏型以石膏混合料的浆体灌浆成型，浆体的流动性很好，且又在真空下充填，其成型性能优良。浆料在凝结过程中又有轻微的膨胀，复模性能优异，铸型精确、光洁，优势是非常明显的。传统模具的制造方法有很多，例如，数控铣加工、电火花加工、线切割加工、电解加工、电铸加工、压力加工和蚀刻技术等。但是由于这些技术复杂、耗时长、并且费用高进而影响了新产品的开发进度。而传统的快速模具由于工艺粗糙、精度低、寿命短，很难完全满足用户的要求，而且传统的快速模具也很难达到快速的要求。因此，应用RP技术制造快速模具，在最终生产模具开模之前进行产品的试验和小批量生产，可以有效地节约开发时间和费用。在石膏型焙烧前需进行低温烘干以去除石膏型中的大量水分，通常该过程是在露天放置1-2天的时间来完成，本申请的发明人偶然发现在起模后的石膏型表面均勻涂刷含有一定浓度的碱土金属氯化物的溶液，可以有效的降低低温烘干的时间，从而大大缩短了石膏模具的制备过程。基于以上发现，申请人完成了以下发明。
发明内容
本发明的第一方面，涉及一种石膏烘干用组合物，特征在于其包含0. 5-1. 5wt% 的碱土金属氯化物。优选的，其中的碱土金属优选，由钠、钾、镁和钙所组成的组中的一种或多种物质。优选的，所述的组合物中还含有0. 2-0. 5wt%的硝酸盐，并且优选硝酸钠、硝酸钾、 硝酸钙、硝酸铝、硝酸镁中的一种或多种。本发明的另一方面，涉及一种石膏模具的制备方法，其包括施加上述组合物至干燥硬化后的石膏型表面的步骤。优选的，施加上述组合物可以采用现有技术中的公知方法，优选例如涂刷法、喷涂法。优选的，烘干步骤中，烘干温度为60-80°C ；烘干时间为5-15小时，更优选的，烘干时间为5-10小时，最优选的，烘干时间为5-8小时。
申请人预计本发明的组合物之所以能够大大缩短低温烘干的时间，原理可能在于上述组合物能够破坏硬化后石膏型表面的薄膜层。我们都知道，石膏型需进行低温烘干以去除石膏型中的大量水分。石膏型烘干过程即石膏型中水分迁移扩散的过程。扩散有两类，物体内部水分移动称为内扩散，物体表面水分向外界扩散则为外扩散。内扩散又因为其形成不同而分为水分热扩散和湿扩散。热扩散是由物体内部存在温度梯度引起的，水分子由温度较高处向温度较低处移动；而湿扩散则是由物体内部存在水分子梯度引起，水分子向含水量减小的方向移动，表现为水分子从物体内部向表面移动。如果物体中的温度梯度与水分梯度方向一致时，即物体内部温度高于表面温度时，物体中热扩散和湿扩散的方向也一致，这就加速了物体的干燥，也不会影响干燥的质量。反之，当热扩散比湿扩散强烈时，物体内部的水分不但扩散不到物体表面，反而物体表面的水分会往内部移动，物体水分难以排除。因此，为了加速内扩散，必须使物体表面的温度低于内部温度。当施加上述组合物时，不仅破坏了石膏型表面的薄膜层，而且有利于热量进入石膏型内部，并聚集，并通过石膏型内部低温下的放热反应，以及石膏型表面的吸热蒸发，使得石膏型内部的温度高于表面周围的温度，从而内扩散和外扩散的作用产生正向的叠加作用；并且由于破坏了表面的薄膜层，也显著加速了低温烘干过程。以下将通过具体实施例，来对本发明做出进一步的说明，需要指出的是上述未明确的用来制备石膏模具的工艺步骤，均可以采用现有技术中公知的方法，或者采用简单的变换手段，对公知方法进行变形，进而得到的方法。
具体实施例以下将通过具体实施例，来对本发明做出进一步的说明，需要指出的是上述未明确的用来制备石膏模具的工艺步骤，均可以采用现有技术中公知的方法，或者采用简单的变换手段，对公知方法进行变形，进而得到的方法。申请人需要强调的是，以下实施例仅仅是为了详细说明发明的内容的需要，而不能认为是对本发明的限制。本发明要求保护的范围，以权利要求书所限定的技术方案为准。实施例1(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸钠0. Olwt %，纯碱0.05wt%，余量为半水石膏；水固比为 1 Iwt % ；(2)真空混合搅拌按照1 1的比例称量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,搅拌速度 400r/min，搅拌时间为^iiin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5 X IO3Pa ；灌浆时间为30sec ；(4)石膏型烘干灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，其后涂刷Iwt%的氯化钠溶液，烘干温度为70°C，烘干时间12小时。(5)焙饶烘干后的石膏型，经过300°C的焙烧，焙烧时间2小时。实施例2(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸钠0. Olwt %，纯碱0.05wt%，余量为半水石膏；水固比为 1 Iwt % ；(2)真空混合搅拌按照1 1的比例称量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,搅拌速度 400r/min，搅拌时间为^iiin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5 X IO3Pa ；灌浆时间为30sec ；(4)石膏型烘干灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，其后涂刷由的NaCl+0. 5wt %的硝酸钠组成的溶液，烘干温度为 70°C，烘干时间7小时。(5)焙饶烘干后的石膏型，经过300°C的焙烧，焙烧时间2小时。实施例3(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸钠0. Olwt %，纯碱0.05wt%，余量为半水石膏；水固比为 1 Iwt % ；(2)真空混合搅拌按照1 1的比例称量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,搅拌速度 400r/min，搅拌时间为^iiin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5 X IO3Pa ；灌浆时间为30sec ；(4)石膏型烘干灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，其后涂刷由Iwt%的NaCl+0. 5wt%的KNO3组成的溶液，烘干温度为70°C， 烘干时间5小时。(5)焙烧烘干后的石膏型，经过300°C的焙烧，焙烧时间2小时。对比例(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸钠0. Olwt %，纯碱0.05wt%，余量为半水石膏；水固比为 1 Iwt % ；
(2)真空混合搅拌按照1 1的比例称量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,搅拌速度 400r/min，搅拌时间为^iiin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5 X IO3Pa ；灌浆时间为30sec ；(4)石膏型烘干灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，烘干温度为70°C，烘干时间20小时。(5)焙饶烘干后的石膏型，经过300°C的焙烧，焙烧时间2小时。实施例1-3和比较例制备所得的石膏模具的抗弯性能列在表1中。表1性能参数。
权利要求
1.石膏烘干用组合物，特征在于其包含0.5-1. 5wt%的碱土金属氯化物。
2.权利要求1所述的石膏烘干用组合物，其特征在于所述的碱土金属选自由钠、钾、镁和钙所组成的组中的一种或多种。
3.权利要求1或2所述的石膏烘干用组合物，其特征在于所述的组合物中还含有 0. 2-0. 5wt%的硝酸盐。
4.权利要求3所述的石膏烘干用组合物，其特征在于所述的硝酸盐选自硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸铝、硝酸镁中的一种或多种。
5.石膏模具的制备方法，其包括施加权利要求1-4中任一种的石膏烘干用组合物至干燥硬化后的石膏型表面的步骤。
6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于通过涂刷或喷涂方法施加石膏烘干用组合物。
7.权利要求5所述的制备方法，其特征在于烘干步骤中，烘干温度为60-80°C;烘干时间为5-15小时。
8.权利要求5所述的制备方法，其特征在于烘干时间为5-8小时。
全文摘要
本发明涉及一种石膏烘干用组合物，特征在于其包含0.5-1.5wt％的碱土金属氯化物。还涉及一种石膏模具的制备方法，其包括施加上述组合物至干燥硬化后的石膏型表面的步骤。本申请的组合物和所述的方法，在大大缩短烘干时间的同时，并未影响到石膏模具的性能；而且由于所述的组合物原料成本极低，施加方法简单，因而本发明具有良好的实用性。
文档编号C04B40/00GK102344260SQ20111015832
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者郑霞 申请人:昆山市瑞捷精密模具有限公司