CN105503124A - 硅酸铝纤维石膏模具及其制备方法 - Google Patents

硅酸铝纤维石膏模具及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅酸铝纤维石膏模具及其制备方法，该制备方法包括：1)将生石膏、竹炭和蛭石浸泡于盐酸溶液中，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、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌混合以制得石膏材料；4)将所述石膏材料与水混合制得石膏浆，接着将所述石膏浆涂覆于泥塑模型上，最后阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具。通过该方法制得的石膏模具具有优异的抗折强度和抗冲击性能。

Description

硅酸铝纤维石膏模具及其制备方法
技术领域
本发明涉及石膏材料，具体地，涉及一种硅酸铝纤维石膏模具及其制备方法。
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，但是现有的石膏材料制得的石膏模具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硅酸铝纤维石膏模具及其制备方法，通过该方法制得的石膏模具具有优异的抗折强度和抗冲击性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种硅酸铝纤维石膏模具的制备方法，包括：
1)将生石膏、竹炭和蛭石浸泡于盐酸溶液中，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、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌混合以制得石膏材料；
4)将所述石膏材料与水混合制得石膏浆，接着将所述石膏浆涂覆于泥塑模型上，最后阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具。
本发明进一步提供了一种硅酸铝纤维石膏模具，该硅酸铝纤维石膏模具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、竹炭和蛭石进行活化处理，接着通过滤饼进行煅烧从而得到活化的煅烧产物，再通过煅烧产物、生石灰、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌之间的协同作用制得性能优异的是石膏材料，最后将该石膏材料涂覆于泥塑模型上，最后阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具。该硅酸铝纤维石膏模具具有优异的抗折强度和抗冲击性能。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。
本发明提供了一种硅酸铝纤维石膏模具的制备方法，包括：
1)将生石膏、竹炭和蛭石浸泡于盐酸溶液中，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、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌混合以制得石膏材料；
4)将所述石膏材料与水混合制得石膏浆，接着将所述石膏浆涂覆于泥塑模型上，最后阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具。
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模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，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20-34重量份，蛭石的用量为50-67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模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，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模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，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模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，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模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，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，硅酸铝纤维的用量为13-16重量份，铝矾土粉的用量为9-12重量份，水玻璃的用量为23-28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，硼酸锌的用量为5-13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模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，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、竹炭和蛭石的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，优选地，在步骤1)中，生石膏、竹炭和蛭石中的至少一者的粒径为0.3-0.8mm。
在本发明的步骤4)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模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，优选地，石膏材料与水的重量比为1：0.9-1.3。
在本发明的步骤4)中，阴干的温度可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的石膏模具具有更优异的抗折强度和抗冲击性能，优选地，所述阴干的温度为10-15℃。
本发明进一步提供了一种硅酸铝纤维石膏模具，该硅酸铝纤维石膏模具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45℃下，将生石膏(粒径为0.5mm)、竹炭(粒径为0.5mm)、蛭石(粒径为0.5mm)和盐酸溶液(pH为3.8)按照100：30：55：280的重量比混合，接着浸泡10h，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于300℃下煅烧20min，再冷却至170℃，接着置于600℃下煅烧3.5min，然后冷却至170℃，再然后置于430℃下煅烧1.5min，最后冷却至20℃以取得煅烧产物；
3)在25℃下，将煅烧产物、生石灰、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌按照100：9：14：10：25：8：1.8：9的重量比混合50min以制得石膏材料；
4)将石膏材料与水按照1：1.2的重量比混合制得石膏浆，接着将所述石膏浆涂覆于泥塑模型上，最后于12℃下阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具A1。
实施例2
1)在35℃下，将生石膏(粒径为0.3mm)、竹炭(粒径为0.3mm)、蛭石(粒径为0.3mm)和盐酸溶液(pH为3.5)按照100：20：50：250的重量比混合，接着浸泡8h，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于200℃下煅烧15min，再冷却至160℃，接着置于500℃下煅烧3min，然后冷却至150℃，再然后置于400℃下煅烧1min，最后冷却至15℃以取得煅烧产物；
3)在15℃下，将煅烧产物、生石灰、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌按照100：5：13：9：23：6：1.5：5的重量比混合40min以制得石膏材料；
4)将石膏材料与水按照1：0.9的重量比混合制得石膏浆，接着将所述石膏浆涂覆于泥塑模型上，最后于10℃下阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具A2。
实施例3
1)在55℃下，将生石膏(粒径为0.8mm)、竹炭(粒径为0.8mm)、蛭石(粒径为0.8mm)和盐酸溶液(pH为4)按照100：34：67：300的重量比混合，接着浸泡12h，然后过滤、清洗以取得滤饼；
2)将滤饼置于350℃下煅烧25min，再冷却至180℃，接着置于700℃下煅烧4min，然后冷却至200℃，再然后置于450℃下煅烧2min，最后冷却至25℃以取得煅烧产物；
3)在35℃下，将煅烧产物、生石灰、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌按照100：14：16：12：28：12：2：13的重量比混合60min以制得石膏材料；
4)将石膏材料与水按照1：1.3的重量比混合制得石膏浆，接着将所述石膏浆涂覆于泥塑模型上，最后于15℃下阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具A3。
对比例1
按照实施例1的方法制得石膏模具B1，不同的是，步骤1)中未使用竹炭。
对比例2
按照实施例1的方法制得石膏模具B2，不同的是，步骤1)中未使用蛭石。
对比例3
按照实施例1的方法制得石膏模具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的方法制得石膏模具B4，不同的是，步骤3)中未使用硅酸铝纤维。
对比例5
按照实施例1的方法制得石膏模具B5，不同的是，步骤3)中未使用铝矾土粉。
对比例6
按照实施例1的方法制得石膏模具B6，不同的是，步骤3)中未使用水玻璃。
对比例7
按照实施例1的方法制得石膏模具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的方法制得石膏模具B8，不同的是，步骤3)中未使用碳化硅晶须。
检测例1
对上述的石膏模具进行抗折强度和抗压强度进行检测，具体结果见表1。
表1
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的石膏模具具有优异的抗折强度和抗冲击性能。
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 (10)

1.一种硅酸铝纤维石膏模具的制备方法，其特征在于，包括：
1)将生石膏、竹炭和蛭石浸泡于盐酸溶液中，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、硅酸铝纤维、铝矾土粉、水玻璃、矿渣粉、碳化硅晶须和硼酸锌混合以制得石膏材料；
4)将所述石膏材料与水混合制得石膏浆，接着将所述石膏浆涂覆于泥塑模型上，最后阴干、脱模以制得所述硅酸铝纤维石膏模具。
2.根据权利要求1所述的制备方法，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20-34重量份，所述蛭石的用量为50-67重量份，并且所述盐酸溶液的pH为3.5-4。
3.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。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，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。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，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℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，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，所述硅酸铝纤维的用量为13-16重量份，所述铝矾土粉的用量为9-12重量份，所述水玻璃的用量为23-28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，所述硼酸锌的用量为5-13重量份。
7.根据权利要求6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。
8.根据权利要求1-3、5-7中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述生石膏、竹炭和蛭石中的至少一者的粒径为0.3-0.8mm。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，在步骤4)中，所述石膏材料与水的重量比为1：0.9-1.3；
优选地，所述阴干的温度为10-15℃。
10.一种硅酸铝纤维石膏模具，其特征在于，所述硅酸铝纤维石膏模具通过权利要求1-9中任意一项所述的方法制备而得。
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