CN117263642B - 一种首饰铸造石膏粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种首饰铸造石膏粉的制备方法，所属材料技术领域，方法包括制备三层结构的改性重烧氧化镁，制备糊化淀粉改性的方石英，及其与α‑石膏粉、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂的混配。本发明利用热塑性树脂粘结石墨和石膏对重烧氧化镁进行改性，提高重烧氧化镁的融合均质性，不易产生铸瘤，提高颗粒的导热性，不易发生裂纹；改性后的重烧氧化镁经焙烧后，氧化镁颗粒与颗粒之间也不会直接发生黏连，浸水容易自溃散，容易脱模；采用方石英提高材料抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，能够降低方石英气孔率，以及后续制备石膏型时降低石膏型的气孔率。

Description

一种首饰铸造石膏粉的制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种首饰铸造石膏粉的制备方法。
背景技术
石膏粉是一种常用的凝胶材料，广泛应用于建筑、模具、模型、化工、农业、食品和医药等领域。在首饰铸造加工领域，常用的方法包括手工制造法、机械冲压加工和精密鋳造法。手工制造法和机械冲压加工已经难以满足首饰批量精密生产的需要，因此，目前最常用的是精密鋳造法。精密鋳造法需要制备石膏型，而石膏型的品质直接影响到首饰铸件的品质，因此，石膏型必须具有耐高温、抗热冲击性、常温和热态抗压强度高、高清晰精确复制功能，浸水自溃散、易脱模等特点。由于石膏型导热能力较差，焙烧时内外温差大，本身属于脆性材料，在升温、降温过程中，热应力易引起产生裂纹，表层剥落等问题，成品合格率低，一般在60%作用。石膏型的性能主要由铸造石膏粉原料所决定，铸造石膏粉一般包括凝结剂、耐火材料和添加剂。凝结剂是半水石膏，具有粘附力和内聚力；耐火材料包括石英、高岭土、高铝矾土、煤矸石等；添加剂包括减水剂、促凝剂、缓凝剂、消泡剂、增强剂等，具有改善吸水率、凝结时间、强度等性能。
目前，石膏型选用的上述铸造石膏粉通常存在以下问题：铸件耐高温性低、抗压强度低、高温焙烧易产生龟裂、气孔、铸瘤、难以脱模，降低石膏型质量和成品率。
发明内容
针对现有铸造石膏粉制备石膏型存在的铸件耐高温性低、抗压强度低、易产生龟裂、气孔、铸瘤、难以脱模，降低石膏型质量和成品率的问题。本发明提供一种首饰铸造石膏粉的制备方法，采用重烧氧化镁提高材料的耐高温性，利用热塑性树脂粘结石墨和石膏对重烧氧化镁进行改性，提高重烧氧化镁的融合均质性，不易产生铸瘤，添加石墨能够提高颗粒的导热性，防止因内外导热不好而发生裂纹、脱皮，线膨胀率低，质量更稳定；改性后的重烧氧化镁经焙烧后，氧化镁颗粒与颗粒之间也不会直接发生黏连，因此浸水容易自溃散，石膏型容易脱模。采用方石英提高材料的抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，能够降低方石英的气孔率，以及后续制备石膏型时降低石膏型的气孔率。且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，不会因凝结过快导致的铸瘤。其具体技术方案如下：
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:热塑性树脂:石墨:石膏=（80～100）:（3～8）:（0.5～3）:（8～15）的质量比，先将热塑性树脂和石墨进行混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至热塑性树脂软化温度后，加入石膏进行混合改性，冷却，球磨，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏；
步骤2，将淀粉加入40℃～50℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入方石英混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆涂布于干燥机进行表面干燥，剥离、粉碎后，制成薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=（80～100）:（15～30）:（2～5）:（1～3）:（8～15）:（1～2）:（0.5～2）:（2～5）的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行混合3min～5min，得到首饰铸造石膏粉。
上述方法的步骤1中，所述重烧氧化镁为在900℃～1000℃烧结制备的氧化镁，所述重烧氧化镁的中位粒度为5um～15um；所述热塑性树脂的中位粒度为3um以下；所述石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。
上述方法的步骤1中，所述石墨为延迟石油焦在3000℃～3200℃烧结制备的人造石墨；所述石膏为α-石膏或β-石膏。
上述方法的步骤1中，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺或聚碳酸酯；所述热塑性树脂软化温度为100℃～250℃。
上述方法的步骤1中，所述热塑性树脂和石墨采用气流混合；所述混合改性的时间为1h～2h；所述球磨采用刚玉球干球磨，球磨时间为3min～5min。
上述方法的步骤2中，所述混合乳浆中淀粉和方石英的质量比为，淀粉:方石英=10:（1～8）；所述方石英的粒度为10um以下。
上述方法的步骤2中，所述涂布厚度为30um～50um。
上述方法的步骤2中，所述干燥温度为100℃～140℃。
上述方法的步骤2中，所述粉碎的片状直径为2mm以下。
上述方法的步骤3中，所述混合为双锥混合，双锥混合的转速为10rpm～12rpm。
本发明的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，与现有技术相比，有益效果为：
一、本发明方法采用的耐火材料为重烧氧化镁，具有更好的耐高温耐火性，重烧氧化镁与其他材料的融合度不好、导热性差，因此设计5um～15um更小粒度的重烧氧化镁，提颗粒高分散性，均匀导热，以及利用热塑性树脂粘结石墨和石膏对重烧氧化镁进行改性，石膏表层能够与其他成分的表面结合度更好，易于对重烧氧化镁的均质分散，不易产生铸瘤，添加石墨能够提高颗粒的导热性，防止因内外导热不好而发生裂纹、脱皮，线膨胀率低。改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合能够达到在900℃高温下焙烧无裂纹，且膨胀率低很低，质量更稳定。
二、本发明方法采用方石英提高材料的抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低方石英的气孔率，以及后续制备石膏型时降低石膏型的气孔率。且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，不会因凝结过快导致的铸瘤。另外，糊化淀粉结合方石英制备片状物，能够提高糊化淀粉片的结构强度和质量，在混合时糊化淀粉不会轻易粉碎，不会因质量较轻而难以融合分散，发生漂浮或团聚导致材料均质差，产生铸瘤缺陷。
三、糊化淀粉在焙烧后碳化，能够进一步提高材料的导热性和强度。
四、本发明方法采用硫酸镁来抵消石膏粉的收缩性，防止收缩裂纹。
五、本发明方法采用柠檬酸钠配合硫酸镁使用，拌合制备石膏型时，能够使石膏晶体加粗，针状晶型变为棒状晶型，提高石膏型的强度。
六、本发明方法采用氯化钠和二异丁基萘磺酸钠配合使用，能够大幅提高渗透性，使材料表面张力显著下降，提高致密性和抗压性。
七、本发明方法采用有机硅消泡剂粉剂来抵消二异丁基萘磺酸钠的起泡性，比面过度起泡发生气孔。
八、改性后的重烧氧化镁经焙烧后，氧化镁颗粒与颗粒之间也不会直接发生黏连，因此浸水容易自溃散，石膏型容易脱模。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:聚乙烯树脂:石墨:石膏=90:6:2:12的质量比，先将聚乙烯树脂和石墨进行气流混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至140℃后，加入石膏进行混合改性1.5h，冷却，刚玉球干球磨4min，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏。
其中，重烧氧化镁为在950℃烧结制备的氧化镁，重烧氧化镁的中位粒度为10um；聚乙烯树脂的中位粒度为3um以下；石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。石墨为延迟石油焦在3000℃烧结制备的人造石墨。石膏为α-石膏。
步骤2，将淀粉加入45℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入粒度为10um以下的方石英，加入量为淀粉:方石英=10:5质量比，混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆以40um的厚度涂布于干燥机进行表面干燥，干燥温度为120℃，剥离、粉碎成直径为2mm以下的片状，得到薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=90:22:4:2:12:1.5:1:3的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行双锥混合4min，转速为12rpm，得到首饰铸造石膏粉。
制备对比例1：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，其它参数与实施例1相同。
制备对比例2：三层结构的改性物B中不加入石墨，其它参数与实施例1相同。
制备对比例3：薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例1相同。
制备对比例4：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，且薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例1相同。
将上述实施例1、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4分别按照常规制型方法制备石膏型，水粉质量比（38~40）:100，焙烧温度900℃，经检测，结果如表1所示：
表1 石膏型检测结果
项目 实施例1 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
初凝时间（min） 14 13 13 9 9
终凝时间（min） 18 18 18 11 11
定型膨胀率（%） 0.11 0.41 0.12 0.12 0.42
线膨胀率（%） 0.16 0.62 0.40 0.17 0.64
常温抗压强度（MPa） 28.26 28.45 27.23 28.63 27.03
可承受焙烧温度（℃） 900 900 900 900 900
表面外观 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻
裂纹与气孔 无 有裂纹 有裂纹 有气孔 有裂纹和气孔
毛刺与飞边 无 无 无 无 无
铸瘤 无 有铸瘤 无 有铸瘤 有铸瘤
由检测结果可知，重烧氧化镁由聚乙烯树脂、石墨和石膏改性后，石膏包覆重烧氧化镁与其他成分的混合均质性更好，体现在没有因拌合不均匀导致的铸瘤，加入石墨使材料导热性好，体现在无内外温差导致的裂纹，线膨胀率低；加入重烧氧化镁的耐高温温度更高，能够达到900℃，且改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合在高温下焙烧无裂纹，膨胀率低。加入方石英能够提高抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低气孔率，且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，体现在没有因凝结过快导致的铸瘤。
实施例2
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:聚丙烯树脂:石墨:石膏=82:4:0.8:10的质量比，先将聚丙烯树脂和石墨进行气流混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至190℃后，加入石膏进行混合改性1h，冷却，刚玉球干球磨3min，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏。
其中，重烧氧化镁为在1000℃烧结制备的氧化镁，重烧氧化镁的中位粒度为7um；聚丙烯树脂的中位粒度为3um以下；石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。石墨为延迟石油焦在3100℃烧结制备的人造石墨。石膏为α-石膏。
步骤2，将淀粉加入42℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入粒度为10um以下的方石英，加入量为淀粉:方石英=10:2质量比，混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆以35um的厚度涂布于干燥机进行表面干燥，干燥温度为110℃，剥离、粉碎成直径为2mm以下的片状，得到薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=85:18:2.5:1.5:9:1.2:0.8:2.5的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行双锥混合3min，转速为10rpm，得到首饰铸造石膏粉。
制备对比例1：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，其它参数与实施例2相同。
制备对比例2：三层结构的改性物B中不加入石墨，其它参数与实施例2相同。
制备对比例3：薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例2相同。
制备对比例4：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，且薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例2相同。
将上述实施例2、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4分别按照常规制型方法制备石膏型，水粉质量比（38~40）:100，焙烧温度900℃，经检测，结果如表2所示：
表2 石膏型检测结果
项目 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
初凝时间（min） 12 12 12 8 8
终凝时间（min） 17 16 16 10 10
定型膨胀率（%） 0.10 0.39 0.09 0.10 0.40
线膨胀率（%） 0.16 0.58 0.39 0.16 0.57
常温抗压强度（MPa） 28.63 28.45 27.62 28.23 27.12
可承受焙烧温度（℃） 900 900 900 900 900
表面外观 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻
裂纹与气孔 无 有裂纹 有裂纹 有气孔 有裂纹和气孔
毛刺与飞边 无 无 无 无 无
铸瘤 无 有铸瘤 无 有铸瘤 有铸瘤
由检测结果可知，重烧氧化镁由聚乙烯树脂、石墨和石膏改性后，石膏包覆重烧氧化镁与其他成分的混合均质性更好，体现在没有因拌合不均匀导致的铸瘤，加入石墨使材料导热性好，体现在无内外温差导致的裂纹，线膨胀率低；加入重烧氧化镁的耐高温温度更高，能够达到900℃，且改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合在高温下焙烧无裂纹，膨胀率低。加入方石英能够提高抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低气孔率，且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，体现在没有因凝结过快导致的铸瘤。
实施例3
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:聚氯乙烯树脂:石墨:石膏=95:7:2.5:14的质量比，先将聚氯乙烯树脂和石墨进行气流混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至130℃后，加入石膏进行混合改性2h，冷却，刚玉球干球磨5min，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏。
其中，重烧氧化镁为在950℃烧结制备的氧化镁，重烧氧化镁的中位粒度为14um；聚氯乙烯树脂的中位粒度为3um以下；石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。石墨为延迟石油焦在3200℃烧结制备的人造石墨。石膏为α-石膏。
步骤2，将淀粉加入48℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入粒度为10um以下的方石英，加入量为淀粉:方石英=10:7质量比，混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆以45um的厚度涂布于干燥机进行表面干燥，干燥温度为130℃，剥离、粉碎成直径为2mm以下的片状，得到薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=95:25:4:2.5:13:1.8:1.8:4的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行双锥混合5min，转速为12rpm，得到首饰铸造石膏粉。
制备对比例1：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，其它参数与实施例3相同。
制备对比例2：三层结构的改性物B中不加入石墨，其它参数与实施例3相同。
制备对比例3：薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例3相同。
制备对比例4：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，且薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例3相同。
将上述实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4分别按照常规制型方法制备石膏型，水粉质量比（38~40）:100，焙烧温度900℃，经检测，结果如表3所示：
表3 石膏型检测结果
项目 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
初凝时间（min） 14 14 14 10 10
终凝时间（min） 20 20 20 12 12
定型膨胀率（%） 0.15 0.45 0.15 0.14 0.45
线膨胀率（%） 0.2 0.71 0.42 0.2 0.72
常温抗压强度（MPa） 28.61 28.42 27.12 28.15 27.02
可承受焙烧温度（℃） 900 900 900 900 900
表面外观 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻
裂纹与气孔 无 有裂纹 有裂纹 有气孔 有裂纹和气孔
毛刺与飞边 无 无 无 无 无
铸瘤 无 有铸瘤 无 有铸瘤 有铸瘤
由检测结果可知，重烧氧化镁由聚乙烯树脂、石墨和石膏改性后，石膏包覆重烧氧化镁与其他成分的混合均质性更好，体现在没有因拌合不均匀导致的铸瘤，加入石墨使材料导热性好，体现在无内外温差导致的裂纹，线膨胀率低；加入重烧氧化镁的耐高温温度更高，能够达到900℃，且改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合在高温下焙烧无裂纹，膨胀率低。加入方石英能够提高抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低气孔率，且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，体现在没有因凝结过快导致的铸瘤。
实施例4
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:聚苯乙烯树脂:石墨:石膏=80:3:0.5:8的质量比，先将聚苯乙烯树脂和石墨进行气流混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至110℃后，加入石膏进行混合改性1h，冷却，刚玉球干球磨3min，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏。
其中，重烧氧化镁为在900℃烧结制备的氧化镁，重烧氧化镁的中位粒度为5um；聚苯乙烯树脂的中位粒度为3um以下；石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。石墨为延迟石油焦在3000℃烧结制备的人造石墨。石膏为β-石膏。
步骤2，将淀粉加入40℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入粒度为10um以下的方石英，加入量为淀粉:方石英=10:1质量比，混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆以30um的厚度涂布于干燥机进行表面干燥，干燥温度为100℃，剥离、粉碎成直径为2mm以下的片状，得到薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=80:15:2:1:8:1:0.5:2的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行双锥混合3min，转速为10rpm，得到首饰铸造石膏粉。
制备对比例1：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，其它参数与实施例4相同。
制备对比例2：三层结构的改性物B中不加入石墨，其它参数与实施例4相同。
制备对比例3：薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例4相同。
制备对比例4：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，且薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例4相同。
将上述实施例4、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4分别按照常规制型方法制备石膏型，水粉质量比（38~40）:100，焙烧温度900℃，经检测，结果如表4所示：
表4 石膏型检测结果
项目 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
初凝时间（min） 14 13 13 10 9
终凝时间（min） 19 18 18 12 11
定型膨胀率（%） 0.13 0.39 0.12 0.13 0.41
线膨胀率（%） 0.18 0.70 0.41 0.18 0.71
常温抗压强度（MPa） 28.45 28.23 27.12 28.23 27.10
可承受焙烧温度（℃） 900 900 900 900 900
表面外观 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻
裂纹与气孔 无 有裂纹 有裂纹 有气孔 有裂纹和气孔
毛刺与飞边 无 无 无 无 无
铸瘤 无 有铸瘤 无 有铸瘤 有铸瘤
由检测结果可知，重烧氧化镁由聚乙烯树脂、石墨和石膏改性后，石膏包覆重烧氧化镁与其他成分的混合均质性更好，体现在没有因拌合不均匀导致的铸瘤，加入石墨使材料导热性好，体现在无内外温差导致的裂纹，线膨胀率低；加入重烧氧化镁的耐高温温度更高，能够达到900℃，且改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合在高温下焙烧无裂纹，膨胀率低。加入方石英能够提高抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低气孔率，且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，体现在没有因凝结过快导致的铸瘤。
实施例5
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:聚酰胺树脂:石墨:石膏=100:8:3:15的质量比，先将聚酰胺树脂和石墨进行气流混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至150℃后，加入石膏进行混合改性2h，冷却，刚玉球干球磨5min，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏。
其中，重烧氧化镁为在900℃烧结制备的氧化镁，重烧氧化镁的中位粒度为15um；聚酰胺树脂的中位粒度为3um以下；石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。石墨为延迟石油焦在3200℃烧结制备的人造石墨。石膏为β-石膏。
步骤2，将淀粉加入50℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入粒度为10um以下的方石英，加入量为淀粉:方石英=10:8质量比，混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆以50um的厚度涂布于干燥机进行表面干燥，干燥温度为140℃，剥离、粉碎成直径为2mm以下的片状，得到薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=100:30:5:3:15:2:2:5的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行双锥混合5min，转速为12rpm，得到首饰铸造石膏粉。
制备对比例1：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，其它参数与实施例5相同。
制备对比例2：三层结构的改性物B中不加入石墨，其它参数与实施例5相同。
制备对比例3：薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例5相同。
制备对比例4：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，且薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例5相同。
将上述实施例5、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4分别按照常规制型方法制备石膏型，水粉质量比（38~40）:100，焙烧温度900℃，经检测，结果如表5所示：
表5 石膏型检测结果
项目 实施例5 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
初凝时间（min） 15 14 14 8 8
终凝时间（min） 19 18 18 12 11
定型膨胀率（%） 0.08 0.39 0.09 0.09 0.40
线膨胀率（%） 0.16 0.65 0.39 0.17 0.66
常温抗压强度（MPa） 28.56 28.21 27.23 28.50 27.20
可承受焙烧温度（℃） 900 900 900 900 900
表面外观 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻
裂纹与气孔 无 有裂纹 有裂纹 有气孔 有裂纹和气孔
毛刺与飞边 无 无 无 无 无
铸瘤 无 有铸瘤 无 有铸瘤 有铸瘤
由检测结果可知，重烧氧化镁由聚乙烯树脂、石墨和石膏改性后，石膏包覆重烧氧化镁与其他成分的混合均质性更好，体现在没有因拌合不均匀导致的铸瘤，加入石墨使材料导热性好，体现在无内外温差导致的裂纹，线膨胀率低；加入重烧氧化镁的耐高温温度更高，能够达到900℃，且改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合在高温下焙烧无裂纹，膨胀率低。加入方石英能够提高抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低气孔率，且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，体现在没有因凝结过快导致的铸瘤。
实施例6
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:聚碳酸酯树脂:石墨:石膏=80:8:0.5:15的质量比，先将聚碳酸酯树脂和石墨进行气流混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至235℃后，加入石膏进行混合改性1h，冷却，刚玉球干球磨5min，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏。
其中，重烧氧化镁为在950℃烧结制备的氧化镁，重烧氧化镁的中位粒度为5um；聚碳酸酯树脂的中位粒度为3um以下；石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。石墨为延迟石油焦在3200℃烧结制备的人造石墨。石膏为α-石膏或β-石膏。
步骤2，将淀粉加入40℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入粒度为10um以下的方石英，加入量为淀粉:方石英=10:8质量比，混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆以38um的厚度涂布于干燥机进行表面干燥，干燥温度为140℃，剥离、粉碎成直径为2mm以下的片状，得到薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=80:30:2:3:8:2:0.5:5的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行双锥混合3min，转速为12rpm，得到首饰铸造石膏粉。
制备对比例1：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，其它参数与实施例6相同。
制备对比例2：三层结构的改性物B中不加入石墨，其它参数与实施例6相同。
制备对比例3：薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例6相同。
制备对比例4：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，且薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例6相同。
将上述实施例6、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4分别按照常规制型方法制备石膏型，水粉质量比（38~40）:100，焙烧温度900℃，经检测，结果如表6所示：
表6 石膏型检测结果
项目 实施例6 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
初凝时间（min） 14 14 15 9 8
终凝时间（min） 18 18 19 12 11
定型膨胀率（%） 0.12 0.43 0.13 0.13 0.44
线膨胀率（%） 0.16 0.68 0.41 0.16 0.69
常温抗压强度（MPa） 28.76 28.53 27.12 28.63 27.06
可承受焙烧温度（℃） 900 900 900 900 900
表面外观 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻
裂纹与气孔 无 有裂纹 有裂纹 有气孔 有裂纹和气孔
毛刺与飞边 无 无 无 无 无
铸瘤 无 有铸瘤 无 有铸瘤 有铸瘤
由检测结果可知，重烧氧化镁由聚乙烯树脂、石墨和石膏改性后，石膏包覆重烧氧化镁与其他成分的混合均质性更好，体现在没有因拌合不均匀导致的铸瘤，加入石墨使材料导热性好，体现在无内外温差导致的裂纹，线膨胀率低；加入重烧氧化镁的耐高温温度更高，能够达到900℃，且改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合在高温下焙烧无裂纹，膨胀率低。加入方石英能够提高抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低气孔率，且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，体现在没有因凝结过快导致的铸瘤。
实施例7
一种首饰铸造石膏粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:聚乙烯树脂:石墨:石膏=100:3:3:8的质量比，先将聚乙烯树脂和石墨进行气流混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至138℃后，加入石膏进行混合改性2h，冷却，刚玉球干球磨3min，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏。
其中，重烧氧化镁为在1000℃烧结制备的氧化镁，重烧氧化镁的中位粒度为15um；聚乙烯树脂的中位粒度为3um以下；石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。石墨为延迟石油焦在3000℃烧结制备的人造石墨。石膏为β-石膏。
步骤2，将淀粉加入50℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入粒度为10um以下的方石英，加入量为淀粉:方石英=10:1质量比，混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆以42um的厚度涂布于干燥机进行表面干燥，干燥温度为100℃，剥离、粉碎成直径为2mm以下的片状，得到薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=100:15:5:1:15:1:2:2的质量比，先将石膏、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行双锥混合5min，转速为10rpm，得到首饰铸造石膏粉。
制备对比例1：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，其它参数与实施例7相同。
制备对比例2：三层结构的改性物B中不加入石墨，其它参数与实施例7相同。
制备对比例3：薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例7相同。
制备对比例4：三层结构的改性物B组分直接用重烧氧化镁替换，且薄片状物C组分直接用方石英替换，其它参数与实施例7相同。
将上述实施例7、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4分别按照常规制型方法制备石膏型，水粉质量比（38~40）:100，焙烧温度900℃，经检测，结果如表7所示：
表7 石膏型检测结果
项目 实施例7 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
初凝时间（min） 13 13 13 10 10
终凝时间（min） 18 18 18 11 11
定型膨胀率（%） 0.09 0.39 0.09 0.09 0.40
线膨胀率（%） 0.16 0.57 0.39 0.16 0.58
常温抗压强度（MPa） 28.52 28.42 27.26 28.12 27.12
可承受焙烧温度（℃） 900 900 900 900 900
表面外观 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻 光洁细腻
裂纹与气孔 无 有裂纹 有裂纹 有气孔 有裂纹和气孔
毛刺与飞边 无 无 无 无 无
铸瘤 无 有铸瘤 无 有铸瘤 有铸瘤
由检测结果可知，重烧氧化镁由聚乙烯树脂、石墨和石膏改性后，石膏包覆重烧氧化镁与其他成分的混合均质性更好，体现在没有因拌合不均匀导致的铸瘤，加入石墨使材料导热性好，体现在无内外温差导致的裂纹，线膨胀率低；加入重烧氧化镁的耐高温温度更高，能够达到900℃，且改性的后的重烧氧化镁与石膏粉结合在高温下焙烧无裂纹，膨胀率低。加入方石英能够提高抗压强度，糊化淀粉改性后的方石英，糊化淀粉能够降低气孔率，且糊化淀粉具有保水作用，能够延长凝结时间，体现在没有因凝结过快导致的铸瘤。

Claims (9)

1.一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，按重烧氧化镁:热塑性树脂:石墨:石膏=（80～100）:（3～8）:（0.5～3）:（8～15）的质量比，先将热塑性树脂和石墨进行混合均匀，得到预混物A；然后将预混物A加入至重烧氧化镁中进行混合均匀，升温至热塑性树脂软化温度后，加入石膏进行混合改性，冷却，球磨，过250目筛，得到三层结构的改性物B，核心为重烧氧化镁，中间层为热塑性树脂和石墨的混合材质，外层为石膏；
所述石膏为α-石膏或β-石膏；所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺或聚碳酸酯；所述热塑性树脂软化温度为100℃～250℃；
步骤2，将淀粉加入40℃～50℃水中调浆，制备淀粉乳浆，然后向淀粉乳浆中加入方石英混合均匀，得到混合乳浆，将混合乳浆涂布于干燥机进行表面干燥，剥离、粉碎后，制成薄片状物C；
步骤3，按改性物B:α-石膏粉:硫酸镁:柠檬酸钠:薄片状物C:氯化钠:二异丁基萘磺酸钠:有机硅消泡剂粉剂=（80～100）:（15～30）:（2～5）:（1～3）:（8～15）:（1～2）:（0.5～2）:（2～5）的质量比，先将α-石膏粉、硫酸镁、柠檬酸钠、氯化钠、二异丁基萘磺酸钠和有机硅消泡剂粉剂进行干混均匀，过250目筛，然后加入改性物B和薄片状物C进行混合3min～5min，得到首饰铸造石膏粉。
2.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述重烧氧化镁为在900℃～1000℃烧结制备的氧化镁，所述重烧氧化镁的中位粒度为5um～15um；所述热塑性树脂的中位粒度为3um以下；所述石墨和石膏的中位粒度为800nm以下。
3.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述石墨为延迟石油焦在3000℃～3200℃烧结制备的人造石墨。
4.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述热塑性树脂和石墨采用气流混合；混合改性的时间为1h～2h；所述球磨采用刚玉球干球磨，球磨时间为3min～5min。
5.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤2中，混合乳浆中淀粉和方石英的质量比为，淀粉:方石英=10:（1～8）；所述方石英的粒度为10um以下。
6.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述涂布厚度为30um～50um。
7.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述干燥温度为100℃～140℃。
8.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述粉碎的片状直径为2mm以下。
9.根据权利要求1所述的一种首饰铸造石膏粉的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述混合为双锥混合，双锥混合的转速为10rpm～12rpm。
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