一种覆膜改性猪骨胶砂型的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种覆膜改性猪骨胶砂型的制备方法，属于铸造技术领域。本发明专利技术以猪骨胶为原料，对其进行共聚嫁接和酯化反应，制得改性猪骨胶粘结剂，然后将石英砂与改性猪骨胶粘结剂混合压实成型，经烘烤硬化后制得改性猪骨胶砂型，最后在砂型表面涂覆铸型涂料，固化得覆膜改性猪骨胶砂型。本发明专利技术制备的改性猪骨胶凝固点低、强度高，以其作为粘结剂，解决了水玻璃砂型高温强度较差、不能溃散，没有退让性，会引发产品出现裂纹、不宜回收的缺陷，具有较佳的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种覆膜改性猪骨胶砂型的制备方法，属于铸造

技术介绍
现如今，从材料的生产到使用再到废弃，整个过程可以看成是一种从自然界中提取有用资源，再把使用后的废弃物大量的排放到环境中的一个恶性循环过程。在整个过程中，人们所思考的往往是如何最大限度的使用材料，而不考虑环境对整个过程的承受压力。因此，现在我们必须要考虑到环境的保护问题，减少生产中对环境资源的消耗，提高资源利用率，使其在生产、使用、废弃整个周期内可以实现再生循环，以此来保证人类社会的可持续发展。环境友好型材料是指资源和能源消耗最少、对生态环境影响小、再生循环利用或可降解使用、安全处理，且具有优良使用性能的材料。动物胶是一种无毒、无害、无污染、可生物降解的水溶性天然胶料，其主体成分属于氨基酸类高分子化合物，有很好的强度和韧性等力学性能，具有环境友好材料的基本条件，可分为粗制品骨胶、皮胶，精制品明胶。利用普通动物胶热熔性进行造型、制芯，因其粘度较高，反应活性很低，而且需要加热设备，耗能且生产周期长。造型材料在铸造生产中的地位十分重要。随着科学技术的发展，铸造粘结剂已由开始的粘土发展到了如今的无机、有机或无机与有机结合的粘结剂。粘土是一种十分古老的粘结剂，在铸造生产中具有十分悠久的应用历史。上世纪前50年，最重要的铸造生产工艺是粘土湿型砂工艺，但因为粘土干型砂的造型时间长、烘干设备庞大并且能量损耗较多，逐渐在铸造的生产中被淘汰。我国铸钢间开始使用水玻璃砂，应用较广。但是传统水玻璃存在易老化，导致聚硅酸聚合度不均匀，粘结强度降低，致使水玻璃砂的可使用时间缩短，工艺性变坏。造成砂模强度变化大，常常出现严重粘砂的现象且产品表面不平整，尺寸偏差大，不易回收等缺陷。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对传统水玻璃砂型粘结度低、易老化、强度变化大、容易出现粘砂现象等缺陷，提供了一种覆膜改性猪骨胶砂型的制备方法。本专利技术以猪骨胶为原料，对其进行共聚嫁接和酯化反应，制得改性猪骨胶粘结剂，然后将石英砂与改性猪骨胶粘结剂混合压实成型，经烘烤硬化后制得改性猪骨胶砂型，最后在砂型表面涂覆铸型涂料，固化得覆膜改性猪骨胶砂型。本专利技术制备的改性猪骨胶凝固点低、强度高，以其作为粘结剂，解决了水玻璃砂型高温强度较差、不能溃散，没有退让性，会引发产品出现裂纹、不宜回收的缺陷，具有较佳的应用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）称取300~500g新鲜猪骨，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，过滤，将滤渣自然风干，加入碾碎机中碾碎至3~4cm骨块，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，加入离心机中，以3000~4000r/min离心分离，取沉淀，将沉淀自然风干，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得猪骨粉；（2）将上述猪骨粉加入漂白罐中，加入300~500mL去离子水，向混合液中以50~100mL/min通入二氧化硫至罐内压力为0.3~0.5MPa，在50~70℃下，酸解3~4h，过滤，将滤渣用去离子水洗涤3~5次，加入200~300mL去离子水中，加热混合液至沸腾，在0.25~0.30MPa下，萃取4~5h，过滤，将滤液减压蒸馏至原溶液体积的30~40%，转入50~60℃干燥箱中干燥至恒重，得猪骨胶；（3）称取50~60g猪骨胶，加入80~96mL去离子水中，在20~25℃下溶胀15~30min，加入3~4g氢氧化钠，以300~400r/min搅拌均匀，加热至45~50℃，并保持温度30~40min，继续添加15~18g丙烯酸，7.5~9.0g葡萄糖，1.5~1.8g过硫酸铵，在75~80℃下，继续搅拌1.5~2.0h，冷却至室温，得改性猪骨胶粘结剂，备用；（4）称取6~7g锂基膨润土，加入80~100mL无水乙醇中，以1000~1200r/min搅拌10~15min，制得混合液，分别称取70~75g镁砂粉，30~32g白刚玉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的镁砂粉与白刚玉加入混合液中，以400~500r/min，搅拌15~20min，加入3~4g上述改性猪骨胶粘结剂，3~4g含水量为80%硅溶胶，0.8~1.0g聚乙烯醇缩丁醛，继续搅拌5~10min，得铸型涂料，备用；（5）称取1~2kg石英砂，加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的石英砂与30~60g上述步骤（1）制备的改性猪骨胶粘结剂混合，加入混砂机中混砂3~5min，转入砂模成型机中，压实成型，并置于200~220℃烘干炉中，烘烤2~3h，得改性猪骨胶砂型；（6）将上述改性猪骨胶砂型表面均匀涂覆上述步骤（2）制备的铸型涂料，控制涂层厚度为0.2~0.3mm，并将砂型转入烘干炉中，加热至55~60℃，预热10~15min，继续升温至160~170℃，保持温度固化1~2h，得覆膜改性猪骨胶砂型。本专利技术的应用方法是：向本专利技术制得的覆膜改性猪骨胶砂型中注入铸铁液，待铸铁液冷却，脱模，得表面光洁，无表面粘砂铸铁，本专利技术制备的覆膜改性猪骨胶砂型初强度增强达到2.5~2.8MPa，发气量为18~20mL/g。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制得的覆膜改性猪骨胶砂型初强度高，发气量低，高温溃散性好；（2）本专利技术制得的覆膜改性猪骨胶砂型降低了因废料而造成的环境污染，易于回收和循环使用，节约了能源材料的浪费。具体实施方式称取300~500g新鲜猪骨，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，过滤，将滤渣自然风干，加入碾碎机中碾碎至3~4cm骨块，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，加入离心机中，以3000~4000r/min离心分离，取沉淀，将沉淀自然风干，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得猪骨粉；将上述猪骨粉加入漂白罐中，加入300~500mL去离子水，向混合液中以50~100mL/min通入二氧化硫至罐内压力为0.3~0.5MPa，在50~70℃下，酸解3~4h，过滤，将滤渣用去离子水洗涤3~5次，加入200~300mL去离子水中，加热混合液至沸腾，在0.25~0.30MPa下，萃取4~5h，过滤，将滤液减压蒸馏至原溶液体积的30~40%，转入50~60℃干燥箱中干燥至恒重，得猪骨胶；称取50~60g猪骨胶，加入80~96mL去离子水中，在20~25℃下溶胀15~30min，加入3~4g氢氧化钠，以300~400r/min搅拌均匀，加热至45~50℃，并保持温度30~40min，继续添加15~18g丙烯酸，7.5~9.0g葡萄糖，1.5~1.8g过硫酸铵，在75~80℃下，继续搅拌1.5~2.0h，冷却至室温，得改性猪骨胶粘结剂，备用；称取6~7g锂基膨润土，加入80~100mL无水乙醇中，以1000~1200r/min搅拌10~15min，制得混合液，分别称取70~75g镁砂粉，30~32g白刚玉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的镁砂粉与白刚玉加入混合液中，以400~500r/min，搅拌15~20min，加入3~4g上述改性猪骨胶粘结剂，3~4g含水量为80%硅溶胶，0.8~1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种覆膜改性猪骨胶砂型的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取300~500g新鲜猪骨，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，过滤，将滤渣自然风干，加入碾碎机中碾碎至3~4cm骨块，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，加入离心机中，以3000~4000r/min离心分离，取沉淀，将沉淀自然风干，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得猪骨粉；（2）将上述猪骨粉加入漂白罐中，加入300~500mL去离子水，向混合液中以50~100mL/min通入二氧化硫至罐内压力为0.3~0.5MPa，在50~70℃下，酸解3~4h，过滤，将滤渣用去离子水洗涤3~5次，加入200~300mL去离子水中，加热混合液至沸腾，在0.25~0.30MPa下，萃取4~5h，过滤，将滤液减压蒸馏至原溶液体积的30~40%，转入50~60℃干燥箱中干燥至恒重，得猪骨胶；（3）称取50~60g猪骨胶，加入80~96mL去离子水中，在20~25℃下溶胀15~30min，加入3~4g氢氧化钠，以300~400r/min搅拌均匀，加热至45~50℃，并保持温度30~40min，继续添加15~18g丙烯酸，7.5~9.0g葡萄糖，1.5~1.8g过硫酸铵，在75~80℃下，继续搅拌1.5~2.0h，冷却至室温，得改性猪骨胶粘结剂，备用；（4）称取6~7g锂基膨润土，加入80~100mL无水乙醇中，以1000~1200r/min搅拌10~15min，制得混合液，分别称取70~75g镁砂粉，30~32g白刚玉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的镁砂粉与白刚玉加入混合液中，以400~500r/min，搅拌15~20min，加入3~4g上述改性猪骨胶粘结剂，3~4g含水量为80%硅溶胶，0.8~1.0g聚乙烯醇缩丁醛，搅拌5~10min，得铸型涂料，备用；（5）称取1~2kg石英砂，加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的石英砂与30~60g上述步骤（1）制备的改性猪骨胶粘结剂混合，加入混砂机中混砂3~5min，转入砂模成型机中，压实成型，并置于200~220℃烘干炉中，烘烤2~3h，得改性猪骨胶砂型；（6）将上述改性猪骨胶砂型表面均匀涂覆上述步骤（2）制备的铸型涂料，控制涂层厚度为0.2~0.3mm，并将砂型转入烘干炉中，加热至55~60℃，预热10~15min，继续升温至160~170℃，保持温度固化1~2h，得覆膜改性猪骨胶砂型。...

【技术特征摘要】
1.一种覆膜改性猪骨胶砂型的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取300~500g新鲜猪骨，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，过滤，将滤渣自然风干，加入碾碎机中碾碎至3~4cm骨块，加入400~500mL去离子水中，加热至115~120℃，蒸煮20~25min，加入离心机中，以3000~4000r/min离心分离，取沉淀，将沉淀自然风干，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得猪骨粉；（2）将上述猪骨粉加入漂白罐中，加入300~500mL去离子水，向混合液中以50~100mL/min通入二氧化硫至罐内压力为0.3~0.5MPa，在50~70℃下，酸解3~4h，过滤，将滤渣用去离子水洗涤3~5次，加入200~300mL去离子水中，加热混合液至沸腾，在0.25~0.30MPa下，萃取4~5h，过滤，将滤液减压蒸馏至原溶液体积的30~40%，转入50~60℃干燥箱中干燥至恒重，得猪骨胶；（3）称取50~60g猪骨胶，加入80~96mL去离子水中，在20~25℃下溶胀15~30min，加入3~4g氢氧化钠，以300~400r/min搅拌均匀，加热至45~50℃，并保持温度30~40min，继续添加15~1...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇颖莹，王龙，陆娜，
申请(专利权)人：仇颖莹，
类型：发明
国别省市：江苏;32