CN105503110B - 耐水性石膏翻制材料及其制备方法 - Google Patents

耐水性石膏翻制材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐水性石膏翻制材料及其制备方法，该制备方法包括：1)将生石膏、竹炭和凹凸棒土浸泡于盐酸溶液中，然后过滤、清洗以取得滤饼；2)将滤饼置于置于150‑700℃下进行煅烧以取得煅烧产物；3)将煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆混合以制得耐水性石膏翻制材料。通过该方法制得的石膏翻制材料具有优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性。

Description

耐水性石膏翻制材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及石膏材料，具体地，涉及一种耐水性石膏翻制材料及其制备方法。
背景技术
在铜工艺品制作过程中，首选需要制作泥塑模型，然后根据雕塑造型大小、精细程度等具体要求，采用不同的翻制工艺制作翻制模具。雕塑造型较大，精细程度要求相对不高的采用石膏、玻璃钢翻模；雕塑造型较小，精细程度要求相对较高的采用硅胶翻模。
翻制石膏、玻璃钢模具的具体内容为：在泥塑上用切片进行区块模具分割设计，然后喷洒脱模剂作为隔离防护；专业翻制技师配比石膏浆上于泥塑覆盖，待石膏硬化干燥后开始脱模，脱模前要在区块上固定抓手，抓手用石膏和麻缠绕木桩来制作；脱模后去掉分块模具上的残留泥，完毕后对石膏模进行细致修模，打磨。玻璃钢模具开模方法基本类同。翻制硅胶模具体步骤为：在泥塑上按工艺刷上硅胶；然后在硅胶外部附上石膏，固定其型；固化完成后，开模，整理便可。
其中，针对于大型的同工艺品，主要使用石膏进行翻制模具，虽然现在有技术中针对石膏进行了一些列的改进，但是现有的石膏翻制材料仍然存在着其抗折强度及抗冲击性能较低，易碎以及防水性能差等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐水性石膏翻制材料及其制备方法，通过该方法制得的石膏翻制材料具有优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐水性石膏翻制材料的制备方法，包括：
1)将生石膏、竹炭和凹凸棒土浸泡于盐酸溶液中，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于置于150-700℃下进行煅烧以取得煅烧产物；
3)将煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆混合以制得耐水性石膏翻制材料。
本发明进一步提供了一种耐水性石膏翻制材料，该耐水性石膏翻制材料通过上述的方法制备而得。
通过上述技术方案，本发明首先通过盐酸溶液对生石膏、竹炭和凹凸棒土进行活化处理，接着通过滤饼进行煅烧从而得到活化的煅烧产物，最后通过煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆之间的协同作用使得制得的耐水性石膏翻制材料具有优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性。同时上述方法中的原料均易得，且步骤简单适用于大规模的工业生产。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种耐水性石膏翻制材料的制备方法，包括：
1)将生石膏、竹炭和凹凸棒土浸泡于盐酸溶液中，然后过滤清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于置于150-700℃下进行煅烧以取得煅烧产物；
3)将煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆混合以制得耐水性石膏翻制材料。
在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏翻制材料具有更优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性，优选地，在步骤1)中，相对于100重量份的生石膏，竹炭的用量为11-18重量份，凹凸棒土的用量为34-42重量份，并且盐酸溶液的pH为3.5-4。
在本发明的步骤1)中，盐酸溶液的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏翻制材料具有更优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性，优选地，相对于100重量份的生石膏，盐酸溶液的用量为250-300重量份。
在本发明的步骤1)中，浸泡的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏翻制材料具有更优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性，优选地，浸泡至少满足以下条件：浸泡温度为35-55℃，浸泡时间为8-12h。
在本发明的步骤2)中，煅烧的具体步骤可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏翻制材料具有更优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性，优选地，在步骤2)中，煅烧的步骤为：先将滤饼置于200-350℃下煅烧15-25min，再冷却至160-180℃，接着置于500-700℃下煅烧3-4min，然后冷却至150-200℃，再然后置于400-450℃下煅烧1-2min，最后冷却至15-25℃。
在本发明的步骤3)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏翻制材料具有更优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性，优选地，在步骤3)中，相对于100重量份的煅烧产物，生石灰的用量为5-14重量份，碳纤维的用量为22-26重量份，粉煤灰的用量为10-14重量份，环糊精的用量为7-14重量份，矿渣粉的用量为6-12重量份，碳化硅晶须的用量为1.5-2重量份，硅酸锆的用量为4-8重量份。
在本发明的步骤3)中，混合条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏翻制材料具有更优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性，优选地，在步骤3)中，混合至少满足以下条件：混合温度为15-35℃，混合时间为40-60min。
在上述内容的基础上，生石膏、竹炭和凹凸棒土的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏翻制材料具有更优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性，优选地，在步骤1)中，生石膏、竹炭和凹凸棒土中的至少一者的粒径为0.3-0.8mm。
本发明进一步提供了一种耐水性石膏翻制材料，该耐水性石膏翻制材料通过上述的方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)在35-55℃下，将生石膏(粒径为0.3-0.8mm)、竹炭(粒径为0.3-0.8mm)、凹凸棒土(粒径为0.3-0.8mm)和盐酸溶液(pH为3.5-4)按照100：11-18：34-42：250-300的重量比混合，接着浸泡8-12h，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于200-350℃下煅烧15-25min，再冷却至160-180℃，接着置于500-700℃下煅烧3-4min，然后冷却至150-200℃，再然后置于400-450℃下煅烧1-2min，最后冷却至15-25℃以取得煅烧产物；
3)在15-35℃下，将煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆按照100：5-14：22-26：10-14：7-14：6-12：1.5-2：4-8的重量比混合40-60min以制得耐水性石膏翻制材料A1。
实施例2
1)在35-55℃下，将生石膏(粒径为0.3-0.8mm)、竹炭(粒径为0.3-0.8mm)、凹凸棒土(粒径为0.3-0.8mm)和盐酸溶液(pH为3.5-4)按照100：11-18：34-42：250-300的重量比混合，接着浸泡8-12h，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于200-350℃下煅烧15-25min，再冷却至160-180℃，接着置于500-700℃下煅烧3-4min，然后冷却至150-200℃，再然后置于400-450℃下煅烧1-2min，最后冷却至15-25℃以取得煅烧产物；
3)在15-35℃下，将煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆按照100：5-14：22-26：10-14：7-14：6-12：1.5-2：4-8的重量比混合40-60min以制得耐水性石膏翻制材料A2。
实施例3
1)在35-55℃下，将生石膏(粒径为0.3-0.8mm)、竹炭(粒径为0.3-0.8mm)、凹凸棒土(粒径为0.3-0.8mm)和盐酸溶液(pH为3.5-4)按照100：11-18：34-42：250-300的重量比混合，接着浸泡8-12h，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于200-350℃下煅烧15-25min，再冷却至160-180℃，接着置于500-700℃下煅烧3-4min，然后冷却至150-200℃，再然后置于400-450℃下煅烧1-2min，最后冷却至15-25℃以取得煅烧产物；
3)在15-35℃下，将煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆按照100：5-14：22-26：10-14：7-14：6-12：1.5-2：4-8的重量比混合40-60min以制得耐水性石膏翻制材料A3。
对比例1
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B1，不同的是，步骤1)中未使用竹炭。
对比例2
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B2，不同的是，步骤1)中未使用凹凸棒土。
对比例3
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B3，不同的是，步骤2)中未进行煅烧处理。
对比例4
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B4，不同的是，步骤3)中未使用碳纤维。
对比例5
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B5，不同的是，步骤3)中未使用粉煤灰。
对比例6
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B6，不同的是，步骤3)中未使用环糊精。
对比例7
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B7，不同的是，步骤3)中未使用矿渣粉。
对比例8
按照实施例1的方法制得石膏翻制材料B8，不同的是，步骤3)中未使用碳化硅晶须。
检测例1
将上述上述石膏翻制材料与水按照1：1.2的重量比混合，接着置于15℃下阴干，再对阴干后的模具的抗折强度1和抗压强度1进行检测，然后将上述模具置于25℃的水中浸泡200h并检测抗折强度2和抗压强度2，具体结果见表1。
表1
抗折强度1(MPa) 抗折强度2(MPa) 抗压强度1(MPa) 抗压强度2(MPa)
A1 8.8 8.6 15.8 15.2
A2 9.0 8.7 15.9 15.3
A3 8.9 8.4 15.6 15.4
B1 5.0 3.7 11.3 7.5
B2 5.3 2.9 9.8 4.9
B3 4.9 3.1 9.8 6.1
B4 3.7 2.8 10.6 5.8
B5 4.6 3.0 10.3 6.1
B6 3.9 2.2 11.2 5.5
B7 5.1 3.0 11.4 4.8
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的石膏翻制材料具有优异的抗折强度、抗冲击性能和耐水性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种耐水性石膏翻制材料的制备方法，其特征在于，包括：
1)将生石膏、竹炭和凹凸棒土浸泡于盐酸溶液中，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将所述滤饼置于150-700℃下进行煅烧以取得煅烧产物；
3)将所述煅烧产物、生石灰、碳纤维、粉煤灰、环糊精、矿渣粉、碳化硅晶须和硅酸锆混合以制得所述耐水性石膏翻制材料；
其中，在步骤1)中，相对于100重量份的所述生石膏，所述竹炭的用量为11-18重量份，所述凹凸棒土的用量为34-42重量份，并且所述盐酸溶液的pH为3.5-4；在步骤2)中，所述煅烧的步骤为：先将所述滤饼置于200-350℃下煅烧15-25min，再冷却至160-180℃，接着置于500-700℃下煅烧3-4min，然后冷却至150-200℃，再然后置于400-450℃下煅烧1-2min，最后冷却至15-25℃；在步骤3)中，相对于100重量份的所述煅烧产物，所述生石灰的用量为5-14重量份，所述碳纤维的用量为22-26重量份，所述粉煤灰的用量为10-14重量份，所述环糊精的用量为7-14重量份，所述矿渣粉的用量为6-12重量份，所述碳化硅晶须的用量为1.5-2重量份，所述硅酸锆的用量为4-8重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述生石膏，所述盐酸溶液的用量为250-300重量份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述浸泡至少满足以下条件：浸泡温度为35-55℃，浸泡时间为8-12h。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述混合至少满足以下条件：混合温度为15-35℃，混合时间为40-60min。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述生石膏、竹炭和凹凸棒土中的至少一者的粒径为0.3-0.8mm。
6.一种耐水性石膏翻制材料，其特征在于，所述耐水性石膏翻制材料通过权利要求1-5中任意一项所述的方法制备而得。
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