[发明专利]纳米级陶瓷粉末压力注浆成型用高强石膏模的制备方法

说明书

纳米级陶瓷粉末压力注浆成型用高强石膏模的制备方法，以石膏粉为主原料，向石膏粉原料中加入的助剂包括抗溶蚀剂、缓凝剂、石膏粉重量8—12%的造孔剂和3—5%的增强剂，按照石膏粉与水的重量比为1:0.4—0.8的比例将石膏粉、助剂和水均匀搅拌混合制成浆料；浆料浇注于模具框中后，将模具框置于保温设备中，将其周围温度调整至35—45℃，并保持2—5小时，固化成型制成石膏模。通过控制温度，影响料浆内部孔隙的形成，使制备的石膏模具内部微孔尺寸降低到0.1~0.3μm，使纳米级原料粉末不易进入模具中的微孔，从而完成浆料的固液分离而成型。

技术领域

本发明涉及一种压力注浆成型用石膏模具，具体地说是一种纳米级陶瓷粉末压力注浆成型用高强石膏模的制备方法。

背景技术

压力注浆成型方法是一种采用组合式浇注机械，使用树脂、玻璃、石英、复合材料等微孔模具，以压缩空气作为压力介质，将陶瓷浆料压入微孔模具中，实现固液分离而成型的坯体成型方法。该方法自上世纪90年代以来，由于模具材料制备技术的发展，注浆压力逐步提高、加压脱水速度加快，同时自动化程度也得到提高。该技术的特点是：整个制备过程自动化程度高，制备的坯体规格大、密度高、强度高、可近净尺寸成型。目前已有的压力注浆成型技术，模具多使用微孔树脂材料（用金属或大理石作为外框），用于注浆成型的料浆原料一般使用微米级陶瓷粉末，制成微米粉浆料后，通过模具中预埋的进气管和进浆管实现成型操作，在工程化方面多应用于卫生洁具、日用瓷（如方盘、圆盘等）等形状较为简单的陶瓷坯体的成型。

微孔树脂模具的孔隙尺寸一般在1μm以上，这样微米级陶瓷粉制得的浆料在加压注浆时，粉末颗粒不会进入模具的微孔中而发生堵塞，使得浆料顺利实现固液分离而成型。但是当纳米级、高烧结活性、具有高附加值的技术陶瓷等原料粉末使用微孔树脂模具时，因其平均颗粒尺寸通常在100nm以下，在浆料分散性较好的情况下进行加压注浆，这种细粉颗粒极易进入模具的微孔中，造成微孔的堵塞，并且在加压过程中堵塞在微孔通道中的颗粒会脱水固化，由此使浆料中的大部分水分无法排出，导致成型困难。该问题的成因是模具微孔尺寸与原料粉粒度的不匹配。

而如何制造出微孔尺寸小、分布均匀，能够适用于纳米级陶瓷粉末压力注浆成型的模具，是目前技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服模具微孔尺寸与原料粉粒度不匹配导致微孔易堵塞，压力注浆成型过程中水分排出困难的问题，提供一种微孔尺寸小、分布均匀，能够适用于纳米级陶瓷粉末压力注浆成型的模具的制造方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：纳米级陶瓷粉末压力注浆成型用高强石膏模的制备方法，以石膏粉为主原料，加入包括抗溶蚀剂和缓凝剂的助剂，与水混合制成浆料后浇注于设定内模形状的模具框中，固化成型制成石膏模，在制备浆料的过程中，向石膏粉原料中加入的助剂还包括石膏粉重量8—12%的造孔剂和3—5%的增强剂，按照石膏粉与水的重量比为1:0.4—0.8的比例将石膏粉、助剂和水均匀搅拌混合制成浆料；浆料浇注于模具框中后，将模具框置于保温设备中，将其周围温度调整至35—45℃，并保持2—5小时。

所述的石膏粉为脱硫石膏制备的平均粒径为10 ~20μm，干抗压强度为40~45MPa的α型超高强石膏粉。

所述的造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、碳酸氢铵、尿素或聚乙二醇。

所述的增强剂为羧甲基纤维素钠、有机硅树脂或改性棉花纤维。

所述的抗溶蚀剂为平均粒径为30~45μm的炉渣粉或硅酸盐水泥粉，加入量为石膏粉重量的0.5—2%。

所述缓凝剂的加入量为石膏粉重量的0.5—2%。

石膏粉、助剂和水混合后，搅拌5—10分钟制成浆料。