本發(fā)明涉及長壽命石膏模具的制備方法，特別涉及一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備方法。

背景技術：

石膏模具由于生產成本低、成型性能優(yōu)良被廣泛應用于陶瓷的注漿成型中。如專利cn103086738a一種石膏模具原料及石膏模具的制備方法，該專利利用α型與β型半水石膏及發(fā)泡劑、增強劑制備石膏模具，其中發(fā)泡劑選自偶氮二甲酞胺、十二烷基硫酸鈉及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或幾種，缺點是這些發(fā)泡劑成本較高，且制作較為困難；專利cn104960119a一種石膏吸塑模具的制備方法，該專利將成型后的石膏模具進行強化與拋光處理，形成一層強化層結構，借此提高石膏的使用壽命，缺點是工藝較為復雜，強化涂料制作成本高；專利cn105503115a一種用于陶瓷模具的硫石膏及其制備方法，該專利通過閃燒工藝制作β型半水石膏，然后通過脫硫工藝除去其中的硫雜質，通過緩凝劑改善其性能，缺點是由于過分追求β型半水石膏的純度，而利用了閃燒法，這會大大導致工藝成本增加，并且工藝復雜；專利cn105541248a碳纖維石膏模具及其制備方法，該專利利用生石膏、竹炭等進行煅燒得到碳纖維，然后將鍛燒產物、生石灰、碳纖維、粉煤灰、環(huán)糊精、礦渣粉、碳化硅晶須和硅酸混合以制得石膏材料，缺點是用到了較多的添加劑，而且其中有煅燒工藝，生產成本高、工藝復雜，而且這種方法制得的石膏模具強度雖然比較高，但溶蝕率卻比較高(不耐腐蝕)。

因此，采用低廉的原料制備耐腐蝕長壽命的石膏模具顯得尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備方法。該方法以α型與β型半水石膏為原料，利用包括粉煤灰、建筑廢棄物、陶瓷廢渣或爐渣的無機固體廢棄物為添加劑，輔以聚乙烯醇或聚羧酸纖維素鈉，制備出吸水率高、耐腐蝕性(抗電解質腐蝕)強、強度高、使用壽命長、生產成本低的石膏模具。

本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)。

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備方法，包括如下步驟：

(1)將石膏粉末與水混合均勻后，用球磨機進行球磨，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入攪拌器中，加入添加劑，攪拌混合均勻，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(3)將攪拌后的混合物料倒入模型中進行室溫下得恒溫凝固，取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，養(yǎng)護備用。

進一步地，步驟(1)中，所述石膏粉末包括α型與β型半水石膏粉末。

進一步地，步驟(1)中，所述石膏粉末與水的料液比為1.0～1.5:1g/ml。

進一步地，步驟(1)中，所述球磨是球磨至100～500r/min。

進一步地，步驟(1)中，所述球磨的時間為5～24h。

進一步地，步驟(2)中，所述添加劑為無機固體廢棄物、聚乙烯醇和聚羧酸纖維素鈉中的一種以上。

更進一步地，步驟(2)中，所述無機固體廢棄物包括粉煤灰、建筑廢棄物、陶瓷廢渣或爐渣。

進一步地，步驟(2)中，所述添加劑的添加量與石膏粉末的質量比為1～75:125。

進一步地，步驟(2)中，所述攪拌的轉速為100～500r/min。

進一步地，步驟(2)中，所述攪拌的時間為5～50min。

進一步地，步驟(3)中，所述養(yǎng)護是在濕度10～80％、溫度10～100℃的條件下放置24～48h。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果：

(1)本發(fā)明制備的石膏模具具有吸水率高、制作方便、強度高、使用壽命長、低溶蝕率(耐腐蝕)的優(yōu)點，制備的石膏模具使用次數(shù)高達80-100次，使用壽命比傳統(tǒng)的石膏模具提高60％以上，可廣泛應用于衛(wèi)生陶瓷等諸多領域；

(2)本發(fā)明的制備方法無需煅燒、燒結過程，工藝簡單，操作方便，生產成本低；

(3)本發(fā)明的制備方法采用了包括粉煤灰、建筑廢棄物、陶瓷廢渣或爐渣的無機添加劑，消耗掉無機固體廢棄物，減少了環(huán)境的壓力，而且無機固體廢棄物添加劑量具有對應石膏模具的溶蝕率達到最小值的值。

附圖說明

圖1為實施例2制備的石膏模具的掃描電鏡圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明不限于以下實施例。

實施例1

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取250g的β型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機500r/min進行球磨5h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至300r/min的轉速；

(3)加入6g粉煤灰，攪拌5min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為30％，溫度為25℃下養(yǎng)護24h。

實施例2

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取250g的β型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機100r/min進行球磨24h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入60g建筑廢棄物，攪拌50min，攪拌過程中過程保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為40％，溫度為30℃下養(yǎng)護24h。

圖1為制備的石膏模具的掃描電鏡圖，由圖1可知，石膏模具中具有較多的固體廢棄物分布，固體廢棄物具有球形表面；由于固體廢棄物具有球形表面，對硅酸鈉電解質會起到優(yōu)先消耗的作用，硅酸鈉電解質會優(yōu)先沉積在固體廢棄物表面，而減少了其對石膏晶體的腐蝕，起到降低溶蝕率的作用，進而提高了石膏模具的使用壽命。

實施例3

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取250g的β型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機250r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入15g陶瓷廢渣，攪拌30min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為10％，溫度為10℃下養(yǎng)護24h。

實施例4

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取250g的β型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機300r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入16g爐渣與6g質量分數(shù)為3％的聚羧酸纖維素鈉，攪拌30min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為30％，溫度為25℃下養(yǎng)護24h。

實施例5

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取300g的α型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機300r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入2g粉煤灰、6g質量分數(shù)為3％的聚羧酸纖維素鈉與6g質量分數(shù)為3％的聚乙烯醇，攪拌30min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為80％，溫度為100℃下養(yǎng)護24h。

實施例6

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取200g的α型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機300r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入1g粉煤灰、1g質量分數(shù)為3％的聚羧酸纖維素鈉與1g質量分數(shù)為3％的聚乙烯醇，攪拌50min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為30％，溫度為25℃下養(yǎng)護24h。

實施例7

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取250g的α型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機300r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入50g粉煤灰、50g質量分數(shù)為3％的聚羧酸纖維素鈉與50g質量分數(shù)為3％的聚乙烯醇，攪拌30min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為50％，溫度為80℃下養(yǎng)護24h。

實施例8

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取250g的α型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機300r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入20g建筑廢棄物、25g質量分數(shù)為3％的聚羧酸纖維素鈉與25g質量分數(shù)為3％的聚乙烯醇，攪拌30min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為70％，溫度為25℃下養(yǎng)護48h。

實施例9

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取250g的α型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機300r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至500r/min的轉速；

(3)加入28g陶瓷廢渣、6g質量分數(shù)為3％的聚羧酸纖維素鈉與6g質量分數(shù)為3％的聚乙烯醇，攪拌50min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為30％，溫度為15℃下養(yǎng)護24h。

實施例10

一種耐腐蝕長壽命石膏模具的制備，包括以下步驟：

(1)稱取300g的β型半水石膏粉末、200ml溶劑水進行配比，用球磨機300r/min進行球磨12h，得到球磨后的石膏原料；

(2)將球磨后的石膏原料加入到攪拌器中，并將轉速調至100r/min的轉速；

(3)加入38g爐渣、6g質量分數(shù)為3％的聚羧酸纖維素鈉與6g質量分數(shù)為3％的聚乙烯醇，攪拌50min，攪拌過程中保持石膏的總量不變；

(4)攪拌結束后將混合物料倒入模型中，凝固后取出，得到所述耐腐蝕長壽命石膏模具，然后將石膏模具放置在濕度為30％，溫度為25℃下養(yǎng)護24h。

實施例1～10制備的石膏模具的抗壓強度、溶蝕率、使用壽命等性能參數(shù)如表1所示。

表1實施例1～10制備的石膏模具的性能參數(shù)

對于不添加添加劑的石膏模具，抗壓強度一般為5.0mpa，溶蝕率為15％，使用次數(shù)(使用壽命)為40-60；而由表1可知，通過添加添加劑制備的石膏模具的使用次數(shù)增大到了80-100次，使用壽命大大增長，同時抗壓強度也得到提高，降低了溶蝕率。

基于實施例1～10的制備過程，實施例1～10的石膏模具添加不同量(相對于石膏粉末質量的添加量wt％)的添加劑所對應的溶蝕率如表2所示。

表2不同添加量對應的溶蝕率

由表2可知，隨著添加劑的添加量的不斷增加，溶蝕率不斷的降低，可以在每個實施例中找尋到一個溶蝕率的最低值，對應的添加劑的添加量普遍在7wt％或9wt％處；結合表1，在溶蝕率的最低值對應的添加劑的添加量下，石膏模具具有最大的使用次數(shù)，也即具有最長的使用壽命。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。