一种用于注浆类模具的强化方法与流程

文档序号:25543956发布日期:2021-06-18 20:41
本发明属于石膏模具加工
技术领域
,涉及一种用于注浆类模具的强化方法。
背景技术
:在生产陶瓷制品的过程中,成型赋予了制品的形体结构。陶瓷制品的性能和质量不同,陶瓷制品的形状、大小、厚薄等不一,因此,造就陶瓷制品形体的手段是多种的,包括注浆成型法、可塑成型法和压制成型法三大类。注浆成型是基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性,将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆,然后注入多孔模具内(主要为石膏模),水分在被模具(石膏)吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层,脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体,注聚成型主要有以下优点:适用性强,不需复杂的机械设备,只要简单的石膏模就可成型,其次能制出任意复杂外形和大型薄壁注件,成型技术容易掌握,生产成本低,坯体结构均匀,但是为了使陶瓷泥浆具有良好的流动性与稳定性,经常需要添加na2sio3、na2co3类电解质,加入过多的电解质,就会溶蚀掉石膏模具表面,使得空心注浆的石膏模具接触泥浆的面上由于腐蚀作用而被破坏成蜂窝状,导致坯体质量降低,后端程序成本增加,另一方面电解质渗透进石膏模具内部,化学反应生成的难溶物硅酸钙与碳酸钙会沉积在石膏模内,堵塞毛细孔,降低使用寿命,造成了严重的石膏浪费和环境污染。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种用于注浆类模具的强化方法,通过强疏水性的有机氟改性聚氨酯涂层将极性na2sio3、na2co3类电解质溶液与石膏模具表面隔离开,有效防止na2sio3、na2co3类电解质溶液润湿石膏模具表面,溶蚀石膏,同时石膏内部增加具有部分可拉伸性的聚丙烯长纤维结构,保障石膏颗粒能够稳定依附在石膏模具表面,形成增强结构,并且稳定孔洞结构的水泥作为骨架来保障石膏模具内部的孔洞顺畅。本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种用于注浆类模具的强化方法,包括以下步骤:步骤a1,将生石膏、竹炭和钼尾矿浸泡在盐酸溶液中1-2小时后,过滤,弃去滤液,将滤饼用去离子水洗涤2-3次,并转移到400-600℃马弗炉中煅烧2-3小时,制得产物;步骤a2,将步骤a1制备的产物与生石灰、聚丙烯长纤维、硅酸盐水泥、缓凝剂、减水剂、消泡剂、水以250-300rpm搅拌1-2小时,制得石膏混合料;步骤a3,将步骤a2制备的石膏混合料注入模具中凝固成型,再将其转移至温度为20-25℃、湿度为80-90%的养护箱中养护18-24小时,再放置在50-60℃烘箱中干燥至恒重,得到注浆类石膏模具;步骤a4,将有机氟改性聚氨酯乳液涂覆在步骤a3制备的注浆类石膏模具的表面,自然干燥后转移至80℃烘箱中干燥4-6小时,制得耐碱注浆类石膏模具。进一步,步骤a1所述的生石膏、竹炭、钼尾矿的重量份为生石膏15-25份、竹炭5-8份、钼尾矿10-15份,盐酸溶液的用量为生石膏、竹炭和钼尾矿总质量的1.5-2倍,盐酸溶液的浓度为0.5mol/l。进一步,步骤a2所述的生石灰、聚丙烯长纤维、硅酸盐水泥、缓凝剂、减水剂、消泡剂的重量份为生石灰10-15份、聚丙烯长纤维4-6份、硅酸盐水泥10-12份、缓凝剂3-5份、减水剂1-3份、消泡剂1-3份,水15-20份,聚丙烯长纤维的内径为8mm,缓凝剂为柠檬酸、多聚磷酸钠和骨胶中的一种或多种按任意比例混合,减水剂为萘磺酸盐,消泡剂为磷酸三丁酯。进一步,所述的有机氟改性聚氨酯乳液由如下步骤制成:步骤s1,将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中,对烧瓶进行抽真空以除去水分,并在110-120℃条件下加热1-2小时,加热结束后冷却至75℃,加入异氟尔酮二异氰酸酯和催化剂,保持75℃条件下搅拌混合反应4-6小时,制得预聚体;步骤s2,将步骤s1制得的预聚体、扩链剂、偶联剂、交联剂和有机氟单体加入密封高压反应釜中以120-140rpm的搅拌速率搅拌混合,搅拌后进行加热,控制加热温度为80-85℃,加热时间为2-3小时,制得有机氟改性聚氨酯乳液。进一步,步骤s1所述的聚四氢呋喃醚二醇、异氟尔酮二异氰酸酯的质量比为4:1,催化剂为二月桂酸二丁基锡和羧酸铋中的一种,每10g聚四氢呋喃醚二醇加入0.5-0.6g催化剂。进一步,步骤s2所述的预聚体、扩链剂、偶联剂、交联剂、有机氟单体的用量为40-45g:8-10g:6-8g:10-12g:15-18g,扩链剂为乙二醇和1,4-丁二醇中的一种或两种按任意比例混合,偶联剂为硅烷类偶联剂,交联剂为1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油中的一种或多种按任意比例混合。进一步,所述的有机氟单体由如下步骤制成:步骤c1,将全氟辛酸、1,4-丁二醇、甲苯加入三口烧瓶中,滴加3-4滴浓硫酸,在三口烧瓶上口装一个油水分离器,该油水分离器中预先加入5-10ml甲苯,在油水分离器上端装一个回流冷凝管,并通入冷凝水,对三口烧瓶中的样品进行加热搅拌,油水分离器中不断有小水滴下落形成清液上层、浑浊液中层和纯水下层,待小水滴不再落下时,停止加热,进行常压蒸馏除去多余的甲苯,制得产物;步骤c2,将步骤c1制备的产物进行静置分液,取下层产物用50-70ml热水洗涤2-3次,再用甲苯萃取后,减压蒸馏除去甲苯,制得有机氟单体。进一步,步骤c1所述的全氟辛酸、1,4-丁二醇、甲苯的用量比为15.5-17g:60-70ml:100-120ml,浓硫酸的体积分数为56%,加热温度为110-120℃,搅拌速率为150-160rpm;步骤c2所述的甲苯的用量为20-30ml。本发明的有益效果:注浆类石膏模具的使用过程中,陶瓷泥浆中的na2sio3、na2co3类电解质溶蚀石膏模具的情况经常发生,导致石膏模具的使用寿命大大缩短,na2sio3、na2co3不仅腐蚀石膏模具的表面,还浸染石膏模具内部与硫酸钙反应生成难溶物硅酸钙与碳酸钙而沉积在石膏模内,堵塞毛细孔,本发明中合成具有强疏水性的有机氟改性聚氨酯涂层,在聚氨酯中引入有机氟单体,有机氟单体中含有的羟基与异氰酸酯反应进而接在聚氨酯链端,有机氟单体具有低表面能及疏水性,有机氟单体的引入提高了聚氨酯乳液涂层的表面接触角,降低了表面能,增大了表面疏水性,将极性na2sio3、na2co3类电解质溶液与石膏模具表面隔离开,有效防止na2sio3、na2co3类电解质溶液润湿石膏模具表面,溶蚀石膏;同时,在石膏内部增加具有部分可拉伸性的聚丙烯纤维结构,保障石膏颗粒能够稳定依附在石膏模具表面,形成增强结构,使碱性电解质难以溶蚀石膏;此外,对于石膏毛细管形成的吸水通道由于石膏粉化等作用导致通道堵塞降低石膏模具可适用性的问题,采用在石膏浆体中加入具有可形成较稳定孔洞结构的硅酸盐水泥作为骨架来保障石膏模具内部的孔洞顺畅,其中硅酸盐水泥与石膏复合水化生成了由二水石膏晶体、钙矾石晶体及大量c-s-h凝胶构成的晶胶结构,针棒状二水石膏晶体及细针尖状钙矾石晶体相互交织连生,c-s-h凝胶填充于晶间孔隙内降低了硬化体孔隙率,形成了较密实的晶胶结构,使硬化体强度提高,二水石膏含量的降低及c-s-h凝胶对二水石膏晶体的覆盖作用共同减少了结晶接触点,降低了石膏的溶解,有效改善了石膏的耐水、耐溶蚀性能,注浆石膏模具耐用度由70次显著提高到120次。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。实施例1有机氟单体由如下步骤制成:步骤c1,将15.5g全氟辛酸、60ml1,4-丁二醇、100ml甲苯加入三口烧瓶中,滴加3滴体积分数为56%的浓硫酸,在三口烧瓶上口装一个油水分离器,该油水分离器中预先加入5ml甲苯,在油水分离器上端装一个回流冷凝管,并通入冷凝水,对三口烧瓶中的样品进行加热搅拌,油水分离器中不断有小水滴下落形成清液上层、浑浊液中层和纯水下层,待小水滴不再落下时,停止加热,进行常压蒸馏除去多余的甲苯,制得产物,其中加热温度为110℃,搅拌速率为150rpm;步骤c2,将步骤c1制备的产物进行静置分液,取下层产物用50ml热水洗涤2次,再用20ml甲苯萃取后,减压蒸馏除去甲苯,制得有机氟单体。有机氟改性聚氨酯乳液由如下步骤制成:步骤s1,将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中,对烧瓶进行抽真空以除去水分,并在110℃条件下加热1小时,加热结束后冷却至75℃,加入异氟尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡,保持75℃条件下搅拌混合反应4小时,制得预聚体,其中聚四氢呋喃醚二醇、异氟尔酮二异氰酸酯的质量比为4:1,每10g聚四氢呋喃醚二醇加入0.5g二月桂酸二丁基锡;步骤s2,将步骤s1制得的40g预聚体、8g1,4-丁二醇、6g硅烷类偶联剂、10g1,3-丙二醇和15g有机氟单体加入密封高压反应釜中以120rpm的搅拌速率搅拌混合,搅拌后进行加热,控制加热温度为80℃,加热时间为2小时,制得有机氟改性聚氨酯乳液。一种用于注浆类模具的强化方法,包括以下步骤:步骤a1,将15份生石膏、5份竹炭和10份钼尾矿浸泡在盐酸溶液中1小时后,过滤,弃去滤液,将滤饼用去离子水洗涤2次,并转移到400℃马弗炉中煅烧2小时,制得产物,其中盐酸溶液的用量为生石膏、竹炭和钼尾矿总质量的1.5倍,盐酸溶液的浓度为0.5mol/l;步骤a2,将步骤a1制备的产物与10份生石灰、4份内径为8mm的聚丙烯长纤维、10份硅酸盐水泥、3份缓凝剂、1份减水剂、1份消泡剂、15份水,以250rpm搅拌1小时,制得石膏混合料;步骤a3,将步骤a2制备的石膏混合料注入模具中凝固成型,再将其转移至温度为20℃、湿度为80%的养护箱中养护18小时,再在50℃干燥至恒重,得到注浆类石膏模具;步骤a4,将有机氟改性聚氨酯乳液涂覆在步骤a3制备的注浆类石膏模具的表面,自然干燥后转移至80℃烘箱中干燥4小时,制得耐碱注浆类石膏模具。实施例2有机氟单体由如下步骤制成:步骤c1,将16g全氟辛酸、65ml1,4-丁二醇、110ml甲苯加入三口烧瓶中,滴加4滴体积分数为56%的浓硫酸,在三口烧瓶上口装一个油水分离器,该油水分离器中预先加入8ml甲苯,在油水分离器上端装一个回流冷凝管,并通入冷凝水,对三口烧瓶中的样品进行加热搅拌,油水分离器中不断有小水滴下落形成清液上层、浑浊液中层和纯水下层,待小水滴不再落下时,停止加热,进行常压蒸馏除去多余的甲苯,制得产物,其中加热温度为115℃,搅拌速率为155rpm;步骤c2,将步骤c1制备的产物进行静置分液,取下层产物用60ml热水洗涤2次,再用30ml甲苯萃取后,减压蒸馏除去甲苯,制得有机氟单体。有机氟改性聚氨酯乳液由如下步骤制成:步骤s1,将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中,对烧瓶进行抽真空以除去水分,并在115℃条件下加热2小时,加热结束后冷却至75℃,加入异氟尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡,保持75℃条件下搅拌混合反应5小时,制得预聚体,其中聚四氢呋喃醚二醇、异氟尔酮二异氰酸酯的质量比为4:1,每10g聚四氢呋喃醚二醇加入0.55g二月桂酸二丁基锡;步骤s2,将步骤s1制得的42g预聚体、9g乙二醇、7g硅烷类偶联剂、11g三羟甲基丙烷和16g有机氟单体加入密封高压反应釜中以130rpm的搅拌速率搅拌混合,搅拌后进行加热,控制加热温度为85℃,加热时间为3小时,制得有机氟改性聚氨酯乳液。一种用于注浆类模具的强化方法,包括以下步骤:步骤a1,将20份生石膏、7份竹炭和13份钼尾矿浸泡在盐酸溶液中1小时后,过滤,弃去滤液,将滤饼用去离子水洗涤2次,并转移到400℃马弗炉中煅烧2小时,制得产物,其中盐酸溶液的用量为生石膏、竹炭和钼尾矿总质量的2倍,盐酸溶液的浓度为0.5mol/l;步骤a2,将步骤a1制备的产物与12份生石灰、5份内径为8mm的聚丙烯长纤维、11份硅酸盐水泥、4份缓凝剂、2份减水剂、2份消泡剂、17份水,以250rpm搅拌1小时,制得石膏混合料;步骤a3,将步骤a2制备的石膏混合料注入模具中凝固成型,再将其转移至温度为20℃、湿度为80%的养护箱中养护18小时,再在50℃干燥至恒重,得到注浆类石膏模具;步骤a4,将有机氟改性聚氨酯乳液涂覆在步骤a3制备的注浆类石膏模具的表面,自然干燥后转移至80℃烘箱中干燥4小时,制得耐碱注浆类石膏模具。实施例3有机氟单体由如下步骤制成:步骤c1,将16.5g全氟辛酸、70ml1,4-丁二醇、120ml甲苯加入三口烧瓶中,滴加4滴体积分数为56%的浓硫酸,在三口烧瓶上口装一个油水分离器,该油水分离器中预先加入10ml甲苯,在油水分离器上端装一个回流冷凝管,并通入冷凝水,对三口烧瓶中的样品进行加热搅拌,油水分离器中不断有小水滴下落形成清液上层、浑浊液中层和纯水下层,待小水滴不再落下时,停止加热,进行常压蒸馏除去多余的甲苯,制得产物,其中加热温度为120℃,搅拌速率为160rpm;步骤c2,将步骤c1制备的产物进行静置分液,取下层产物用70ml热水洗涤3次,再用25ml甲苯萃取后,减压蒸馏除去甲苯,制得有机氟单体。有机氟改性聚氨酯乳液由如下步骤制成:步骤s1,将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中,对烧瓶进行抽真空以除去水分,并在120℃条件下加热2小时,加热结束后冷却至75℃,加入异氟尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡,保持75℃条件下搅拌混合反应6小时,制得预聚体,其中聚四氢呋喃醚二醇、异氟尔酮二异氰酸酯的质量比为4:1,每10g聚四氢呋喃醚二醇加入0.6g二月桂酸二丁基锡;步骤s2,将步骤s1制得的45g预聚体、10g乙二醇、8g硅烷类偶联剂、12g三羟甲基丙烷和18g有机氟单体加入密封高压反应釜中以140rpm的搅拌速率搅拌混合,搅拌后进行加热,控制加热温度为85℃,加热时间为2小时,制得有机氟改性聚氨酯乳液。一种用于注浆类模具的强化方法,包括以下步骤:步骤a1,将25份生石膏、8份竹炭和15份钼尾矿浸泡在盐酸溶液中2小时后,过滤,弃去滤液,将滤饼用去离子水洗涤2次,并转移到600℃马弗炉中煅烧2小时,制得产物,其中盐酸溶液的用量为生石膏、竹炭和钼尾矿总质量的1.7倍,盐酸溶液的浓度为0.5mol/l;步骤a2,将步骤a1制备的产物与15份生石灰、6份内径为8mm的聚丙烯长纤维、12份硅酸盐水泥、5份缓凝剂、3份减水剂、3份消泡剂、20份水以280rpm搅拌1小时,制得石膏混合料;步骤a3,将步骤a2制备的石膏混合料注入模具中凝固成型,再将其转移至温度为25℃、湿度为90%的养护箱中养护24小时,再在55℃干燥至恒重,得到注浆类石膏模具;步骤a4,将有机氟改性聚氨酯乳液涂覆在步骤a3制备的注浆类石膏模具的表面,自然干燥后转移至80℃烘箱中干燥6小时,制得耐碱注浆类石膏模具。对比例1市售的注浆类石膏模具。对比例2对比例2的注浆类石膏模具的制备方法参照实施例1,所不同点在于不实施步骤a4,即不涂覆有机氟改性聚氨酯乳液。对实施例1-3和对比例1、2进行溶蚀率、吸水率和强度的测试,溶蚀率的测定方法为把石膏模具放入烘箱中的石棉网上烘至恒重,这里恒重为两次质量差小于0.2g,然后称石膏模具的重量为m0,然后将石膏试样浸入浓度为0.3wt%的硅酸钠溶液,并保证溶液将石膏试样完全浸入,溶液对石膏试样的浸泡时间为48h,然后把浸泡好的石膏模具取出,最后放入烘箱烘干,这时称其绝干重量m1,溶蚀率r的计算公式如下:r=(m1-mo)/mo×100%;吸水率的测定方法为首先将成型制备好的石膏试样放置于干净的石棉网上,然后将其放入40℃的烘箱中,并烘至恒重g0,这里恒重为两次质量差小于0.2g,然后在干燥器中逐渐冷却至室温,最后将其放入20℃左右的水中浸泡24h,浸泡之后,用湿布把试样表面的水分擦去并称其湿重g1,吸水率w的计算公式如下:w=(g1-g0)/g0×100%;强度的测定方法为利用tye-300d水泥胶砂抗折抗压试验机,用三点抗折来进行测试,抗弯强度则是将上述测完抗折强度的试样分别进行抗弯强度的测试,然后取其平均值,测试数据如表1所示:表1实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2溶蚀率/%3.53.23.614.211.1吸水率/%58.656.357.842.151.6抗压强度/mpa6.87.26.53.85.6由表可知,实施例1-3所生产的注浆类石膏模具具有降低的溶蚀率、较高的吸水率和较大的强度。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属
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技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页1 2 3 
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