一種工程陶瓷凝膠注模成型方法
【專(zhuān)利摘要】一種工程陶瓷凝膠注模成型方法，包括如下步驟：（1）將混合好的工程陶瓷粉料和相當(dāng)于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.8～1.5%的交聯(lián)劑卡波姆加入溶劑中，混合球磨3～5小時(shí)，得到懸浮穩(wěn)定的漿料；（2）將相當(dāng)于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.5～1.0%的引發(fā)劑加入漿料中，球磨7～9分鐘后，真空除泡6～8分鐘；（3）注入模具中原位凝固膠態(tài)成型，干燥，脫模，放入恒溫烘箱中烘干，即成。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，工藝穩(wěn)定，成型過(guò)程易于控制，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，適宜各種工程陶瓷粉料的近凈尺寸成型。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種工程陶瓷凝膠注模成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工程陶瓷凝膠注模成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]成型是凈近尺寸、復(fù)雜形狀的工程陶瓷生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]凝膠注模成型是一種先進(jìn)的陶瓷成型方法，為制備復(fù)雜形狀的工程陶瓷提供了有效的技術(shù)途徑。凝膠注模成型是美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室M.A.Janney和0.0.0matete等人于90年代初提出的，采用的體系為丙烯酰胺，但由于丙烯酰胺單體具有神經(jīng)毒性，不利于人體健康和環(huán)境保護(hù)，因此限制了其應(yīng)用范圍。盡管后來(lái)M.A.Janney和0.0.0matete開(kāi)發(fā)了甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥基乙酯等一系列低毒體系有機(jī)單體的凝膠注模成型，但這些有機(jī)單體成型過(guò)程控制較復(fù)雜，再加之這些有機(jī)單體價(jià)格高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]近十余年來(lái)逐步發(fā)展了無(wú)毒性凝膠大分子的凝膠注模成型技術(shù)，這些凝膠大分子包括明膠、瓊脂糖、瓊膠、果膠、殼聚糖、卡拉膠、海藻酸鈉等，它們可通過(guò)溫度等物理?xiàng)l件的改變或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生凝膠化，使工程陶瓷懸浮體原位固化成型。如明膠、瓊脂糖、果膠、卡拉膠(角叉藻膠)等具有熱溶膠特性，即在水中加熱到一定溫度時(shí)溶解，冷卻時(shí)形成凝膠而產(chǎn)生固化，但料漿的加熱會(huì)導(dǎo)致部分水分蒸發(fā)而影響料漿的粘度，使生產(chǎn)過(guò)程控制難度加大，從而影響工程陶瓷坯體的質(zhì)量；海藻酸鈉體系的凝膠注模成型，需引入含多價(jià)陽(yáng)離子的鹽類(lèi)作固化劑，因帶入了雜質(zhì)陽(yáng)離子，可能對(duì)工程陶瓷的某些性能產(chǎn)生負(fù)面影響，室溫抗彎強(qiáng)度低。采用上述無(wú)毒性凝膠大分子的凝膠注模成型的工程陶瓷干燥素坯的強(qiáng)度低，室溫抗彎強(qiáng)度僅0.32~8MPa。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種操作簡(jiǎn)便，易于控制，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，所得素坯強(qiáng)度高，表面`光潔，內(nèi)部致密均勻，有機(jī)物含量少，環(huán)境友好的工程陶瓷凝膠注模成型方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種工程陶瓷凝膠注模成型方法，包括如下步驟:
(1)將混合好的工程陶瓷粉料和相當(dāng)于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.8~1.5%的交聯(lián)劑卡波姆(即交聯(lián)聚丙烯酸樹(shù)脂)加入溶劑中，混合球磨3~5小時(shí)，得到懸浮穩(wěn)定的漿料；
(2)將相當(dāng)于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.5~1.0%的引發(fā)劑加入步驟(1)所得漿料中，球磨7~9分鐘后，真空除泡6~8分鐘；
(3)注入模具中原位凝固膠態(tài)成型，室溫下干燥13~21小時(shí)，脫模，放入恒溫烘箱中烘干，即得到工程陶瓷素坯。
[0007]進(jìn)一步，步驟(1)中，所述交聯(lián)劑卡波姆為卡波姆934P (即交聯(lián)聚丙烯酸樹(shù)脂)。
[0008]進(jìn)一步，步驟(1)中，所述溶劑為去離子水或乙醇，優(yōu)選去離子水作卡波姆934P用于非金屬陶瓷材料成型的溶劑，乙醇作卡波姆934P用于金屬陶瓷材料成型的溶劑。
[0009]進(jìn)一步，步驟(2)中，所述引發(fā)劑為三乙醇胺。
[0010]進(jìn)一步，步驟(3)中，烘干的溫度為60~80°C，優(yōu)選65~75°C，更優(yōu)選70°C。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在室溫下凝膠轉(zhuǎn)變固化成型，無(wú)需加熱誘導(dǎo)；有機(jī)物含量少，只有1.3wt%~2.5wt% ；所用交聯(lián)劑及引發(fā)劑均為藥用輔料，其中交聯(lián)劑為內(nèi)服制劑輔料，環(huán)境友好；制備的工程陶瓷素坯強(qiáng)度高，干燥后素坯抗彎強(qiáng)度達(dá)15.5MPa，表面光潔，內(nèi)部致密均勻，相對(duì)密度達(dá)60%。
[0012]本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，工藝穩(wěn)定，成型過(guò)程易于控制，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，適宜各種工程陶瓷粉料的近凈尺寸成型。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1-6
實(shí)施例1-6不同類(lèi)型工程陶瓷材料凝膠注模成型所加入的交聯(lián)劑(卡波姆934P)和引發(fā)劑(三乙醇胺)、溶劑配比見(jiàn)表1。
[0015]表 I
【權(quán)利要求】
1.一種工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將混合好的工程陶瓷粉料和相當(dāng)于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.8~1.5%的交聯(lián)劑卡波姆加入溶劑中，混合球磨3~5小時(shí)，得到懸浮穩(wěn)定的漿料； (2)將相當(dāng)于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.5~1.0%的引發(fā)劑加入步驟(1)所得漿料中，球磨7~9分鐘后，真空除泡6~8分鐘； (3)注入模具中原位凝固膠態(tài)成型，室溫下干燥13~21小時(shí)，脫模，放入恒溫烘箱中烘干，即得到工程陶瓷素坯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述交聯(lián)劑卡波姆為卡波姆934P。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述溶劑為去離子水或乙醇，去離子水作卡波姆934P用于非金屬陶瓷材料成型的溶劑，乙醇作卡波姆934P用于金屬陶瓷材料成型的溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，步驟(2)中，所述引發(fā)劑為三乙醇胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法， 其特征在于，步驟(3)中，烘干的溫度為60~80°C。
【文檔編號(hào)】C04B35/624GK103553636SQ201310484719
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】胡鐵武, 康益群, 伍正人, 孫青樂(lè) 申請(qǐng)人:冷水江市明玉陶瓷工具有限責(zé)任公司