用于丁腈橡胶手套和PVC手套生产的陶瓷手模及其制备方法与流程

本发明涉及陶瓷手模技术领域，具体涉及一种用于丁腈橡胶手套和pvc手套生产的陶瓷手模及其制备方法。

背景技术：

手套模具是橡胶、乳胶和pvc手套行业生产上用来做手套浸胶成形的专用模具。使用之前手套模型要经过酸液的清洗、浸入热水加热，浸凝固剂并干燥、之后再用熔化好的橡胶或乳胶进行浸胶、浸胶后送烘箱进行烘干、加纤维内套、冲热水再送至烘箱硫化、烘干成形。整个过程中手套模具经受反复的急冷急热和化学腐蚀、要求手套模具要具有良好的耐腐蚀性和热稳定性、因此手套行业都使用陶瓷手模，陶瓷手模除具有良好的耐热、耐酸、耐碱、耐腐蚀性能外、还具有脱胶性好、成形好、硬度高不易划伤等特点、使用寿命是金属手模寿命的好几倍。

虽然陶瓷手模是一种工业陶瓷，但所使用的原料与传统日用陶瓷是相同的，包括粘土、石英和长石等，因此产品的热膨胀系数仍然偏大，随着手套生产技术的提高和生产效率的加快，对陶瓷手模的热稳定性的要求也越来越高，因此，对现有陶瓷手模原料配方进行调整以提高其热稳定性极其重要。

而且，各种液料对陶瓷手模的抗侵蚀性的要求是不相同的，其中丁腈橡胶手套的陶瓷手模的要求最为苛刻：每次手模使用后，先经过ph为3的酸性洗液喷淋清洗后，再经过ph为10.5的碱性洗液喷淋，清洗的温度为50-60℃。生产丁腈橡胶手套用的手模应当有良好的抗酸、碱侵蚀，有良好的耐热震性。

专利cn201410420911.x中公开了一种用于丁腈橡胶和pvc手套生产的陶瓷手模及其制备方法，由以下重量百分含量的原料组成：石英6-8％，长石12-22％，熟大同土32-45％，坊子土4-16％，苏州土2-3％，熟铝矾土10-30％，熟滑石2-8％，α-al2o310-30％。本发明制得的用于丁腈橡胶和pvc手套生产的陶瓷手模，具有在线使用寿命长、耐酸碱侵蚀性强、耐热震性好等优点；本发明采用还原焰烧成方法对坯体进行烧结，该方法简单易行、利于实现工业化。

专利cn201711245612.7中公开了一种丁腈橡胶手套使用的莫来石陶瓷手模及其生产方法，各原料的重量含量为：长石16-25％，大同土30-45％，紫木节10-18％，氧化铝6-15％，苏州土2-6％，熟滑石2-6％，电解质0.30-0.50％；先将上述原料球磨制成泥浆，震动筛过滤，除铁；将泥浆调制比重为1.67-1.71g/cm³，送入车间，然后抽真空2-3h后，制成手模半成品，再进行烘干、修坯、烧成。其制备的手模在线使用寿命长，在线时间10个月-15个月，耐酸碱性好，耐热震性好，产品合格率由原来的87％提高到95％。

专利cn201110118898.9中公开了一种远红外陶瓷手模及其制法，远红外陶瓷涂层由如下重量百分比的原料制成：锆英砂40～60％，紫木节土10～20％，煤矸石8～15％，氧化锰15～8％，氧化铁10～20％，氧化钴0.3～1％，氧化铬0.5～1.5％，氧化钛2～3％。应用本发明的远红外陶瓷手模，在沾挂塑胶液料时比普通陶瓷手模表面温度高5～10℃，节约能耗，本发明的陶瓷手模本体可采用劣质煤矸石、劣质粘土或矿渣等作为主要原料，成本比现有技术降低约50％。

现有原料配方生产的陶瓷手模都是针对手模的部分性能进行了改进，其陶瓷的晶相种类较少，陶瓷手模无法同时达到优异的热震稳定性、耐酸性和耐碱性等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于丁腈橡胶手套和pvc手套生产的陶瓷手模，具有在线使用寿命长、耐酸碱侵蚀性强、耐热震性好等优点；本发明同时提供了简单易行、利于实现工业化的制备方法。

本发明所述的用于丁腈橡胶手套和pvc手套生产的陶瓷手模，由陶瓷坯体和面釉层组成，

其中陶瓷坯体由以下质量百分数的原料组成：长石20-22％，坊子土15-20％，苏州土3-5％，熟滑石5-10％，α-al2o320-35％，熟大同土10-14％，生大同土6-10％，石英5-8％，氧化锆1-5％；

面釉层由以下质量百分数的原料组成：α-al2o320-30％，氧化锆2-5％，长石20-30％，石英5-12％，苏州土2-5％，熟滑石5-10％，粘土20-30％。

α-al2o3纯度为98-99％。

本发明所述的用于丁腈橡胶手套和pvc手套生产的陶瓷手模的制备方法，包括以下步骤：

(1)将陶瓷坯体的原料按配方进行配料，湿法球磨，制成原料浆体；

(2)将原料浆体经过振动筛筛滤，再放入滤泥机，分离出泥饼；

(3)向泥饼中加入水、纯碱和水玻璃，打成泥浆，然后经二次除铁处理，二次筛滤后陈腐，泵入高位储罐；

(4)压力注浆成型，室温干燥后进行修坯，制成陶瓷坯体；

(5)将面釉层的原料按配方进行配料，湿式球磨，过滤，加水稀释，制成面釉分散液；

(6)将陶瓷坯体全部浸入面釉分散液中10-20s，然后取出进行后处理；

(7)将后处理过的陶瓷坯体采用弱还原焰烧成方法或氧化焰烧成方法进行烧结，检验制得成品。

步骤(1)中球磨时间为42-48h。

步骤(2)和步骤(3)中筛滤均采用325目筛，筛余量为0.01-0.03％。

步骤(3)中纯碱和水玻璃的用量均为陶瓷坯体原料总质量的0.3-0.5％，泥浆的比重为1.7-1.8g/cm³。

步骤(4)中，修坯是指人工用海绵蘸水将模纹、残泥去除以及将表面上的气泡、残凹坑用工具补平。

步骤(5)中球磨时间为15-20h，用325目筛过滤，筛余量小于0.1％。面釉分散液的浓度为0.5-2％。

步骤(6)中后处理包括打麻或喷浆工艺，其中打麻工艺为：在陶瓷坯体浸渍面釉分散液后，用喷砂枪在需打麻点的部位上将陶瓷微球均匀喷到手模上，打麻时压缩空气的压力0.1-0.3mpa，陶瓷微球的直径为0.1-0.15mm。打麻或喷浆的部位可以是手模的指部、掌部、指部加掌部或者全部。该手模既支持光洁面的丁腈手套生产，即没有麻点的手套生产，也支持带有麻点的手套生产。

步骤(7)中烧结温度为1330-1400℃。

具体地，所述的用于丁腈橡胶手套和pvc手套生产的陶瓷手模的制备方法，包括以下步骤：

(1)将陶瓷坯体的原料按配方进行配料，然后加水球磨42-48h，制成泥浆；

(2)将步骤(1)所得泥浆经过325目振动筛筛滤，使泥浆的细度为325目，筛余量为0.01-0.03％，再经过永磁除铁器放入滤泥机，在滤泥机内用工业滤布分离出泥饼；

(3)向步骤(2)所得泥饼中加水搅拌，并加入陶瓷坯体原料总质量的0.3-0.5％的纯碱和水玻璃，打成泥浆，泥浆的比重为1.7g/cm³-1.8g/cm³，然后经二次除铁处理，泥浆用325目的振动筛二次筛滤后陈腐24h，泵入高位储罐；

(4)压力注浆成型，室温干燥后进行修坯，制成陶瓷坯体；

(5)将面釉层的原料按配方进行配料，湿式球磨15-20h，用325目筛过滤，筛余量小于0.1％，加水稀释，制成浓度为0.5-2％的面釉分散液；

(6)将陶瓷坯体全部浸入面釉分散液中10-20s，然后取出进行后处理；

(7)将后处理过的陶瓷坯体采用弱还原焰烧成方法或氧化焰烧成方法进行烧结，烧结温度为1330-1400℃，检验制得成品。

本发明中石英为瘠性组分，起骨架作用；长石是溶剂组分，起熔接作用；苏州土为塑性组分在泥浆料起悬浮作用；α-al2o3引入可以增强制品抗碱侵蚀性、提高制品机械强度，且α-al2o3高温下生成莫来石-刚玉晶相，能够提高陶瓷手模的莫氏硬度；坊子土使泥浆流动性增强；熟滑石可以增强制品的热稳定性。

α-al2o3不但可以起到增白剂的作用，而且在还原焰烧成气氛下，α-al2o3可以与熟滑石充分反应生成堇青石，产生莫莱石晶相结构，从而使得陶瓷手模显微晶相结构得到显著改善，进而使得陶瓷手模比重增大，致密性、热稳定性和机械强度都得到显著提高。

本发明引入了较高含量的al2o3，并引入了氧化锆，在高温烧结条件下，高铝微颗粒和锆微颗粒在形成过程中富集于制品表面，形成莫莱晶相和堇青石相结构，改善了制品显微晶相结构，提高了陶瓷手模的耐酸碱性能。

此外，在打麻或喷浆前将陶瓷坯体在面釉分散液中进行浸渍，不仅能够避免陶瓷手模表面形成缺陷，提高陶瓷手模的合格率，而且能进一步增强陶瓷手模的耐酸碱性能和热稳定性。

本发明采用的石英的供应商为山东平邑矿产有限公司；技术指标：各组分的重量含量为：sio297％-99％，al2o3+fe2o3+cao+mgo1％-3％。

本发明采用的长石的供应商为山东莱州欣瑞长石矿；技术指标：各组分的重量含量为：sio262％-68％，al2o317％-21％，k2o6％-10％，na2o4％-7％，fe2o3+cao0.5％-0.7％，灼减量为余量。

本发明采用的苏州土的供应商为江苏苏州五金矿产贸易公司；各组分的重量含量为：sio244％-48％，al2o336％-40％，fe2o3+cao0.3％-0.5％，mgo痕量，k2o微量，na2o微量，灼减12％-14％。

本发明采用的坊子土的供应商是潍坊耐火原料有限公司；各组分的重量含量为：sio254％-58％，al2o328-32％％，k2o+fe2o31.5％-3.5％，cao+mgo+na2o0.3％-0.6％，灼减8％-12％。

本发明采用的熟滑石的供应商是山东栖霞县博远滑石粉厂；各组分的重量含量为：sio262％-67％，cao1％-5％，mgo28％-32％，al2o3+fe2o31％-1.5％。

本发明采用的熟大同土的供应商是山东大同矿业资源有限公司；各组分的重量含量为：sio242％-46％，al2o337％-41％，fe2o3+cao+mgo+k2o+na2o1％-1.5％，灼减14％-18％。

本发明采用的α-al2o3的供应商是山东铝业公司，纯度为98％-99％。

本发明制得的陶瓷手模化学组分中sio2的含量小于50％，al2o3的含量为30％-58％。

本发明制得的陶瓷手模可以应用于丁腈橡胶手套生产，也可以用于普通乳胶手套和pvc手套的生产。

本发明制备丁腈橡胶陶瓷手模时可采用打麻工艺或者喷浆工艺，制得的陶瓷手模指部和/或掌部均匀分布着凹点或者凸点；制备陶瓷手模时未采用打麻工艺或者喷浆工艺，制得的陶瓷手模表面光洁、铮亮。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的陶瓷手模通过对产品配方进行改进，引入α-al2o3和少量氧化锆，并提高烧结温度，在高温作用下原料组分相互作用得到莫来石晶相、堇青石晶相、刚玉晶相、石英晶相，其中莫来石晶相20-44％，刚玉晶相10-35％，堇青石晶相0.5-5％，石英晶相0.5-4％，多种晶相并存可以显著提高陶瓷手模的莫氏硬度、耐酸碱性和耐热震性能；

(2)本发明在陶瓷手模表面浸渍一层很薄的面釉层，不仅避免了打麻或喷浆工艺造成的产品缺陷，大大提高了产品的合格率，陶瓷手模的合格率由原来的90-97％提高到99％以上，产品总收缩率由13％-18％下降到12％-15％，手模中的黑点、凸凹熔物斑、变形等消失，并且面釉层的增加也进一步提高了陶瓷手模的莫氏硬度、耐酸碱性和耐热震性能；

(3)本发明的陶瓷手模莫氏硬度达到7-9级，耐酸性99.5-99.98％，耐碱性99.2-99.5％，热震稳定性达到250℃以上，在线使用寿命长，在丁腈橡胶手套生产中可在线使用24个月以上，各项性能远远优于现有产品。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的陶瓷手模的x射线衍射图。

具体实施方式

实施例1

(1)陶瓷坯体配方为(质量百分比)：长石22％，坊子土15％，苏州土3％，熟滑石6％，α-al2o330％，熟大同土10％，生大同土6％，石英5％，氧化锆3％；将陶瓷坯体的原料按配方进行配料，然后加水球磨48h，制成泥浆；

(2)将步骤(1)所得泥浆经过325目振动筛筛滤，使泥浆的细度为325目，筛余量为0.01％，再经过永磁除铁器放入滤泥机，在滤泥机内用工业滤布分离出泥饼；

(3)向步骤(2)所得泥饼中加陶瓷坯体原料总重量40％的水搅拌，并加入陶瓷坯体原料总质量的0.5％的纯碱和水玻璃，打成泥浆，泥浆的比重为1.8g/cm³，然后经二次除铁处理，泥浆用325目的振动筛二次筛滤后陈腐24h，泵入高位储罐；

(4)压力注浆成型，室温干燥后进行修坯，制成陶瓷坯体；

(5)釉面层配方为(质量百分比)：α-al2o330％，氧化锆2％，长石28％，石英10％，苏州土3％，熟滑石6％，粘土21％；将面釉层的原料按配方进行配料，湿式球磨20h，用325目筛过滤，筛余量小于0.1％，加水稀释，制成浓度为1％的面釉分散液；

(6)将陶瓷坯体全部浸入面釉分散液中10s，然后取出进行打麻，用喷砂枪在需打麻点的部位上将陶瓷微球均匀喷到手模上，打麻时压缩空气的压力0.2mpa，陶瓷微球的直径为0.1mm；

(7)将打麻后的陶瓷坯体送入窑内，采用弱还原焰烧成方法进行烧结，烧结温度1380℃，检验制得成品。

将实施例1制备的陶瓷手模用x-射线衍射仪(型号：d/max-ⅲb)进行检测，检测标准为jy/t009-1996，试验电压40kv，试验电流30ma，扫描速度4°/min，温度25℃。检测结果如图1所示，该陶瓷手模晶相为莫来石相(42wt％)、刚玉相(32wt％)、石英相(4wt％)、堇青石相(5wt％)。

实施例2

制备方法与实施例1相同，不同的是原料配方：

陶瓷坯体配方为(质量百分比)：长石20％，坊子土18％，苏州土5％，熟滑石5％，α-al2o320％，熟大同土12％，生大同土8％，石英8％，氧化锆4％。

釉面层配方为(质量百分比)：α-al2o325％，氧化锆3％，长石20％，石英12％，苏州土2％，熟滑石8％，粘土30％。

实施例3

制备方法与实施例1相同，不同的是原料配方：

陶瓷坯体配方为(质量百分比)：长石20％，坊子土15％，苏州土3％，熟滑石5％，α-al2o331％，熟大同土10％，生大同土6％，石英5％，氧化锆5％。

釉面层配方为(质量百分比)：α-al2o325％，氧化锆5％，长石30％，石英5％，苏州土5％，熟滑石10％，粘土20％。

实施例4

原料配方与实施例1相同，制备方法不同之处为：步骤(3)中向泥饼中加陶瓷坯体原料总重量40％的水搅拌，并加入陶瓷坯体原料总质量的0.5％的纯碱和水玻璃，打成泥浆，泥浆的比重为1.7g/cm³，然后经二次除铁处理，泥浆用325目的振动筛二次筛滤后陈腐24h，泵入高位储罐；步骤(5)中面釉分散液浓度为0.5％；步骤(7)中烧结温度为1330℃。

实施例5

原料配方与实施例2相同，制备方法不同之处为：步骤(3)中向泥饼中加陶瓷坯体原料总重量45％的水搅拌，并加入陶瓷坯体原料总质量的0.3％的纯碱和水玻璃，打成泥浆，泥浆的比重为1.75g/cm³，然后经二次除铁处理，泥浆用325目的振动筛二次筛滤后陈腐24h，泵入高位储罐；步骤(5)中面釉分散液浓度为2％；步骤(7)中烧结温度为1400℃。

对比例1

本对比例采用专利cn201410420911.x中实施例1的制备方法制备陶瓷手模。

对比例2

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，不含釉面层，打麻前用清水浸泡陶瓷坯体10s。

将实施例1-5和对比例1-2制备的陶瓷手模进行晶相检测和性能测试，其中晶相检测标准为jy/t009-1996，莫氏硬度检测标准为bsen15771:2010，耐酸碱性检测标准为hg/t3210-2002，热稳定检测标准为gb/t3298-1991。测试结果如表1所示。

表1实施例1-5和对比例1-2制备的陶瓷手模的性能检测结果

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