一種以納米硅改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以納米硅改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂，該型砂利用正硅酸乙酯水解生成納米硅對(duì)動(dòng)物膠進(jìn)行改性處理，改性后的動(dòng)物膠粘接劑表面活性高，與舊砂以及玻璃纖維的表面相容性好，從而將各物料牢固結(jié)合，提高粘接強(qiáng)度，固化后形成有效的高強(qiáng)度成型網(wǎng)絡(luò)，此外，原料中摻混的海藻酸鈉與氯化鈣交聯(lián)雜化，形成高透氣微孔結(jié)構(gòu)，獲得了優(yōu)良的透氣性。本發(fā)明制備的型砂環(huán)保無(wú)毒，機(jī)械強(qiáng)度高，透氣緊實(shí)，易于清理和重利用，在鑄件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】
一種以納米硅改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄造型砂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以納米娃改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]型砂是指在鑄造中用來(lái)造型的材料，型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結(jié)劑以及輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結(jié)劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹(shù)脂砂等。型砂在鑄造生產(chǎn)中的作用極為重要，因型砂的質(zhì)量不好而造成的鑄件廢品約占鑄件總廢品的30?50%。通常意義上判斷型砂性能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(I)具有較高的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性；(2)良好的流動(dòng)性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒間相互移動(dòng)的能力；(3)—定的可塑性，即型砂在外力作用下變形，當(dāng)外力去除后能保持所給予的形狀的能力；(4)較好的透氣性，即型砂孔隙透過(guò)氣體的能力；(5)高的潰散性，易于潰散清理。
[0003]隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)鑄造業(yè)的要求越來(lái)越高，而型砂的質(zhì)量是關(guān)系到鑄件質(zhì)量的一個(gè)重要因素，目前市場(chǎng)的主流型砂主要有水玻璃、粘土等一類的無(wú)機(jī)粘接劑型砂以及合成樹(shù)脂、糊精等一類的有機(jī)粘接劑型砂。目前市場(chǎng)上主流的無(wú)機(jī)粘接劑類型砂主要存在潰散性差，易吸潮，舊砂利用率低等缺陷;樹(shù)脂砂雖然潰散性好，鑄造精度高，然而其在澆注過(guò)程中容易產(chǎn)生污染性氣體。《一種復(fù)合改性動(dòng)物膠粘接劑制備工藝的研究》一文介紹了以改性動(dòng)物膠作為粘接劑的型砂，這種類型的型砂環(huán)保易降解，潰散效果好，為開(kāi)發(fā)新型的型砂提供了可行的發(fā)展方向，然而由于動(dòng)物膠的天然屬性，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中提高粘結(jié)強(qiáng)度、加快固化速度仍是研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種以納米硅改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種以納米硅改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂，該型砂由以下重量份的原料制成:200-400目石英砂舊砂60-80、玻璃纖維8-10、400-500目輕燒鎂砂20-30、納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑10-15、濃度為5-10%的海藻酸鈉水溶液4-5、濃度為1-10%的氯化鈣水溶液6-10。
[0006]所述的納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑由以下重量份的原料制成:正硅酸乙酯/乙醇溶液15-20、動(dòng)物膠30-40、3_氯-2-羥丙基三甲基氯化銨1-2、稀硝酸溶液適量、質(zhì)量濃度為10-15%的戊二醛水溶液5-8、去離子水30-50 ；其制備方法為:先將動(dòng)物膠與去離子水混合，加熱至50-60°C，攪拌形成均勻溶液后加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，繼續(xù)攪拌混合5-6h后加入戊二醛水溶液，攪拌混合均勻后加入稀硝酸溶液調(diào)節(jié)體系PH值為4-5，隨后緩慢滴加正硅酸乙酯/乙醇溶液，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-3h，即得所述的納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑。
[0007]所述的正硅酸乙酯/乙醇溶液是由正硅酸乙酯與乙醇按照1:1的體積比配置而成。
[0008]該型砂的制備方法為:先將石英砂舊砂、玻璃纖維、輕燒鎂砂與海藻酸鈉水溶液攪拌混合50-80min，隨后加入氯化媽水溶液，繼續(xù)攪拌混合3_5h，攪拌結(jié)束后加入納米娃改性動(dòng)物膠粘接劑混合5-10min，即得。
[0009]本發(fā)明利用正硅酸乙酯水解生成納米硅對(duì)動(dòng)物膠進(jìn)行改性處理，改性后的動(dòng)物膠粘接劑表面活性高，與舊砂以及玻璃纖維的表面相容性好，從而將各物料牢固結(jié)合，提高粘接強(qiáng)度，固化后形成有效的高強(qiáng)度成型網(wǎng)絡(luò)，此外，原料中摻混的海藻酸鈉與氯化鈣交聯(lián)雜化，形成高透氣微孔結(jié)構(gòu)，獲得了優(yōu)良的透氣性。本發(fā)明制備的型砂環(huán)保無(wú)毒，機(jī)械強(qiáng)度高，透氣緊實(shí)，易于清理和重利用，在鑄件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0010]該實(shí)施例型砂由以下重量份的原料制成:200目石英砂舊砂60、玻璃纖維8、400目輕燒鎂砂20、納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑10、濃度為5%的海藻酸鈉水溶液4、濃度為1%的氯化鈣水溶液6。
[0011]其中納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑由以下重量份的原料制成:正硅酸乙酯/乙醇溶液15、動(dòng)物膠30、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨1、稀硝酸溶液適量、質(zhì)量濃度為10%的戊二醛水溶液5、去離子水30;其制備方法為:先將動(dòng)物膠與去離子水混合，加熱至50°C，攪拌形成均勻溶液后加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，繼續(xù)攪拌混合5h后加入戊二醛水溶液，攪拌混合均勻后加入稀硝酸溶液調(diào)節(jié)體系PH值為4，隨后緩慢滴加正硅酸乙酯/乙醇溶液，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，即得所述的納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑。
[0012]其中正硅酸乙酯/乙醇溶液是由正硅酸乙酯與乙醇按照1:1的體積比配置而成。
[0013]該實(shí)施例型砂的制備方法為:先將石英砂舊砂、玻璃纖維、輕燒鎂砂與海藻酸鈉水溶液攪拌混合50min，隨后加入氯化媽水溶液，繼續(xù)攪拌混合3h，攪拌結(jié)束后加入納米娃改性動(dòng)物膠粘接劑混合5min，即得。
[0014]該實(shí)施例制備得到的型砂根據(jù)相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試得到的結(jié)果如下:
濕壓強(qiáng)度:106KPa ；緊實(shí)率:42.3%;透氣率:104 ；熱濕拉強(qiáng)度:52.5KPa ；破碎指數(shù):91%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以納米硅改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂，其特征在于，該型砂由以下重量份的原料制成:200-400目石英砂舊砂60-80、玻璃纖維8-10、400-500目輕燒鎂砂20-30、納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑10-15、濃度為5-10%的海藻酸鈉水溶液4-5、濃度為1-10%的氯化鈣水溶液6-10。2.如權(quán)利要求1所述的一種以納米娃改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂，其特征在于，所述的納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑由以下重量份的原料制成:正硅酸乙酯/乙醇溶液15_20、動(dòng)物I父30-40、3-氯-2-輕丙基二甲基氯化錢1_2、稀硝酸溶液適量、質(zhì)量濃度為10-15%的戊二醛水溶液5-8、去離子水30-50 ；其制備方法為:先將動(dòng)物膠與去離子水混合，加熱至50-60°C，攪拌形成均勻溶液后加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，繼續(xù)攪拌混合5-6h后加入戊二醛水溶液，攪拌混合均勻后加入稀硝酸溶液調(diào)節(jié)體系PH值為4-5，隨后緩慢滴加正硅酸乙酯/乙醇溶液，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-3h，即得所述的納米硅改性動(dòng)物膠粘接劑。3.如權(quán)利要求2所述的一種以納米娃改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂，其特征在于，所述的正硅酸乙酯/乙醇溶液是由正硅酸乙酯與乙醇按照1:1的體積比配置而成。4.如權(quán)利要求1所述的一種以納米硅改性動(dòng)物膠作為粘接劑的高透氣性型砂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為:先將石英砂舊砂、玻璃纖維、輕燒鎂砂與海藻酸鈉水溶液攪拌混合50_80min，隨后加入氯化媽水溶液，繼續(xù)攪拌混合3_5h，攪拌結(jié)束后加入納米娃改性動(dòng)物膠粘接劑混合5-10min，即得。
【文檔編號(hào)】B22C1/02GK106077437SQ201610457056
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】岳承平
【申請(qǐng)人】馬鞍山市創(chuàng)誠(chéng)鑄造有限公司