一種復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑的制作方法
【專利說明】一種復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑，屬于日用陶 瓷技術(shù)領(lǐng)域。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 由于制備石膏陶瓷模具時，實際用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論水化需水量，而致使石膏模 具強度低、易破損、質(zhì)量差、使用壽命短這一致命的弱點越來越突出。另一方面，隨著陶瓷工 業(yè)逐步向機械化自動化生產(chǎn)方向的發(fā)展，國內(nèi)對石膏模具的需求量越來越多，質(zhì)量要求也 更商。
[0003] 針對這些問題，目前主要有三種方法以提高石膏模具的性能，第一種方法是通過 α -半水石膏和β -半水石膏按一定比例混合使用，與此同時，增加了混合工藝，對質(zhì)量的 控制也更嚴(yán)格，從而增加了成本；第二種是通過降低水膏比的方法以獲得高強度的石膏模 具，但會降低石膏模具的吸水率，繼而影響到生產(chǎn)效率；另一種方法則是通過添加外加劑來 提高石膏模具的強度。相比之下，添加劑能在極小摻量情況下明顯地提高石膏材料的性能， 具有一定的優(yōu)勢。
[0004] 目前，雖然有很多聚羧酸大分子添加劑應(yīng)用在陶瓷石膏模具中，但傳統(tǒng)的添加劑 的減水增強效果用于石膏中效果并不好，甚至?xí)档褪鄰姸?，且大部分的聚羧酸大分?由于其緩凝效果嚴(yán)重，往往會對石膏的機械強度造成不利的影響。因此，單一的聚羧酸大分 子添加劑往往不能夠滿足實際生產(chǎn)需求。BUlichen等的研究表明\ SO42與聚羧酸大分子 之間存在競爭吸附，在石膏水化過程中起到了加速劑的作用。鑒于此，考慮到芳磺基甜菜堿 (十二烷基二甲基芐基磺基甜菜堿），具有超級界面張力，且分子結(jié)構(gòu)中含有SO42，但其水 溶性差，而烷基苯磺酸鈉具有很好的增溶效果，且特別容易與其他物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用，因 而可以用烷基苯磺酸鈉來增加芳磺基甜菜堿的水溶性，它也常與其它物質(zhì)進行復(fù)配使用， 且烷基苯磺酸鈉，容易與Ca2+結(jié)合生成烷基苯磺酸鈣不溶物，起到一定的晶核作用，從而有 利于石膏晶體的生長，加速石膏水化過程。這提示烷基苯磺酸鈉與芳磺基甜菜堿的加入有 可能能夠降低由聚羧酸大分子緩凝作用造成強度的不利影響，甚至增強石膏模具的強度。 因此，如果能夠通過用聚羧酸大分子和烷基苯磺酸鈉復(fù)配來改性β-半水石膏，在不降低 β -半水石膏吸水性或降低程度可以容忍的前提下提高石膏強度，那將提高陶瓷模具使用 次數(shù)并減少α、β預(yù)混合工藝、降低生產(chǎn)成本。此外，β-半水石膏雖然吸水性良好，但所 需水膏比在0. 70以上，模具強度低；而聚羧酸大分子的減水作用可以緩解這一缺陷。
[0005] 本發(fā)明涉及到一種復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑，其中聚羧 酸大分子由于減水效果好，可以降低水膏比，而芳磺基甜菜堿及烷基苯磺酸鈉則是減緩聚 羧酸大分子緩凝作用帶來的不利影響，加快水化過程，從而提高模具石膏的強度。將少量聚 羧酸大分子和芳磺基甜菜堿及烷基苯磺酸鈉復(fù)配添加到β-半水石膏中后也可以替代傳 統(tǒng)使用的α、β混合石膏，降低成本；在不明顯降低甚至提高β -半水石膏良好吸水性能的 同時，還提高陶瓷餐具模具石膏強度，提高陶瓷餐具模具的使用效率、降低水膏比和生產(chǎn)成 本。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] [要解決的技術(shù)問題]
[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑，該 方法所用原料易得，工藝簡單，操作方便。
[0008] [技術(shù)方案]
[0009] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：將一定量復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶 瓷模用石膏外加劑（其中烷基苯磺酸鈉占總摻量的1% -6%，芳磺基甜菜堿占總摻量的 5%-15%，其余為大分子聚羧酸）以石膏質(zhì)量的0.05%-0.2% (優(yōu)選0. 1%-0. 15%)，加 入鑄模所需水中配制成溶液，需水量以水膏比（推薦使用〇. 60-0. 75,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 通過后續(xù)陶瓷泥料的技術(shù)特征來自行確定）計算。將此溶液在緩慢攪拌下在2-3min內(nèi)加 入β-半水石膏中，再放置l_3min后再制成石膏陶瓷模具試件，終凝后拆模，室溫下存放8 小時，45°C養(yǎng)護40-48小時后（至含水量為15% -20% )用于泥料成型，可同時測試陶瓷模 具使用次數(shù)（以模具邊緣變形不超過2mm為限）；陶瓷模具的泥料制坯成型時間為10-15分 鐘。對于強度和吸水性能數(shù)據(jù)測定，則將模具烘干至恒重后測量石膏試件強度、吸水性能。 本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)所用陶瓷泥料的特點來自行調(diào)節(jié)制坯成型時間。
[0010] 石膏試件強度測定參照GBT1640-1992,陶瓷模用石膏粉物理性能測試方法2,吸 水率的測定如下：將測完抗折強度后剩下的另一半塊石膏試件稱重（M1),然后浸沒入水中 (水面約高出石膏試件上端2cm左右），放置IOmin (本領(lǐng)域科計人員可以按照實際制坯時 間加以調(diào)整），取出，用濕抹布拭去試件表面多余的水，稱重（M2)并計算吸水率。計算公式 如下：
_ I
[0012] 本發(fā)明所述的聚羧酸大分子，可以通過以下技術(shù)方法獲得：以甲基丙烯磺酸鈉、甲 基烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、N-羥甲基丙烯酰胺為單體，以過硫酸銨為引發(fā)劑，于80°C下 進行水相自由基反應(yīng)8h后，升溫至90°C，老化lh，即可結(jié)束反應(yīng)。待冷卻后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%的NaOH中和至pH為7即可，其結(jié)構(gòu)如下式1。其中三種單體摩爾比為20 : 8 : 5,引 發(fā)劑用量為〇. 9%，甲基丙烯磺酸鈉可以替換成丙烯磺酸鈉，引發(fā)劑可替換成過硫酸鈉或過 硫Ife鐘，合成后的廣品固含量為40 %左右。
[0013]
[0014] 本發(fā)明所述的芳磺基甜菜堿為十二烷基二甲基芐基磺基甜菜堿，具體的分子結(jié)構(gòu) 式如下：
[0015]
[0016] 本發(fā)明所述的一種復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑，可以通過 以下技術(shù)方法獲得：將一定量的芳磺基甜菜堿，在緩慢攪拌下加入到少量的陰離子表面活 性劑烷基苯磺酸鈉中，混合溶解，然后將一定量的大分子聚羧酸緩慢攪拌下溶于上述溶液 中進行物理復(fù)配即可得到。
[0017][有益效果]
[0018] 本發(fā)明將少量復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑添加到β -半 水石膏中后，可以促進石膏水化過程，減緩聚羧酸大分子的緩凝作用所帶來的的不利影響， 降低水膏比，從而提高陶瓷餐具模具石膏強度，提高陶瓷餐具模具的使用效率、生產(chǎn)成本， 并提1? _吳具的使用率。 【【具體實施方式】】
[0019] 下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以 限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0020] 實施例一：
[0021] 將復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑（其中烷基苯磺酸鈉占總 摻量的1%，芳磺基甜菜堿占總摻量的5%，其余為大分子聚羧酸），以石膏質(zhì)量的0. 1% 摻量加入到按水膏比為〇. 65計算所需的需水量中配制成溶液，將β -半水石膏在2min內(nèi) 緩慢均勻加入此溶液中，再放置Imin后再制成石膏陶瓷模具試件，終凝后拆模，室溫下存 放8小時，45°C養(yǎng)護48小時后用于泥料成型，可同時測試陶瓷模具使用次數(shù)（以模具邊緣 變形不超過2mm為限）；陶瓷模具的泥料制坯成型時間為10分鐘。對于強度和吸水性能數(shù) 據(jù)測定，則將模具烘干至恒重后測量石膏試件強度、吸水性能。相對于空白樣石膏試件（抗 折強度為6. 56MPa，抗壓強度21. 56MPa，吸水率為27. 01)，摻有復(fù)配芳磺基甜菜堿的聚羧酸 系陶瓷模用石霄外加劑的石霄試件（抗折強度為7. 04MPa，抗壓強度22. 46MPa，吸水率為 26. 14)，其抗折強度增大了 7. 31 %，抗壓強度為9. 00%，吸水率略微下降了。用此改性石膏 制作的陶瓷模具，其使用次數(shù)由原來的140-160次提高到295-315次。