一種石膏復(fù)合材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石膏復(fù)合材料及制備方法，用于制作石膏模具，包含石膏基體、中間涂覆層、金屬層，石膏基體是制作石膏模具的各種石膏及石膏復(fù)合材料，中間涂覆層為微孔高分子材料，金屬層為微孔金屬鍍層。本發(fā)明將微孔高分子層、金屬鍍層復(fù)合在石膏表面，保持石膏模具的吸水性能，而機(jī)械強(qiáng)度提高，表面光滑、硬度大、耐磨性好，模具壽命極大提高，脫模順利，制成的坯體表面光滑，經(jīng)濟(jì)效益好。
【專利說明】
-種石實(shí)復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種石膏復(fù)合材料及制備方法，具體設(shè)及石膏模具的生產(chǎn)制造。
【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷生產(chǎn)中的石膏模具，用來誘注素巧，但機(jī)械強(qiáng)度低，耐磨性能較差，也不耐腐 蝕，有人提出了改進(jìn)的方法。例如中國專利文獻(xiàn)公開了 一種石膏模具用涂料[申請?zhí)枺?92113950.0]，涂料由樹脂、溶劑、填料、微孔成形劑、固化劑組成。將該涂料涂布于石膏模具 表面，能使模具的使用壽命提高3-5倍，且模具工作面的吸水性能沒有降低，具有成型的巧 體表面光潔的特點(diǎn)。但其微孔形成單純靠化學(xué)發(fā)泡法提高孔隙率，會造成環(huán)氧樹脂材料強(qiáng) 度及硬度降低，長期使用易開裂，模具耐磨性、表面光潔度、壽命的提升有限。本發(fā)明針對運(yùn) 些情況，使用了一定比例抗壓強(qiáng)度高、吸水性能好、透水率高的開孔玻璃微珠，形成的環(huán)氧 樹脂微孔層，再鍛上一層高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕及非潤滑條件下摩擦系數(shù)小的微孔化學(xué)鍛 儀層，適合大批量生產(chǎn)，脫模更加順楊，陶瓷素巧的表面更加光滑，使石膏制品應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn) 一步擴(kuò)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種使石膏基體表面金屬化的復(fù)合材料，使用運(yùn)種材料制 作的石膏模具具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、表面硬度，及非潤滑條件下較小的摩擦系數(shù)，具有金屬 的外觀，微孔化的表面不降低石膏模具的吸水性。制成的石膏模具生產(chǎn)效率高，能夠降低生 產(chǎn)成本，壽命長，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0004] 本發(fā)明是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種石膏復(fù)合材料，包含石膏基體、中間涂覆層、金屬層;其 特征在于:石膏基體處于底層，其上附著中間涂覆層，金屬層覆蓋于中間涂覆層上，石膏基 體是石膏制作的石膏模具，中間涂覆層為經(jīng)過微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層，金屬層為化 學(xué)鍛儀層。
[0005] 進(jìn)一步的，所述石膏模具的制作材料為各種石膏及石膏復(fù)合材料的一種或幾種。
[0006] 進(jìn)一步的，所述微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層中的微孔化的對象指石膏模具的工 作面，所述微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層的制備方法和步驟如下： 在干燥的石膏模具工作面上刷涂或噴涂一層涂料，運(yùn)種涂料的配方W重量分?jǐn)?shù)計為： 環(huán)氧樹脂100,稀釋劑20~60,固化劑5~20,填料5~50,發(fā)泡劑0.5~4,偶聯(lián)劑1~5,接下 來是運(yùn)樣制作的： A. 發(fā)泡劑成分為侶粉和NaOH飽和溶液:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入填料、侶粉及固 化劑、偶聯(lián)劑，攬拌均勻，然后滴入化0H飽和溶液，迅速攬拌均勻，石膏模具在室溫下放置2 小時，待發(fā)泡后放置烘箱中，每半小時升溫10攝氏度，至100攝氏度后恒溫6小時，緩慢冷卻 至室溫，微孔環(huán)氧樹脂層干燥成形； B. 發(fā)泡劑成分為小蘇打:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入填料及固化劑、偶聯(lián)劑、小蘇 打粉，攬拌均勻，將石膏模具放置烘箱中，每半小時升溫10攝氏度，至100攝氏度后恒溫6小 時，緩慢冷卻至室溫，微孔環(huán)氧樹脂層成形。
[0007] 進(jìn)一步的，所述金屬層是指微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層上施鍛的化學(xué)鍛儀層，所述化 學(xué)鍛儀層是運(yùn)樣的制作流程:除油一?粗化一?活化一?清洗一?化學(xué)鍛儀。
[0008] 進(jìn)一步的，所述粗化為涂覆有微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層的石膏模具工作面浸入W NaOH 600g/L，NaN〇3 120 g/L，NaN〇2 120 g/L配制的93°C溶液中5~10分鐘。
[0009] 進(jìn)一步的，所述活化為粗化的石膏模具工作面浸入80g/L的乙酸儀醇溶液中，再緩 慢倒入70g/L的棚氨化鋼醇溶液攬拌，20~30分鐘后取出。
[0010] 進(jìn)一步的，所述化學(xué)鍛儀為酸性化學(xué)鍛儀，所述化學(xué)鍛儀層厚度1~30μπι。
[0011] 進(jìn)一步的，所述填料為開孔空屯、玻璃微珠和娃酸侶粉，開孔空屯、玻璃微珠與娃酸 侶粉的體積比為1:0.5-~10，開孔空屯、玻璃微珠和娃酸侶粉顆粒的目粒度為-500目。
[0012]本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： (1) 在石膏模具基體上形成的微孔化復(fù)合層，發(fā)泡劑與開孔空屯、玻璃微珠填料的并用， 透水率高，不降低模具的吸水性能，又增加了機(jī)械強(qiáng)度； (2) 環(huán)氧樹脂涂覆層，提高了石膏模具的初性，機(jī)械強(qiáng)度增加，耐腐蝕性能優(yōu)越； (3) 化學(xué)鍛儀層，表面光滑，非潤滑條件下摩擦系數(shù)小，脫模迅速，出品的陶瓷素巧外觀 光潔，抗蝕性強(qiáng)，硬度大，耐磨損，提高了模具的壽命十倍W上。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 在圖中，11.石膏基體12.中間涂覆層13.金屬層111.工作面123.微 孔。
【具體實(shí)施方式】
[0015] W下結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限 制本發(fā)明的范圍，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016] 如圖1所示，本發(fā)明是運(yùn)樣來工作和實(shí)施的，一種石膏模具復(fù)合材料，包含石膏基 體11、中間涂覆層12、金屬層13;其特征在于:石膏基體11指石膏制作的石膏模具，中間涂覆 層12為環(huán)氧樹脂層，金屬層13為化學(xué)鍛儀層。
[0017] 所述中間涂覆層12為經(jīng)過微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層，所述微孔化的對象指石 膏模具的工作面111，所述微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層的制備的方法和步驟如下： 實(shí)施例一 (1) 在干燥的石膏模具工作面111上刷涂或噴涂一層涂料，運(yùn)種涂料的配方W重量分?jǐn)?shù) 計為:環(huán)氧樹脂100，丙酬40，聚酷胺15，開孔空屯、玻璃微珠8，娃酸侶粉30，侶粉0.4，化0Η飽 和溶液0.5，丫-環(huán)氧化丙氧基Ξ乙氧基硅烷(ΚΗ-560) 1;運(yùn)里丙酬為稀釋劑，聚酷胺為固化 劑，侶粉與化0Η飽和溶液為發(fā)泡劑，開孔空屯、玻璃微珠和娃酸侶為填料，丫-環(huán)氧化丙氧基 Ξ乙氧基硅烷(ΚΗ-560)為偶聯(lián)劑。涂料是運(yùn)樣制作的：將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入侶 粉、開孔空屯、玻璃微珠、娃酸侶粉及聚酷胺、ΚΗ-560,攬拌均勻，然后滴入化0Η飽和溶液，迅 速攬拌均勻； (2) 石膏模具在室溫下放置2小時，待發(fā)泡后放置烘箱中，每半小時升溫10攝氏度，至 100攝氏度后恒溫6小時，緩慢冷卻至室溫，在運(yùn)個過程中發(fā)泡劑發(fā)泡形成的空隙與開孔空 屯、玻璃微珠共同于干燥的環(huán)氧樹脂層中形成微孔123; (3)對環(huán)氧樹脂微孔層施鍛化學(xué)鍛儀層，化學(xué)儀層是運(yùn)樣的制作流程： a. 除油:將涂覆有環(huán)氧樹脂微孔層的石膏模具工作面浸入NaOH 25g/L，NaC〇3 30g/L， Na3P〇4 50g/L配制的45~55°C的溶液中30分鐘； b. 粗化：用透明塑料膠帶粘貼除油后的石膏模具非工作面進(jìn)行封閉，將石膏模具浸入 WNaOH 600g/L，NaN〇3 120 g/L，NaN〇2 120 g/L配制的93°C溶液中5~10分鐘； C.活化:將經(jīng)過粗化處理的石膏模具浸入80g/L的乙酸儀醇溶液，再緩慢倒入70g/L的 棚氨化鋼醇溶液攬拌，20~30分鐘后取出； d. 先冷水洗，再純水洗經(jīng)活化處理的石膏模具工作面； e. 將清洗后的石膏模具掛于掛具上，將石膏模具工作面浸入水浴加熱到90~95Γ的化 學(xué)鍛儀溶液中進(jìn)行化學(xué)鍛儀，鍛層厚度3μπι，撕除透明塑料膠帶，刮去石膏模具表面殘留的 膠體。
[0〇1引實(shí)施例二 (1) 在干燥的石膏模具工作面111上刷涂或噴涂一層涂料，運(yùn)種涂料的配方W重量分?jǐn)?shù) 計為：環(huán)氧樹脂100，丙酬40，聚酷胺12，開孔空屯、玻璃微珠24，小蘇打粉4，化0Η飽和溶液 0.4, 丫-氨丙基Ξ乙氧基硅烷(ΚΗ-550)1;運(yùn)里丙酬為稀釋劑，聚酷胺為固化劑，小蘇打粉為 發(fā)泡劑，開孔空屯、玻璃微珠和娃酸侶為填料，丫-氨丙基Ξ乙氧基硅烷(ΚΗ-550)為偶聯(lián)劑。 涂料是運(yùn)樣制作的：將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入小蘇打粉、開孔空屯、玻璃微珠、娃酸侶 粉及聚酷胺、ΚΗ-550，攬拌均勻； (2) 石膏模具在室溫下放置2小時，待發(fā)泡后放置烘箱中，每半小時升溫10攝氏度，至 100攝氏度后恒溫6小時，緩慢冷卻至室溫，在運(yùn)個過程中發(fā)泡劑發(fā)泡形成的空隙與開孔空 屯、玻璃微珠共同于干燥的環(huán)氧樹脂層中形成微孔123; (3) 對環(huán)氧樹脂微孔層施鍛化學(xué)鍛儀層，化學(xué)儀層是運(yùn)樣的制作流程： a. 除油：將涂覆有環(huán)氧樹脂微孔層的石膏模具工作面111浸入化0Η 25g/L，Na(X)3 30g/l，Na3P〇4 50g/L配制的45~55°C的溶液中30分鐘； b. 粗化：用透明塑料膠帶粘貼除油后的石膏模具非工作面進(jìn)行封閉，將石膏模具浸入 WNaOH 600g/L，NaN〇3 120 g/L，NaN〇2 120 g/L配制的93°C溶液中5~10分鐘； C.活化:將經(jīng)過粗化處理的石膏模具工作面111浸入80g/L的乙酸儀醇溶液，再緩慢倒 入70g/L的棚氨化鋼醇溶液攬拌，20~30分鐘后取出； d. 先冷水洗，再純水沖洗經(jīng)活化處理的石膏模具； e. 將清洗后的石膏模具掛于掛具上，將石膏模具工作面浸入水浴加熱到90~95Γ的 化學(xué)鍛儀溶液中進(jìn)行化學(xué)鍛儀，鍛層厚度3μπι，撕除透明塑料膠帶，刮去石膏模具表面殘留 的膠體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種石膏復(fù)合材料，包含石膏基體、中間涂覆層、金屬層;其特征在于:石膏基體處于 底層，其上附著中間涂覆層，金屬層覆蓋于中間涂覆層上，石膏基體是石膏制作的石膏模 具，中間涂覆層為經(jīng)過微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層，金屬層為化學(xué)鍛儀層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏復(fù)合材料，其特征在于:所述石膏模具的制作材料為各 種石膏及石膏復(fù)合材料的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏復(fù)合材料，其特征在于:所述微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂 覆層中的微孔化的對象指石膏模具的工作面，所述微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層的制備方法和步 驟如下： 在干燥的石膏模具工作面上刷涂或噴涂一層涂料，運(yùn)種涂料的配方W重量分?jǐn)?shù)計為： 環(huán)氧樹脂100,稀釋劑20~60,固化劑5~100,填料5~50,發(fā)泡劑0.5~10,偶聯(lián)劑1~5,接 下來是運(yùn)樣制作的： A. 發(fā)泡劑成分為侶粉和化OH飽和溶液:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入填料、侶粉及固 化劑、偶聯(lián)劑，攬拌均勻，然后滴入化OH飽和溶液，迅速攬拌均勻，石膏模具在室溫下放置2 小時，待發(fā)泡后放置烘箱中，每半小時升溫10攝氏度，至100攝氏度后恒溫6小時，緩慢冷卻 至室溫，微孔環(huán)氧樹脂層干燥成形； B. 發(fā)泡劑成分為小蘇打:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入填料及固化劑、偶聯(lián)劑、小蘇 打粉，攬拌均勻，將石膏模具放置烘箱中，每半小時升溫10攝氏度，至100攝氏度后恒溫6小 時，緩慢冷卻至室溫，微孔環(huán)氧樹脂層成形。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石膏復(fù)合材料，其特征在于:所述金屬層是指微孔化環(huán)氧樹 脂涂覆層上施鍛的化學(xué)鍛儀層，所述化學(xué)鍛儀層是運(yùn)樣的制作流程:除油-4且化一?活化 -+清洗一?化學(xué)鍛儀。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種石膏復(fù)合材料，其特征在于:所述粗化為涂覆有微孔化環(huán)氧 樹脂涂覆層的石膏模具工作面浸入W化OH 600g/L，化N03 120 g/L，化N02 120 g/L配制的 93°C溶液中5~10分鐘。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種石膏復(fù)合材料，其特征在于:所述活化為粗化的石膏模具工 作面浸入80g/L的乙酸儀醇溶液中，再緩慢倒入70g/L的棚氨化鋼醇溶液攬拌，20~30分鐘 后取出。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種石膏復(fù)合材料，其特征在于：所述化學(xué)鍛儀為酸性化學(xué)鍛 儀，所述化學(xué)鍛儀層厚度1~30μπι。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種石膏復(fù)合材料，其特征在于:所述填料為開孔空屯、玻璃微珠 和娃酸侶粉，開孔空屯、玻璃微珠與娃酸侶粉的體積比為1:0.5-~10,開孔空屯、玻璃微珠和 娃酸侶粉顆粒的目粒度為-500目。
【文檔編號】C04B38/02GK106083151SQ201610406542
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】張軍, 張帆, 諶寰海, 孫煒
【申請人】南昌航空大學(xué)