一种高压透水丙烯酸胶模及制备方法与流程

1.本技术涉及过滤材料的技术领域，尤其是涉及一种高压透水丙烯酸胶模及制备方法。


背景技术：

2.注浆成型是在陶瓷生产工艺中简单而又便捷的一种成型工艺，而在陶瓷的注浆成型工艺中，通常需要使用石膏制成的模具。石膏模具的多孔性能赋予了其具有较好的透水性能，目前仍广泛地应用于注浆、旋压、滚压等成型工艺中。在成型中将浆料加入石膏模具内腔中并施加一定的压力，水分能够通过石膏模具进行干燥，泥浆则能够在模具内干燥，最后将胚体进行脱模即可。
3.虽然石膏模具在注浆成型中具有广泛的应用，但是由于石膏模具的抗压强度、弯曲强度性能较低，经过多次的加压之后，石膏模具容易出现变形、甚至掉渣的情况，使用寿命低，因此石膏模具已经不满足于现今的注浆成型的生产要求。


技术实现要素：

4.第一方面，本技术提供一种高压透水丙烯酸胶模。
5.本技术提供一种高压透水丙烯酸胶模，采用如下的技术方案：一种高压透水丙烯酸胶模，包括a组分和b组分，a组分包括按重量百分数计的以下组分：pmma粉体35-65％，所述pmma粉体中掺杂有占a组分质量0.1-3％的过氧化二苯甲酰；消泡剂 0.3-1.5％；乳化剂 0.3-1.5％；水余量；b组分包括按重量百分数计的以下组分：丙烯酸酯单体 20-50％；苯乙烯 10-30％；胺类促进剂 0.1-0.5％；填充物 45-60％。
6.通过采用上述技术方案，以pmma为基料，以丙烯酸酯单体和苯乙烯为反应单体，在水中进行反应，乳化剂能够提高颗粒间分布的均匀性，将a组分和b组分混合后，引发剂过氧化二苯甲酰在胺类促进剂的作用下能够引发反应，丙烯酸酯单体和苯乙烯的反应能够以掺杂有bpo的pmma粉体为基料，以pmma为类似交联点，而形成类似三维网络状结构，使得聚合后的丙烯酸胶模具有较高的强度，填充物在体系中不参与反应，能够在反应生成丙烯酸胶模内形成细微的开口气孔，反应完成后，通过水的挥发，即可以在丙烯酸胶模表面及内部形成连通的孔隙，从而制备得到的丙烯酸胶模具有较好的强度，并且由于孔隙的存在，也会有
较好的透水性，从而可以用于制备模具以代替传统的石膏模具。
7.可选的，包括a组分和b组分，a组分包括按重量百分数计的以下组分：pmma粉体40-60％，所述pmma粉体中掺杂有占a组分重量0.5-2％的过氧化二苯甲酰；消泡剂 0.5-1％；乳化剂 0.5-1％；水余量；b组分包括按重量百分数计的以下组分：丙烯酸酯单体 25-50％；苯乙烯 15-25％；胺类促进剂 0.1-0.5％；填料 45-60％。
8.可选的，所述胺类促进剂为对苯二甲胺。
9.通过采用上述技术方案，对苯二甲胺能够降低过氧化二甲酰的自由基产生温度，提高发生反应的速度。
10.可选的，所述填充物为平均粒径为4-8μm的超细pmma。
11.通过采用上述技术方案，超细pmma的结构和反应单体相似，能够更好的共混，在反应体系中分布的更好以及和丙烯酸胶模的相容性更好，从而使得制备得到的孔隙更加均匀。
12.可选的，所述a组分和b组分的重量比为1:0.5-2。
13.可选的，所述乳化剂为非离子型表面活性剂。
14.通过采用上述技术方案，乳化剂对单体的分散效果好，促进油相和水相的混匀，最后得到的产品的性能更好。
15.可选的，所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或者几种混合物。
16.第二方面，本技术提供一种高压透水丙烯酸胶模的制备方法。
17.一种高压透水丙烯酸胶模的制备方法，采用如下的技术方案：一种高压透水丙烯酸胶模的制备方法，包括以下步骤；按规定称量a组分各原料组分，混合均匀，获得所述a组分；按规定称量b组分各原料组分，搅拌获得所述b组分；然后将所述a组分倒入所述b组分中并快速搅拌，然后倒入模具中进行成模。
18.通过采用上述技术方案，将a组分混合好，然后混合好b组分，然后将a组分倒入到b组分中并快速搅拌，使得a组分即可以和b组分反应，反应速度快，并且得到的丙烯酸胶模具有较好的强度和孔隙率，可以用于替代传统的石膏模具。
19.可选的，b组分各原料组分搅拌的时间小于1分钟。
20.通过采用上述方案，能够避免超细pmma粉全部发生溶解，导致对后面的孔隙率的量造成影响。
21.本发明的原理是：采用pmma粉作为交联点，与丙烯酸酯类单体和苯乙烯形成交联结构的丙烯酸胶模，能够获得高强度的模；并以超细pmma粉作为成孔助剂，通过乳化剂使水
相和油相相混匀，有助于在成模后水分挥发后形成较高的透孔孔隙率以及合适的孔隙尺寸。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：1.通过将a组分和b组分相混合，使得两者能够相互快速反应，制备出具有强度高、孔隙率高、孔隙尺寸合适的丙烯酸胶模，从而可以代替石膏模具，用于陶瓷等的注浆成型工艺中；2.添加了超细pmma作为填充物，能够提高丙烯酸胶模整体的孔隙率。
具体实施方式
23.实施例1准备a组分；称量35kg的pmma粉体，pmma粉体中掺杂有0.1kg的过氧化二苯甲酰，将pmma粉体和过氧化二苯甲酰溶解于丙酮溶液中，再通过喷雾干燥方式得到pmma粉体中掺杂过氧化二苯甲酰的固体，并称量0.3kg的消泡剂(选自聚二甲基硅氧烷)、0.3kg的乳化剂(选自吐温80)，以及64.3kg的水，添加至高速分散机中搅拌均匀，并且搅拌温度在15℃以下进行，搅拌时间不少于20分钟。
24.准备b组分；称量24.5kg的mma单体、30kg的苯乙烯单体，对苯二甲胺0.5kg以及45kg的超细pmma粉，超细pmma粉的平均粒径在4-8μm，将称量的原料加入到高速分散机中300r/min快速搅拌，且搅拌时间不多于1分钟，以免超细pmma完全溶解，得到b组分。
25.按重量比为1:1的比例，将a组分快速倒入b组分中，并且在300r/min的转速下快速搅拌，在30秒内将a组分和b组分混合好的物料倒入模具中进行固化成模。
26.实施例2准备a组分；称量40kg的pmma粉体，pmma粉体中掺杂有0.5kg的过氧化二苯甲酰，将pmma粉体和过氧化二苯甲酰溶解于丙酮溶液中，再通过喷雾干燥方式得到pmma粉体中掺杂过氧化二苯甲酰的固体，并称量0.5kg的消泡剂(选自聚二甲基硅氧烷)、0.5kg的乳化剂(选自吐温80)，以及58.5kg的水，添加至高速分散机中搅拌均匀，并且搅拌温度在15℃以下进行，搅拌时间不少于20分钟。
27.准备b组分；称量20kg的mma单体、30kg的苯乙烯单体，对苯二甲胺0.1kg以及49.9kg的超细pmma粉，超细pmma粉的平均粒径在4-8μm，将称量的原料加入到高速分散机中300r/min快速搅拌，且搅拌时间不多于1分钟，以免超细pmma完全溶解，得到b组分。
28.按重量比为1:1的比例，将a组分快速倒入b组分中，并且在300r/min的转速下快速搅拌，在30秒内将a组分和b组分混合好的物料倒入模具中进行固化成模。
29.实施例3准备a组分；称量60kg的pmma粉体，pmma粉体中掺杂有2kg的过氧化二苯甲酰，将pmma粉体和过氧化二苯甲酰溶解于丙酮溶液中，再通过喷雾干燥方式得到pmma粉体中掺杂过氧化二苯甲酰的固体，并称量1kg的消泡剂(选自聚二甲基硅氧烷)、1kg的乳化剂(选自吐温80)，以及36kg的水，添加至高速分散机中搅拌均匀，并且搅拌温度在15℃以下进行，搅拌时间不少于20分钟。
30.准备b组分；称量50kg的mma单体、10kg的苯乙烯单体，对苯二甲胺0.5kg以及39.5kg的超细pmma粉，超细pmma粉的平均粒径在4-8μm，将称量的原料加入到高速分散机中300r/min快速搅拌，且搅拌时间不多于1分钟，以免超细pmma完全溶解，得到b组分。
31.按重量比为1:1的比例，将a组分快速倒入b组分中，并且在300r/min的转速下快速搅拌，在30秒内将a组分和b组分混合好的物料倒入模具中进行固化成模。
32.实施例4准备a组分；称量65kg的pmma粉体，pmma粉体中掺杂有3kg的过氧化二苯甲酰，将pmma粉体和过氧化二苯甲酰溶解于丙酮溶液中，再通过喷雾干燥方式得到pmma粉体中掺杂过氧化二苯甲酰的固体，并称量1kg的消泡剂(选自聚二甲基硅氧烷)、1kg的乳化剂(选自吐温80)，以及30kg的水，添加至高速分散机中搅拌均匀，并且搅拌温度在15℃以下进行，搅拌时间不少于20分钟。
33.准备b组分；称量20kg的mma单体、30kg的苯乙烯单体，对苯二甲胺0.5kg以及49.5kg的超细pmma粉，超细pmma粉的平均粒径在4-8μm，将称量的原料加入到高速分散机中300r/min快速搅拌，且搅拌时间不多于1分钟，以免超细pmma完全溶解，得到b组分。
34.按重量比为1:1的比例，将a组分快速倒入b组分中，并且在300r/min的转速下快速搅拌，在30秒内将a组分和b组分混合好的物料倒入模具中进行固化成模，并且在倒入模具中固化的过程中不得再搅拌。
35.实施例5准备a组分；称量45kg的pmma粉体，pmma粉体中掺杂有0.5kg的过氧化二苯甲酰，将pmma粉体和过氧化二苯甲酰溶解于丙酮溶液中，再通过喷雾干燥方式得到pmma粉体中掺杂过氧化二苯甲酰的固体，并称量0.5kg的消泡剂(选自聚二甲基硅氧烷)、0.5kg的乳化剂(选自吐温80)，以及53.5kg的水，添加至高速分散机中搅拌均匀，并且搅拌温度在15℃以下进行，搅拌时间不少于20分钟。
36.准备b组分；称量25kg的mma单体、19.5kg的苯乙烯单体，对苯二甲胺0.5kg以及60kg的超细pmma粉，超细pmma粉的平均粒径在4-8μm，将称量的原料加入到高速分散机中300r/min快速搅拌，且搅拌时间不多于1分钟，以免超细pmma完全溶解，得到b组分。
37.按重量比为1:1的比例，将a组分快速倒入b组分中，并且在300r/min的转速下快速搅拌，在30秒内将a组分和b组分混合好的物料倒入模具中进行固化成模，并且在倒入模具中固化的过程中不得再搅拌。
38.实施例6准备a组分；称量45kg的pmma粉体，pmma粉体中掺杂有0.5kg的过氧化二苯甲酰，将pmma粉体和过氧化二苯甲酰溶解于丙酮溶液中，再通过喷雾干燥方式得到pmma粉体中掺杂过氧化二苯甲酰的固体，并称量0.5kg的消泡剂(选自聚二甲基硅氧烷)、0.5kg的乳化剂(选自吐温80)，以及53.5kg的水，添加至高速分散机中搅拌均匀，并且搅拌温度在15℃以下进行，搅拌时间不少于20分钟。
39.准备b组分；称量39.5kg的mma单体、15kg的苯乙烯单体，对苯二甲胺0.5kg以及45kg的超细pmma粉，超细pmma粉的平均粒径在4-8μm，将称量的原料加入到高速分散机中300r/min快速搅拌，且搅拌时间不多于1分钟，以免超细pmma完全溶解，得到b组分。
40.按重量比为1:1的比例，将a组分快速倒入b组分中，并且在300r/min的转速下快速搅拌，在30秒内将a组分和b组分混合好的物料倒入模具中进行固化成模，并且在倒入模具中固化的过程中不得再搅拌。
41.实施例7
准备a组分；称量50kg的pmma粉体，pmma粉体中掺杂有0.5kg的过氧化二苯甲酰，将pmma粉体和过氧化二苯甲酰溶解于丙酮溶液中，再通过喷雾干燥方式得到pmma粉体中掺杂过氧化二苯甲酰的固体，并称量0.5kg的消泡剂(选自聚二甲基硅氧烷)、0.5kg的乳化剂(选自吐温80)，以及48.5kg的水，添加至高速分散机中搅拌均匀，并且搅拌温度在15℃以下进行，搅拌时间不少于20分钟。
42.准备b组分；称量34.5kg的mma单体、20kg的苯乙烯单体，对苯二甲胺0.5kg以及45kg的超细pmma粉，超细pmma粉的平均粒径在4-8μm，将称量的原料加入到高速分散机中300r/min快速搅拌，且搅拌时间不多于1分钟，以免超细pmma完全溶解，得到b组分。
43.按重量比为1:1的比例，将a组分快速倒入b组分中，并且在300r/min的转速下快速搅拌，在30秒内将a组分和b组分混合好的物料倒入模具中进行固化成模，并且在倒入模具中固化的过程中不得再搅拌。
44.对比例1本对比例和实施例7的制备方法相同，不同之处在于原料b组分中没有添加填充物超细pmma。
45.对比例2本对比例和实施例7的制备方法和原料均相同，不同之处在于a组分中没有添加掺杂的pmma粉体。
46.对比例3本对比例和实施例7的制备方法和原料均相同，不同之处在于b组分在混合搅拌时，将超细pmma粉完全溶解。
47.对比例4本对比例和实施例7的制备方法相同，不同之处在于a组分中掺杂有过氧化二苯甲酰的pmma粉体以等重量的未掺杂pmma粉体和过氧化二苯甲酰替代，直接加入到高速分散机中混合。
48.性能检测抗压强度：制成4cm
×
4cm
×
4cm方块，参照国家标准gb/t17671-1999进行测试；弯曲强度：制成11.8cm
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15cm
×
10cm方块，参照国家标准gb/t9341-2008进行测试；孔隙率：制成4cm
×
4cm
×
4cm方块，并使用清水将方块清洗干净，在50℃的条件下干燥至恒重记为m1，然后将方块放入清水中，吸水至恒重记为m2，孔隙率＝[(m
2-m1)/m1]
×
100％。
[0049]
对实施例1-7以及对比例1-4的性能进行测试，测试结果如下表1。
[0050]
表1 实施例1-7以及对比例1-4的性能结果 抗压强度(mpa)弯曲强度(mpa)孔隙率/％实施例132.315.334.1实施例233.216.132.3实施例333.616.828.2实施例432.915.727.2实施例534.116.633.5
实施例633.815.932.9实施例734.417.134.5对比例128.213.118.3对比例222.110.232.2对比例330.114.219.2对比例424.410.128.3通过对比实施例7以及对比例1可以得出，本技术的方案中通过将掺杂有bpo的pmma粉体作为自凝粉体丙烯酸树脂，作为可反应型基料，以mma和苯乙烯为固化单体，并且以超细pmma作为填充物，将a组分和b组分混合在一起后，促进剂能够促进bpo的引发作用，使得mma单体和苯乙烯单体能够以pmma粉体为类似交联点而形成类似网络状结构，制备的丙烯酸胶模具有良好的强度，并且在此过程中，超细pmma粉与水混合在网络结构的聚丙烯酸胶模内，能够形成微细的开孔，当水挥发后，从而在聚丙烯酸胶模内形成了多孔隙结构。
[0051]
将本发明实施例1-7的高压透水丙烯酸胶模具应用于陶瓷加压成模，发现效果较好，透水快、无陶瓷泥浆渗出，可以在较低的压力下即实现透水，重复使用超过500次，仍然无变形、无掉渣。
[0052]
将上述对比例1-4制备的丙烯酸胶模具应用于陶瓷加压成模，对比例1和对比例3透水慢，透水不完全，需要更高的压力，导致模具的重复使用次数低。对比例2和对比例4的强度低，易变行，重复使用次数少。
[0053]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。