CN111763023A - 一种增强型环保陶瓷石膏模具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强型环保陶瓷石膏模具及其制备方法，属于环保模具技术领域，其制备方法包括：将石膏混合料和水混合倒入容器中，搅拌混合均匀，将混合均匀的浆料注入模具中，待浆料凝结成石膏模具，将其取出，干燥，即得到增强型环保陶瓷石膏模具。所用石膏混合料通过如下方法获得：将废旧石膏、脱硫石膏、海藻酸钠作为原料，在机械作用下混合搅拌均匀，得到混合料；将混合料投入到脱水机中脱水，得到半水石膏；将半水石膏干燥，冷却，研磨成粉体，即得到石膏混合料。本发明制备方法用石膏混合料的孔隙率低，细度高，颗粒间的相互作用力更为牢固，可得到结构致密、较强的耐水耐蚀性以及高强度等具有一系列优良性能的增强型环保陶瓷石膏模具。

Description

一种增强型环保陶瓷石膏模具及其制备方法
技术领域
本发明属于环保模具技术领域，具体涉及增强型环保陶瓷石膏模具及其制备方法。
背景技术
陶瓷产品在生活中有着很大的应用，我国在日用陶瓷生产中需要大量的石膏模具，使用 率大概可以达到60％以上，其中常用的成型工艺最多的为滚压、注浆成型等。其中建筑卫生 陶瓷行业中15％使用了石膏模具来注浆成型，所以石膏模具的质量直接影响到我们国陶瓷行 业的发展和壮大。随着石膏优质矿产的不断减少，剩下了一些质量参差不齐的石膏矿产，其 制作出的石膏粉体质量只能是一般，不能满足现代企业一些特殊的生产要求，所以现在对石 膏模具改性变得尤为重要。
目前，在我国环境问题越来越严重。石膏就是其中一种体量巨大的固体废弃物。石膏来 源于天然石膏(N)和工业副产石膏(也称化学石膏)，主要为磷肥在生产过程中有一大量的 副产物，即磷石膏(P)，以及火电厂烟气脱硫排放的大量石膏副产物为脱硫石膏(S)，并且这些 数值还在以极快的速度增长。目前化学石膏也未找到行之有效的处理方法，不但到处随意堆 放占用大量土地，还因含有有害杂质，会造成环境污染。因此，对废弃石膏的综合利用迫在 眉睫。
申请号CN107601964公开了一种陶瓷石膏模具的制备方法。以磷石膏为原料，先将磷石 膏球磨过筛后烘干，再与无水乙醇混合，在浓硫酸催化条件下，加热搅拌反应后，再加入硝 酸钙溶液，并用氨水调节pH，加热保压反应，制得混合料，再将混合料减压浓缩后，冷却结 晶，过滤、干燥、低温焙烧和研磨，制得焙烧料，再将焙烧料、石蜡和异氰酸酯球磨混合， 制得球磨料，随后将球磨料和酚醛树脂乳液高速搅拌混合后注模，热压成型，冷却、脱模， 即得陶瓷石膏模具。该技术方案制备的陶瓷石膏模具具有优异的力学性能及耐溶蚀性能的特 点。授权公告号CN105347768公开了压力注浆模具用石膏粉的制备。该组分包含超高强α石 膏100份、多孔填料5-8份、抗溶蚀剂1-3份、硬化剂0.3-0.5份、凝结时间调节剂0-1份、 增韧剂1-3份组成。该配方生产出的压力注浆模具，具有较好的强度和排水性，同时具有较 低的溶蚀速率，大幅度提高压力注浆模具的使用寿命，降低压力注浆企业的生产成本。但石 膏模具的物理性能如石膏粒径尺寸、抗折强度、抗压强度、抗弯强度、耐水耐蚀性等性能方 面还有待提高；除此之外，模具生产原料方面需耗费一定的生产成本，在生产过程中也可能 造成一定的环境污染，针对现有技术的不足，本发明提出一种能降低废旧石膏、脱硫石膏的 孔隙率，使废旧石膏、脱硫石膏颗粒间的相互作用力更为牢固，对模具用石膏混合料及其制 品的耐水性和强度具有一定的增强作用，且所得混合粉体细度高的模具用石膏混合料的制备 方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低废旧石膏、脱硫石膏的孔隙率，使废旧石膏、脱硫石 膏颗粒间的相互作用力更为牢固，对模具用石膏混合料及其制品的耐水性和强度具有一定的 增强作用，且所得混合粉体细度高的模具用石膏混合料的制备方法。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种模具用石膏混合料的制备方法，包括：
步骤1，将废旧石膏、脱硫石膏、海藻酸钠作为原料，在机械作用下混合搅拌均匀，得 到混合料；
步骤2，将步骤1混合料投入到脱水机中脱水，得到半水石膏；
步骤3，将步骤2半水石膏干燥，冷却，研磨成粉体，即得到石膏混合料。
本发明制备方法利用废旧石膏、脱硫石膏作为原料代替天然石膏，既处理了废旧石膏、 脱硫石膏带来的环境污染和过分开采天然石膏造成的环境破坏，还降低了生产成本。废旧石 膏、脱硫石膏内部孔隙率较高，水分极易进入孔隙内，从而导致废旧石膏、脱硫石膏力学性 能的大幅下降，本发明制备方法采用了具有分子网状结构的海藻酸钠，海藻酸钠能与废旧石 膏、脱硫石膏表面及内部孔隙率中的水分发生水解反应，降低废旧石膏、脱硫石膏中水的含 量，且生产的水解产物能与废旧石膏、脱硫石膏中的钙离子结合，形成一层网状结构，该网 状结构一方面能减少废旧石膏、脱硫石膏的孔隙率，使废旧石膏、脱硫石膏颗粒间的相互作 用力更为牢固，所以对模具用石膏混合料及其制品的耐水性和强度具有一定的增强作用，另 一方面在废旧石膏、脱硫石膏表面形成一定的空间位阻，在一定程度上提高了模具用石膏混 合料的强度，且利于后续模具用石膏的研磨，提高模具用石膏研磨后混合粉体的细度，对之 后陶瓷石膏模具的综合性能有一定的提高，可得到结构致密，较强的耐水耐蚀性以及高强度 等一系列优良性能的增强型环保陶瓷石膏模具。
优选地，原料中含有18～50重量份的废旧石膏、15～44重量份的脱硫石膏、0.02～0.14重 量份的海藻酸钠。
更优选地，海藻酸钠的量为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0.02wt％～0.14wt％。该范围海 藻酸钠的加入才能发挥上述技术效果，对陶瓷石膏模具的强度产生积极的影响。
优选地，脱水温度为130～170℃，脱水时间为35～45min。
优选地，干燥温度为110～120℃，干燥时间为1～2h。
本发明还公开了上述制备方法制得的模具用石膏混合料。
优选地，模具用石膏混合料的粒径为5～10μm。
本发明的又一目的在于提供一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，制得的陶瓷石膏 模具结构致密，具有较强的耐水耐蚀性以及高强度等一系列优良性能。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，包括：将上述石膏混合料和水混合倒入容器 中，搅拌混合均匀，将混合均匀的浆料注入模具中，待浆料凝结成石膏模具，将其取出，干 燥，即得到增强型环保陶瓷石膏模具。本发明制备方法用石膏混合料的孔隙率低，细度高， 颗粒间的相互作用力更为牢固，可得到结构致密、较强的耐水耐蚀性以及高强度等具有一系 列优良性能的增强型环保陶瓷石膏模具。
优选地，石膏混合料与水的重量比为100：(50～80)。
优选地，石膏模具的干燥温度为50～70℃。
优选地，为提高石膏混合料的加工性能，本发明制备方法还添加有聚乙烯吡咯烷酮，聚 乙烯吡咯烷酮的加入在注浆过程中提高石膏浆体的流动性，使其形成内部结构均匀致密的石 膏模具，进一步提高石膏模具的强度，同时对石膏模具的耐水性的影响不大。更优选地，一 种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，包括：将上述100重量份的石膏混合料和50～80重 量份的水混合倒入容器中，再加入石膏混合料重量0.5～1.5wt％的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合 均匀，将混合均匀的浆料注入模具中，待浆料凝结成石膏模具，将其取出，干燥，即得到增 强型环保陶瓷石膏模具。
为了进一步提高增强型环保陶瓷石膏模具的耐水耐蚀性能，采取的优选措施还包括：一 种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，还包括如下步骤：将上述得到的石膏模具浸泡在浓 度范围为0.05～0.3mol/L的磷酸一氢钠溶液中，处理1～2h后，取出并晾干，干燥，冷却，即 得增强型环保陶瓷石膏模具。本优选措施中磷酸一氢钠的加入可使石膏模具表面形成疏水层， 很大的提高了模具用石膏混合料的耐水性，同时进一步改善了陶瓷石膏模具的耐蚀性能。
本发明还公开了上述制备方法制得的增强型环保陶瓷石膏模具。
本发明由于采用了利用废旧石膏、脱硫石膏、海藻酸钠作为原料制得的石膏混合料，因 而具有如下有益效果：本发明制备方法用石膏混合料的孔隙率低，细度高，颗粒间的相互作 用力更为牢固，可得到结构致密、较强的耐水耐蚀性以及高强度等具有一系列优良性能的增 强型环保陶瓷石膏模具。因此，本发明是一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，制得的 陶瓷石膏模具结构致密，具有较强的耐水耐蚀性以及高强度等一系列优良性能。
附图说明
图1为试验例1中实施例2石膏混合料的SEM图。
图2为试验例1中石膏混合料的抗折强度。
图3为试验例1中石膏混合料的抗压强度。
图4为试验例1中石膏混合料的软化系数。
图5为试验例1中石膏混合料的溶蚀率。
图6为试验例2中陶瓷石膏模具的绝干抗折强度和抗压强度。
图7为试验例2中陶瓷石膏模具的抗弯强度。
图8为试验例2中陶瓷石膏模具的软化系数。
图9为试验例2中陶瓷石膏模具的溶蚀率。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
实施例1：
一种模具用石膏混合料的制备方法，包括步骤如下：将20重量份的废旧石膏、16重量 份的脱硫石膏、0.02重量份的海藻酸钠加入到粉碎机中，将各组分混合搅拌均匀，得到混合 料；将混合料投入到脱水机中，其中脱水温度设置为130℃，脱水35min，得到半水石膏；将 半水石膏在烘干机110℃下干燥1h，冷却至室温，取出，研磨，得到石膏混合料。
实施例2：
一种模具用石膏混合料的制备方法，包括步骤如下：将25重量份的废旧石膏、18重量 份的脱硫石膏、0.034重量份的海藻酸钠加入到粉碎机中，海藻酸钠的量为废旧石膏和脱硫石 膏总重量的0.079％，将各组分搅拌混合均匀，得到混合料；将混合料投入到脱水机中，其中 脱水温度设置为130℃，脱水40min，得到半水石膏；将半水石膏在烘干机110℃下干燥1h， 冷却至室温，取出，研磨，得到石膏混合料。
实施例3：
一种模具用石膏混合料的制备方法，包括步骤如下：将30份废旧石膏、20份脱硫石膏、 0.07份海藻酸钠加入到粉碎机中，将各组分搅拌混合均匀，得到混合料；将混合料投入到脱 水机中，其中脱水温度设置为140℃，脱水45min，得到半水石膏；将半水石膏在烘干机110℃ 下干燥1h，冷却至室温，取出，研磨，得到石膏混合料。
实施例4：
一种模具用石膏混合料的制备方法，如实施例2所述，所不同的是：海藻酸钠的加入量 为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0.02％。
实施例5：
一种模具用石膏混合料的制备方法，如实施例2所述，所不同的是：海藻酸钠的加入量 为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0.04％。
实施例6：
一种模具用石膏混合料的制备方法，如实施例2所述，所不同的是：海藻酸钠的加入量 为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0.10％。
实施例7：
一种模具用石膏混合料的制备方法，如实施例2所述，所不同的是：海藻酸钠的加入量 为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0.14％。
实施例8：
一种模具用石膏混合料的制备方法，如实施例2所述，所不同的是：海藻酸钠的加入量 为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0.15％。
实施例9：
一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，包括步骤如下：将100重量份的实施例2得 石膏混合料和64重量份的水混合，倒入容器中，在搅拌机的作用下搅拌均匀，搅拌速率为 400r/min，搅拌时间为10min，将搅拌均匀的浆料注入模具中，待浆料凝结成石膏模具，将其 取出，并在50℃下干燥，即得到增强型环保陶瓷石膏模具。
实施例10：
一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，包括步骤如下：将100重量份的实施例2得 石膏混合料、0.86重量份的聚乙烯吡咯烷酮和64重量份的水混合，倒入容器中，在搅拌机的 作用下搅拌均匀，搅拌速率为400r/min，搅拌时间为10min，将搅拌均匀的浆料注入模具中， 待浆料凝结成石膏模具，将其取出，并在50℃下干燥，即得到增强型环保陶瓷石膏模具。
实施例11：
一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，包括步骤如下：将100重量份的实施例2得 石膏混合料、64重量份的水混合，倒入容器中，在搅拌机的作用下搅拌均匀，搅拌速率为 400r/min，搅拌时间为10min，将搅拌均匀的浆料注入模具中，待浆料凝结成石膏模具，将其 取出，并在50℃下干燥，然后将石膏模具浸泡在浓度为0.07mol/L的磷酸一氢钠溶液中，其 中石膏的浸泡表面积与浸泡液体积比为S:V＝1:30，处理1h，然后取出晾干，在烘干机120℃ 下干燥1.5h，冷却至室温，即得到增强型环保陶瓷石膏模具。
实施例12：
一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，包括步骤如下：将100重量份的实施例2得 石膏混合料、0.86重量份的聚乙烯吡咯烷酮和64重量份的水混合，倒入容器中，在搅拌机的 作用下搅拌均匀，搅拌速率为400r/min，搅拌时间为10min，将搅拌均匀的浆料注入模具中， 待浆料凝结成石膏模具，将其取出，并在50℃下干燥，然后将石膏模具浸泡在浓度为0.07mol/L 的磷酸一氢钠溶液中，其中石膏的浸泡表面积与浸泡液体积比为S:V＝1:30，处理1h，然后取 出晾干，在烘干机120℃下干燥1.5h，冷却至室温，即得到增强型环保陶瓷石膏模具。
对比例1：
一种模具用石膏混合料的制备方法，如实施例2所述，所不同的是：海藻酸钠的加入量 为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0％。
对比例2：
一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，如实施例9所述，所不同的是：石膏混合料 为对比例1得石膏混合料。
试验例1：
石膏混合料的性能测试
1.石膏混合料的粒径尺寸测定
利用Zeiss Gemini300和Hitachi SU8010型的发射扫描电子显微镜(SEM)，测试条件为 热场。将石膏混合料置于铜网上，放入仪器中测试。图1为实施例2中的石膏混合料的SEM 图，可以看出粉体颗粒大小均一，为5～10μm，且分散均匀，在陶瓷石膏模具中可形成致密的 内部结构，极大地提高了陶瓷石膏模具的抗折强度、抗压强度以及抗弯强度等力学性能。
2.石膏混合料的强度测试
将实施例1-8和对比例1得石膏混合料进行强度测试，石膏混合料的2h和绝干强度参照 QB/T1640-92《陶瓷模用石膏粉物理性能测试方法》进行测定。具体检测方法如下：
将称量好的1000g左右石膏样品倒入锅中，静置1min，在30s内搅拌30圈。然后以3r/min 的速率搅拌直至料浆开始变稠。观察料浆从搅拌棒滴下可形成一个圆锥体时，即边搅拌边将 石膏料浆倒入40mm×40mm×160mm试模内(试模内侧涂抹一薄层油脂(便于拆模)，检查各 个模板接缝，使缝隙封闭，保证料浆不会流失)，倒入时注意使3个小格中料浆均匀。当试模 充满后，将模具前端抬起约10mm，并使其竖直落下，重复5次排除料浆中气体，并使料浆 均匀。从试模外部料浆判断凝结时间，初凝时刮去溢浆，注意不抹平表面。终凝后，在试件 表面编号标记并拆模。
将脱模后的试样放于试验室中干燥，从石膏混合料开始遇水2h(测定2h强度)或至规定龄 期(测定干强度)时，立即进行强度检测。用于测定干强度的试样应先在45℃烘箱中干燥至恒 重，然后立即进行强度检测。
进行抗折强度测定时，试件成型面应侧立，使试件侧面作为承压面。开启抗折试验机加 荷载使试件折断。抗折试验机可直接读取抗折强度值，取3个试件的抗折强度平均值，作为 该组试件的抗折强度值(Rf)，精确至0.05MPa。如果3个Rf值与其平均值之差不大于平均值 的15％，则以该平均值作为抗折强度值；如果有一个值与平均值之差大于平均值的15％，则 舍去此值，取其余2个值的算术平均值作为抗折强度值；如果有2个值与平均值之差大于平 均值的15％，则该组结果作废，应重新试验。
做完抗折试验后的半截试件(恒重试件)继续做抗压强度试验。试件的放置同样为成型 面侧立，使试件受压面中心与抗压夹具中心一致。开动抗压试验机，调整加荷载速率，使试 件在20-40s内破坏，分别记录破坏荷载。
抗压强度Rc按下式计算：
Rc＝P/S；
式中：Rc为抗压强度，MPa；
P为破坏荷载，kN；
S为试件受压面积，40mm×40mm＝1600mm2；
抗压强度值取舍规则与抗折强度值的相同，最后计算得试件抗压强度。
图2为石膏混合料的抗折强度，从图2中可以得到，实施例1-7石膏混合料的2h抗折强 度大于4.6MPa，绝干抗折强度大于8.7MPa，且实施例2石膏混合料的2h抗折强度和绝干抗 折强度远远大于对比例1，这说明原料中海藻酸钠的加入能提高石膏混合料的2h抗折强度和 绝干抗折强度。从图2中还可以得到，对比实施例2、实施例3-8、对比例1石膏混合料的2h 抗折强度和绝干抗折强度，可以看出，随着海藻酸钠添加量的增加，石膏混合料的抗折强度 与抗压逐渐提高，但当海藻酸钠的含量达到0.15％时，石膏模具的2h抗折强度和绝干抗折强 度均有一定的下降；这可能是因为，具有网状结构的海藻酸钠添加到废旧石膏、脱硫石膏中， 能与废旧石膏、脱硫石膏中的水分发生水解反应，降低废旧石膏、脱硫石膏中水的含量，且 生产的水解产物能与废旧石膏、脱硫石膏中的钙离子结合，形成一层网状结构，该网状结构 一方面能减少废旧石膏、脱硫石膏的孔隙率，使废旧石膏、脱硫石膏颗粒间的相互作用力更 为牢固，对石膏的强度具有一定的增强作用，另一方面在废旧石膏、脱硫石膏表面形成一定 的空间位阻，在一定程度上提高了模具用石膏的强度；但实施例8中由于海藻酸钠的含量过 高，导致石膏内部结构过于疏松，对陶瓷石膏模具的强度产生了一定的消极影响，使其2h抗 折强度和绝干抗折强度下降，因此海藻酸钠的加入量为废旧石膏和脱硫石膏总重量的 0.02％～0.14％比较合适。
图3为石膏混合料的抗压强度，从图3中可以得到，实施例1-7石膏混合料的抗压强度 大于55MPa，且实施例2石膏混合料的抗压强度远远大于对比例1石膏混合料，这说明原料 中海藻酸钠的加入能提高石膏混合料的抗压强度。从图3中还可以得到，对比实施例2、实 施例3-8、对比例1石膏混合料的抗压强度，可以看出，随着海藻酸钠添加量的增加，石膏混 合料的抗压强度逐渐提高，但当海藻酸钠的含量达到0.15％时，石膏模具的抗压强度有一定 的下降；这可能是因为，具有网状结构的海藻酸钠添加到废旧石膏、脱硫石膏中，能与废旧 石膏、脱硫石膏中的水分发生水解反应，降低废旧石膏、脱硫石膏中水的含量，且生产的水 解产物能与废旧石膏、脱硫石膏中的钙离子结合，形成一层网状结构，该网状结构一方面能 减少废旧石膏、脱硫石膏的孔隙率，使废旧石膏、脱硫石膏颗粒间的相互作用力更为牢固， 对石膏的强度具有一定的增强作用，另一方面在废旧石膏、脱硫石膏表面形成一定的空间位 阻，在一定程度上提高了模具用石膏的强度；但实施例8中由于海藻酸钠的含量过高，导致 石膏内部结构过于疏松，对陶瓷石膏模具的强度产生了一定的消极影响，使其抗压强度下降， 因此海藻酸钠的加入量为废旧石膏和脱硫石膏总重量的0.02％～0.14％比较合适。
3.石膏混合料的软化系数测定
将绝干试件于水中吸水24h后，用拧干的湿布擦拭表面的明显水分，测试该状态下试件 的饱水抗折强度，该强度与试件绝干强度的比值记为软化系数。
图4为石膏混合料的软化系数，从图4可以看出，实施例1-7石膏混合料的软化系数大 于0.56，且实施例2石膏混合料的软化系数大于对比例1，这说明原料中海藻酸钠的加入能 提高石膏混合料的软化系数，亦即提高石膏混合料的耐水性。
4.石膏混合料的溶蚀率测定
以模数2.3的水玻璃及分析纯无水碳酸钠配置电解质溶蚀液，其中水玻璃1.37wt％，碳 酸钠0.45wt％。将绝干试样称重记为mo，浸泡在溶蚀液内，3次/天更换溶液，浸泡至240h 后将试样取出，烘至绝干，称其质量为ml，溶蚀率为试件浸泡前后质量的变化率，计算公式 为(m1-mo)/mo。
图5为石膏混合料的溶蚀率，从图5可以看出，实施例1-7石膏混合料的溶蚀率小于0.56， 且实施例2石膏混合料的溶蚀率小于对比例1，这说明原料中海藻酸钠的加入能提高石膏混 合料的耐蚀性。
试验例2：
陶瓷石膏模具的性能测试
1.陶瓷石膏模具的强度测试
将陶瓷石膏模具试件烘至绝干，其绝干抗折强度和抗压强度按试验例1方法进行测试。
利用三点负荷法测定陶瓷石膏模具室温抗弯强度，试样的长为120mm，宽厚比为1：1 数量一般为10个；将试样置于温度为110±5℃的烘箱中，烘干至恒重，然后放入干燥器中冷 却至室温；将试样安放在支撑刀口，调整支撑刀口间距，使支撑刀口以外试样的长度为10mm， 两个支撑刀口必须在同一平面内且互相平行，并使加荷刀口位于两支撑刀口的正中。开启弯 曲强度试验机，注意加荷刀口接触试样时不得冲击，以平均10～50N/s的速度等速加荷直至破 坏，记录试样破坏时的最大载荷；用游标卡尺测量试样断裂处的宽度和厚度，计算出抗弯强 度。
图6为陶瓷石膏模具的绝干抗折强度和抗压强度，从图6可以看出，实施例9-12陶瓷石 膏模具的绝干抗折强度大于9.8MPa，抗压强度大于69MPa，；与对比例2相比，实施例9陶 瓷石膏模具的绝干抗折强度和抗压强度较大，这说明海藻酸钠的加入能够提高陶瓷石膏模具 的强度；与实施例9相比，实施例10和实施例12陶瓷石膏模具的绝干抗折强度和抗压强度 均得到提高，且实施例11陶瓷石膏模具的绝干抗折强度和抗压强度变化不明显，这说明聚乙 烯吡咯烷酮的加入能够提高陶瓷石膏模具的强度，这可能是因为聚乙烯吡咯烷酮的加入在注 浆过程中提高石膏浆体的流动性，使其形成内部结构均匀致密的石膏模具，从而进一步提高 石膏模具的强度，且用磷酸一氢钠溶液对石膏模具浸泡处理，不影响其强度。
图7为陶瓷石膏模具的抗弯强度，从图7可以看出，与对比例2相比，实施例9陶瓷石膏模具的抗弯强度较大，这说明海藻酸钠的加入能够提高陶瓷石膏模具的强度；与实施例9相比，实施例10和实施例12陶瓷石膏模具的抗弯强度均得到提高，且实施例11陶瓷石膏模具的抗弯强度变化不明显，这说明聚乙烯吡咯烷酮的加入能够提高陶瓷石膏模具的强度，这 可能是因为聚乙烯吡咯烷酮的加入在注浆过程中提高石膏浆体的流动性，使其形成内部结构 均匀致密的石膏模具，从而进一步提高石膏模具的强度，且用磷酸一氢钠溶液对石膏模具浸 泡处理，不影响其强度。
2.陶瓷石膏模具的软化系数测定
按试验例1方法进行测试。
图8为陶瓷石膏模具的软化系数，从图8可以看出，与对比例2相比，实施例9陶瓷石膏模具的软化系数较大，这说明海藻酸钠的加入能够提高陶瓷石膏模具的耐水性；与实施例 9相比，实施例10陶瓷石膏模的软化系数稍微降低，但是远远大于对比例2，且实施例11和 实施例12陶瓷石膏模具的软化系数得到提升，这说明聚乙烯吡咯烷酮对石膏模具的耐水性影 响不大，而用磷酸一氢钠溶液对石膏模具浸泡处理，很大的提高了石膏模具的耐水性，这主 要是因为磷酸一氢钠的加入可使石膏模具表面形成疏水层。
3.陶瓷石膏模具的溶蚀率测定
按试验例1方法进行测试。
图9为陶瓷石膏模具的溶蚀率，从图9可以看出，与对比例2相比，实施例9陶瓷石膏模具的溶蚀率较小，这说明海藻酸钠的加入能够提高陶瓷石膏模具的耐蚀性；与实施例9相比，实施例10陶瓷石膏模具的溶蚀率无明显变化，实施例11和实施例12陶瓷石膏模具的溶蚀率较低，这说明聚乙烯吡咯烷酮对石膏模具的耐蚀性影响不大，而用磷酸一氢钠溶液对石 膏模具浸泡处理，很大的提高了石膏模具的耐蚀性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在 不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术 方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种模具用石膏混合料的制备方法，包括：
步骤1，将废旧石膏、脱硫石膏、海藻酸钠作为原料，在机械作用下混合搅拌均匀，得到混合料；
步骤2，将步骤1所述混合料投入到脱水机中脱水，得到半水石膏；
步骤3，将步骤2所述半水石膏干燥，冷却，研磨成粉体，即得到石膏混合料。
2.根据权利要求1所述的一种模具用石膏混合料的制备方法，其特征是：所述原料中含有18～50重量份的废旧石膏、15～44重量份的脱硫石膏、0.02～0.14重量份的海藻酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种模具用石膏混合料的制备方法，其特征是：所述脱水温度为130～170℃，脱水时间为35～45min。
4.根据权利要求1所述的一种模具用石膏混合料的制备方法，其特征是：所述干燥温度为110～120℃，干燥时间为1～2h。
5.权利要求1所述的制备方法制得的模具用石膏混合料。
6.根据权利要求5所述的模具用石膏混合料，其特征是：所述模具用石膏混合料的粒径为5～10μm。
7.一种增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，包括：将权利要求5所述的石膏混合料和水混合倒入容器中，搅拌混合均匀，将混合均匀的浆料注入模具中，待浆料凝结成石膏模具，将其取出，干燥，即得到增强型环保陶瓷石膏模具。
8.根据权利要求7所述的增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，其特征是：所述石膏混合料与水的重量比为100：(50～80)。
9.根据权利要求7所述的增强型环保陶瓷石膏模具的制备方法，其特征是：所述石膏模具的干燥温度为50～70℃。
10.权利要求7～9任一项所述的制备方法制得的增强型环保陶瓷石膏模具。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10273670A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Ube Ind Ltd 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法
CN103964483A (zh) * 2014-04-25 2014-08-06 武汉大学 一种常压溶液法制备高强石膏的方法
CN109734405A (zh) * 2019-03-21 2019-05-10 德化县鑫源再生资源有限公司 一种防水耐高温建筑石膏及其制备方法
CN109776073A (zh) * 2019-03-21 2019-05-21 德化县鑫源再生资源有限公司 一种环保陶瓷模具及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10273670A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Ube Ind Ltd 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法
CN103964483A (zh) * 2014-04-25 2014-08-06 武汉大学 一种常压溶液法制备高强石膏的方法
CN109734405A (zh) * 2019-03-21 2019-05-10 德化县鑫源再生资源有限公司 一种防水耐高温建筑石膏及其制备方法
CN109776073A (zh) * 2019-03-21 2019-05-21 德化县鑫源再生资源有限公司 一种环保陶瓷模具及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘开平等: ""磷酸对石膏制品耐水性能的影响研究"", 《非金属矿》 *
王运赣等: "《3D打印技术》", 30 July 2014 *
郭泰民编: "《工业副产石膏应用技术》", 31 January 2010 *

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