一種石膏模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種石膏模具，石膏模具基體內縱向與橫向都均勻布置有微孔銅管并焊接成互相連通的銅管網架作為通氣道，通過預留于石膏模具外表面的通氣孔通以室溫的或35～100℃的空氣或壓縮空氣，對石膏模具進行快速干燥，銅管網架增強了石膏模具的結構強度，在模具內部構建了順暢的通風環(huán)境，干燥效率高；還將微孔高分子層、金屬鍍層復合在石膏表面，保持石膏模具的吸水性能，而機械強度提高，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，經濟效益好。
【專利說明】
一種石膏模具
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種石膏模具，尤其是一種可大批量生產陶瓷素坯的模具。
【背景技術】
[0002] 大批量生產陶瓷產品時，廣泛使用石膏模具，但由于石膏本身的特性造成普通石 膏模具存在各種弱點，于是人們探索了各種改進方法。例如，中國專利文獻公開了一種加壓 干燥式石膏模具[申請?zhí)?200720061135.4]，包括由石膏材料制成的模體，在模體厚度中間 設置有多根直徑為〇 . 5~3cm的透氣管，透氣管呈網狀或梳狀分布，間隔為5~20cm，且之間 相接或交連;在模體中還設置有通氣管，可與壓縮空氣機的輸出管相應連接。該模具可提高 生產效率，可節(jié)約大量能源消耗，降低生產成本，但該種模具的機械強度沒有大的變化，表 面光滑度沒有提高，壽命不長。又例如，中國專利文獻公開了一種金屬石膏復合模[申請?zhí)枺?201020177926.5]，包括由金屬材料制成的模具本體，在模具本體內的型腔設有石膏填充 物，具有機械強度高，表面光滑度好的特點，重復使用次數(shù)多。但這種模具的模具本體吸水 率非常低，不能大量吸收模具內陶瓷素坯中的水分，還需要用其他的方法進行干燥，浪費能 源，生產效率不高。

【發(fā)明內容】

[0003] 本實用新型的目的在于提供一種新型石膏模具，石膏模具基體內縱向與橫向都均 勻布置有微孔銅管并焊接成互相連通的銅管網架作為通氣道，通過預留于石膏模具外表面 的通氣孔通以室溫的或35-100°C的空氣或壓縮空氣，對石膏模具進行快速干燥，銅管網架 增強了石膏模具的結構強度，在模具內部構建了順暢的通風環(huán)境，干燥效率高;還將微孔高 分子層、金屬鍍層復合在石膏表面，保持石膏模具的吸水性能，而機械強度提高，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，經濟效益好。
[0004] 本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種是石膏模具，包括石膏基體、微孔銅管網架、復合 層，復合層包括高分子層、金屬層;其特征在于:石膏基體是石膏制作的石膏模具，預制好的 微孔銅管網架放置于石膏模具基體中，銅管網架于模具的外表面留有出口，通以空氣，微孔 銅管網架整體于石膏模具中構成通氣道，石膏基體處于底層，其上附有高分子層，金屬層覆 蓋于高分子層上，高分子層為經過微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層，金屬層為化學鍍鎳層。
[0005] 進一步的，所述石膏模具基體的制作材料為各種石膏及石膏復合材料的一種或幾 種。
[0006] 進一步的，所述微孔銅管網架為根據(jù)石膏模具的形狀均勻布置在石膏模具基體中 的一根或若干根微孔銅管，銅管間距2~30cm，預先用錫焊的方法互相聯(lián)通，縱向微孔銅管 的中心線通過所處石膏基體位置的橫截面中心線，橫向微孔銅管的中心線通過所處石膏基 體位置的縱截面中心線。
[0007] 進一步的，所述微孔銅管的直徑為0.1~10cm，所述微孔銅管的微孔，直徑為0.1~ 20mm 〇
[0008] 進一步的，所述石膏模具通氣道是這樣形成的：
[0009] (1)封閉處理，將微孔銅管網架浸入80攝氏度以上融化的石蠟中，取出置于鋼絲網 板上冷卻至室溫；
[0010] (2)在翻制模具的翻箱中放置若干半干的石膏塊，石膏塊的厚度是石膏模具基體 底部部分厚度的二分之一減銅管半徑，將焊接好的微孔銅管網架放置在石膏塊上，調整網 架位置，使其距離左右及前后翻箱側板的距離相等，放置好模芯，注入石膏漿；
[0011] (3)待石膏漿凝固后，拆除模芯和翻箱，得到石膏模具基體，將其放入烘箱中，每半 小時升溫10攝氏度，至100攝氏度后保溫1小時，緩慢冷卻至室溫；
[0012] (4)在微孔銅管網架于石膏模具外表面所留出口中灌入除蠟水，反復沖洗若干次， 用壓縮空氣吹干，通氣道的構造完成；
[0013] 進一步的，所述通氣道中所通的空氣為室溫的或35-100°C熱的空氣或壓縮空氣。
[0014] 進一步的，所述往銅管網架于模具外表面所留出口通入空氣時，選擇若干出口作 為進氣口，留下若干個出口作為排氣口。
[0015] 進一步的，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：
[0016] 在干燥的石膏模具工作面上刷涂或噴涂一層涂料，這種涂料的配方以重量分數(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， 接下來是這樣制作的：
[0017] A.發(fā)泡劑成分為鋁粉和NaOH飽和溶液:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加入填料、鋁粉 及固化劑、偶聯(lián)劑，攪拌均勻，然后滴入NaOH飽和溶液，迅速攪拌均勻，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；
[0018] 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，攪拌均勻，將石膏模具放置烘箱中，每半小時升溫10攝氏度，至1〇〇攝氏度后恒溫 6小時，緩慢冷卻至室溫，微孔環(huán)氧樹脂層成形。
[0019] 進一步的，所述金屬層是指微孔化環(huán)氧樹脂涂覆層上施鍍的化學鍍鎳層，所述化 學鍍鎳層是這樣的制作流程
，所述化學鍍鎳 層厚度為1~30μηι。
[0020] 進一步的，所述填料為開孔空心玻璃微珠和硅酸鋁粉，開孔空心玻璃微珠與硅酸 鋁粉的體積比為1: 〇. 5-~10，開孔空心玻璃微珠和硅酸鋁粉顆粒的目粒度為-500目。
[0021 ]本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0022] (1)通氣道由橫向及縱向微孔銅管焊接相通成網狀，銅管可以根據(jù)石膏模具的形 狀預先設計，較均勻地布置在石膏模具基體厚度的中間位置，石膏模具基體不同形狀的部 位受氣量較均勻，干燥效率高；網狀的微孔銅管骨架不必拆除，構成石膏模具的骨架，使石 膏模具的結構強度大大提高，可重復利用，同時銅材的導熱系數(shù)高，通入熱空氣，對石膏模 具的干燥效率更高。
[0023] (2)在石膏模具基體上形成的微孔化復合層，發(fā)泡劑與開孔空心玻璃微珠填料的 并用，透水率高，不降低模具的吸水性能，又增加了機械強度；
[0024] (3)環(huán)氧樹脂涂覆層，提高了石膏模具的韌性，機械強度增加，耐腐蝕性能優(yōu)越；
[0025] (4)化學鍍鎳層，表面光滑，非潤滑條件下摩擦系數(shù)小，脫模迅速，出品的陶瓷素坯 外觀光潔，抗蝕性強，硬度大，耐磨損，提高了模具的壽命十倍以上。
【附圖說明】

[0026]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0027]圖2為本實用新型的A放大圖。
[0028]圖3為本實用新型的B放大圖。
[0029] 附圖中標號說明
[0030] 10.石膏基體，20.復合層，100.微孔銅管網架，101.出口，1001.縱向微孔銅管， 1002橫向微孔銅管，200.工作面，2011.環(huán)氧樹脂涂覆層，2012.化學鍍鎳層，202.微孔。
【具體實施方式】
[0031] 本實用新型是這樣來實現(xiàn)的。以下結合【附圖說明】對本發(fā)明的實施例作進一步詳細 描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明的范圍，凡是采用本發(fā)明的相似結構及其相似變化， 均應列入本發(fā)明的保護范圍。
[0032] 如圖1-3所示，一種是石膏模具，包括石膏基體（10)、復合層（20)、微孔銅管網架 (1〇〇)，復合層(20)包括高分子層、金屬層;其特征在于:石膏基體(10)是石膏制作的石膏模 具，預制好的微孔銅管網架（100)放置于石膏基體(10)中，銅管網架于模具的外表面留有出 口（101)，通以空氣，微孔銅管網架（100)整體于石膏模具中構成通氣道，石膏基體（10)處于 底層，其上附有高分子層，金屬層覆蓋于高分子層上，高分子層為經過微孔化處理的環(huán)氧樹 脂涂覆層(2011)，金屬層為化學鍍鎳層(2012)。
[0033] 如圖1所示，本實用新型是這樣來工作和實施的，一種石膏模具中構造通氣道的方 法，包括石膏基體（10)，于石膏基體（10)中放置預制好的微孔銅管網架（100)，銅管網架于 模具的外表面留有出口（101)，通以空氣，微孔銅管網架（100)整體于石膏模具中構成通氣 道。制作過程如下：
[0034] ①根據(jù)石膏模具形狀的計算結果，縱向每隔10cm安放一根縱向微孔銅管（1001)， 橫向每隔8cm安放一根橫向微孔銅管（1002);以直徑lcm銅管彎制成其將要安放位置石霄基 體（10)縱向截面中心的形狀制成縱向銅管，以直徑lcm銅管彎制成其將要安放位置石膏模 基體（1 〇 )橫向截面中心的形狀制成橫向銅管;上鉆床均勻鉆直徑1mm的孔8排，其中縱向微 孔銅管（1001)預作出口（101)處留5cm不鉆孔;縱向微孔銅管（1001)每隔8cm鉆直徑6mm的通 孔；將橫向微孔銅管（1002)根據(jù)計算截斷，每根投影長度9cm;將上述的縱向微孔銅管 (1001)和橫向微孔銅管（1002)焊接成設計好的網架，組成微孔銅管網架(100);
[0035]②將微孔銅管網架（100)浸入80攝氏度以上融化的石蠟中，取出置于鋼絲網板上 冷卻至室溫，封閉微孔；
[0036] ③在翻制模具的翻箱中放置若干半干的石膏塊，石膏塊的厚度是石膏模具基底部 部分厚度的二分之一減除銅管半徑，將焊接好的微孔銅管網架（1〇〇)放置在石膏塊上，調整 網架位置，使其距離左右及前后翻箱側板的距離相等，放置好模芯，注入石膏漿；
[0037] ④待石膏漿凝固后，拆除模芯和翻箱，得到石膏模具，將其放入烘箱中，每半小時 升溫10攝氏度，至100攝氏度后保溫1小時，緩慢冷卻至室溫；
[0038] ⑤往微孔銅管網架于石膏模具外表面所留出口（101)中灌入除蠟水，反復沖洗3 次，用壓縮空氣吹干，通氣道的構造完成。
[0039] ⑥在干燥的石膏模具工作面(200)上刷涂或噴涂一層涂料，這種涂料的配方以重 量分數(shù)計為:環(huán)氧樹脂100，丙酮40，聚酰胺15，開孔空心玻璃微珠8，硅酸鋁粉30，鋁粉0.4， NaOH飽和溶液0.5，γ -環(huán)氧化丙氧基三乙氧基硅烷(KH-560H ;這里丙酮為稀釋劑，聚酰胺 為固化劑，鋁粉與NaOH飽和溶液為發(fā)泡劑，開孔空心玻璃微珠和硅酸鋁為填料，γ -環(huán)氧化 丙氧基三乙氧基硅烷(ΚΗ-560)為偶聯(lián)劑。涂料是這樣制作的:將環(huán)氧樹脂用稀釋劑稀釋，加 入鋁粉、開孔空心玻璃微珠、硅酸鋁粉及聚酰胺、ΚΗ-560,攪拌均勻，然后滴入NaOH飽和溶 液，迅速攪拌均勾；
[0040] ⑦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，在這個過程中發(fā)泡劑發(fā)泡形成的空隙與開孔 空心玻璃微珠共同于干燥的環(huán)氧樹脂涂覆層(2011)中形成微孔(202);
[0041] ⑧對微孔環(huán)氧樹脂涂覆層(2011)施鍍化學鍍鎳層(2012)，化學鍍鎳層(2012)是這 樣的制作流程：
[0042] 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，NaC03 30g/L, Na3P〇4 50g/L配制的45~55°C的溶液中30分鐘；
[0043] 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行封閉，將石膏模具 浸入以NaOH 600g/L，NaN03 120 g/L，NaN02 120 g/L配制的93°C溶液中5~10分鐘；
[0044] c.活化:將經過粗化處理的石膏模具浸入80g/L的乙酸鎳醇溶液，再緩慢倒入70g/ L的硼氫化鈉醇溶液攪拌，20~30分鐘后取出；
[0045] d.先冷水洗，再純水洗經活化處理的石膏模具工作面；
[0046] 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90~95°C 的化學鍍鎳溶液中進行化學鍍鎳，鍍層厚度3μπι，撕除透明塑料膠帶，刮去石膏模具表面殘 留的膠體；
[0047]⑨陶瓷素坯于石膏模具中塑好形后，將2個網架出口（101)作為進氣口，其余作為 排氣口，向通氣道中通入溫度為50°C左右的空氣，對石膏模具基體（10)及陶瓷素坯進行干 燥。
【主權項】
1. 一種石膏模具，包括石膏基體、微孔銅管網架、復合層;其特征在于:石膏基體是石膏 制作的石膏模具，預制好的微孔銅管網架放置于石膏模具基體中，微孔銅管網架于模具的 外表面留有出口，通以空氣，微孔銅管網架整體于石膏模具中構成通氣道，石膏基體處于底 層，其石膏基體上附有復合層，復合層包括高分子層、金屬層;金屬層覆蓋于高分子層上，高 分子層為經過微孔化處理的環(huán)氧樹脂涂覆層，金屬層為化學鍍鎳層。2. 根據(jù)權利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述石膏基體的制作材料為各種石 膏及石膏復合材料的一種或幾種。3. 根據(jù)權利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述微孔銅管網架為根據(jù)石膏模具 的形狀均勻布置在石膏模具基體中的一根或若干根微孔銅管，銅管間距2~30cm，預先用錫 焊的方法互相聯(lián)通，縱向微孔銅管的中心線通過所處石膏基體位置的橫截面中心線，橫向 微孔銅管的中心線通過所處石膏基體位置的縱截面中心線。4. 根據(jù)權利要求3所述一種石膏模具，其特征在于:所述微孔銅管的直徑為0.1~10cm， 所述微孔銅管的微孔，直徑為0.1~20mm。5. 根據(jù)權利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述通氣道中所通的空氣為室溫的 或35-100°C熱的空氣或壓縮空氣。6. 根據(jù)權利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述往銅管網架于模具外表面所留 出口通入空氣時，選擇若干出口作為進氣口，留下若干個出口作為排氣口。7. 根據(jù)權利要求1所述一種石膏模具，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。8. 根據(jù)權利要求1所述一種石膏模具，其特征在于:所述金屬層是指微孔化環(huán)氧樹脂涂 覆層上施鍍的化學鍍鎳層，所述化學鍍鎳層厚度為1~30μπι。
【文檔編號】B28B7/00GK205704628SQ201620558212
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】張軍, 諶寰海, 張帆, 孫煒
【申請人】南昌航空大學