一种覆膜砂的制备工艺制造技术

本发明专利技术属于覆膜砂制备技术领域，具体涉及一种覆膜砂的制备工艺，包括如下步骤：(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7000‑9000份、树脂55‑220份、固化剂0.09‑1.6份和钙粉7‑14份；(2)将骨料原砂加热至120～160℃；(3)加入环保型酚醛树脂，混制20～30s；(4)制备改性乌洛托品溶液：(5)砂温降低至110℃，加入改性后的乌洛托品溶液混制40～60s；(6)吹冷风降温，时间为40～60s；(7)加入钙粉，混制时间10～20s；(8)过筛，进入冷却器中冷却至30～50℃；(9)过筛：(10)制备覆膜砂：将覆膜砂进行包装。采用该工艺制备的覆膜砂在使用过程中可以减少氨气的排放，降低覆膜砂应用中对劳工产生的不适感。

A preparation technology of coated sand

【技术实现步骤摘要】
一种覆膜砂的制备工艺
本专利技术申请涉及覆膜砂制备
，具体涉及一种覆膜砂的制备工艺。
技术介绍
树脂覆膜砂是一种精密铸造用的砂型主要材料之一，从上世纪40年代德国工程师专利技术此项技术以来，均采用酚醛树脂为粘结剂与六次甲基四胺为潜伏性固化剂配合使用的基本技术特征，解决了精密铸件的高效大规模高效生产的问题，使得现代工业得以长足的发展，树脂覆膜砂的骨料为耐高温无机天然石英砂或人工砂，骨料表面裹覆了一层有机高分子树脂的铸造材料。随着铸造行业的绿色环保性的要求越来越高，由于覆膜砂中含有的乌洛托品固化剂，在制芯时随着树脂加热固化而发生的物理化学过程中，会向作业环境大量排放如氨气等的有害物质，严重地污染工作环境，给操作工人的身体带来严重的危害，76ppm的氨气对人的粘膜有刺激；当浓度达到300ppm时，粘膜表面会产生损伤；如果浓度更高，则会引起眼睑浮肿、咳嗽、呼吸困难和呕吐等症状，甚至引起细支气管和肺泡充血、浮肿、出血及肺气肿等疾病，长期低浓度的氨气也可引起慢性肺部疾病。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种覆膜砂的制备工艺，采用该工艺制备的覆膜砂在使用过程中可以减少氨气的排放，降低覆膜砂应用中对劳工产生的不适感。为达到上述目的，本专利技术的基础方案如下：一种覆膜砂的制备工艺，包括如下步骤：(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7000-9000份、酚醛树脂55-220份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉7-14份；(2)将骨料原砂加热至130～150℃；(3)加入环保型酚醛树脂，混制20～30s；(4)制备改性乌洛托品溶液：(5)骨料温度降低至110℃时，加入改性后的乌洛托品溶液混制40～60s；(6)吹冷风降温，时间为40～60s；(7)加入钙粉，混制时间10～20s；(8)第一次过筛：进入冷却器中冷却至30～50℃；(9)第二次过筛；(10)制备覆膜砂：将覆膜砂进行包装。其中，改性乌洛托品溶液的制备方法包括以下步骤：(1)配置乌洛托品水溶液：将乌洛托品配置成质量浓度为25-33％的乌洛托品水溶液；(2)搅拌：将步骤(1)中乌洛托品水溶液放置到桨式搅拌器中进行搅拌，搅拌器的转速为10-60r/min；(3)加入改性物：在搅拌的同时加入改性物，同时对乌洛托品溶液的Ph值进行监测；(4)调节Ph:当乌洛托品溶液的Ph为8.45-8.75时，停止加入改性物；并继续搅拌5-10min。采用本方案的工作原理和有益效果在于：专利技术人发现酚醛树脂覆膜砂使用的酚醛树脂通常都是热塑性酚醛树脂，这类树脂一般是在强酸或中等PH值下催化，通过苯酚及其衍生物与甲醛或其衍生物反生缩合反应集合而成。这类树脂制备而成的树脂覆膜砂，需要添加六次甲基四胺作为潜伏性固化剂，制成的树脂覆膜砂表面的树脂膜具有热固性酚醛树脂特性，当覆膜砂应用时被加热便可以固化固结成铸造用砂芯，原来存在于六次甲基四胺中的氮有66～77％已最终化学结合于固化的产物中，也即意味着每个六次甲基四胺分子失去一个氮原子，固化时释放出氨(NH3)气。本方案制备的覆膜砂根据树脂覆膜砂树脂膜体中所含有在合成时未完全去除的低分子残留组分的醛类、酚类在热固化过程中会发生环境排放，使用具有能与该类物质发生热化学反应或吸附的物质使得树脂覆膜砂在应用时的高温环境中排放量降低，获得减少刺激性气体排放的效果。利用本方案采用的对这些敏感刺激性气相物具有可反应性的物质使得排放到工场环境空气中的残余VOC物质，从覆膜砂受热固化反应发生产生时直至排放到环境空气中的全过程均可相互反应被除去，进一步补充降低树脂覆膜砂在应用过程中的对劳工产生的不适味感效果。在制备时采用两次过筛，第一次过筛初次降温、分散进入冷却器；第二次过筛，除去细末及较粗的杂质。进一步，步骤(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7200-8700份、酚醛树脂60-210份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉7-14份。专利技术人经过多次试验发现采用上述组分的原材料制备的覆膜砂排放的氨气最少。进一步，步骤(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7400-8600份、酚醛树脂70-200份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉8-12份。专利技术人经过多次试验发现采用上述组分的原材料制备的覆膜砂排放的氨气最少。进一步，步骤(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7500-8500份、酚醛树脂80-180份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂1-1.5份和钙粉8-12份。专利技术人经过多次试验发现采用上述组分的原材料制备的覆膜砂排放的氨气最少。进一步，所述改性乌洛托品溶液由以下质量分数的原材料制成：乌洛托品溶液和改性物，其中改性物包括纳米级氧化物、生物质酸、生物醛酮类化合物、生物表面活性剂和植物芳香化合物。进一步，所述改性物包括纳米级氧化物、生物质酸、生物醛酮类化合物、生物表面活性剂和植物芳香化合物的任一种或上述组分的任意比。专利技术人经过多次试验发现采用上述组分的原材料制备的覆膜砂排放的氨气最少。进一步，改性乌洛托品溶液的制备方法中，加入的改性物的质量份数为2-12份。进一步，步骤(2)中将骨料原砂加热至130～150℃。进一步，步骤(5)中混制时间为50s。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：一种覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7000-9000份、环保型酚醛树脂55-220份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉7-14份；(2)将骨料原砂加热至130～150℃(3)加入环保型酚醛树脂，混制20～30s(4)制备改性乌洛托品溶液：(5)骨料温度降低至110℃，加入改性后的乌洛托品溶液混制40～60s；(6)吹冷风降温，时间为40～60s；(7)加入钙粉，混制时间10～20s；(8)第一次过筛：进入冷却器中冷却至30～50℃；(9)第二次过筛：(10)制备覆膜砂：将覆膜砂进行包装。其中，改性乌洛托品溶液的制备方法如下：(1)配置乌洛托品水溶液：将乌洛托品配置成质量浓度为25-33％的乌洛托品水溶液；本步骤中的配置温度不高于100℃，优选常温；(2)搅拌：将步骤(1)中乌洛托品水溶液放置到桨式搅拌器中进行搅拌，搅拌器的转速为10-60r/min；(3)加入改性物：在搅拌的同时加入改性物，同时对乌洛托品溶液的Ph值以及折光率进行监测；(4)调节Ph:当乌洛托品溶液的Ph为8.45-8.75时，停止加入改性物；并继续搅拌5-10min。其中，改性物的PH值为2.5～3.5，其中含有纳米级氧化物(包括氧化锌、氧化铝、氧化铁、氧化硅等)、生物质酸(包括柠檬酸、醋酸、枸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种覆膜砂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7000-9000份、酚醛树脂55-220份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉7-14份；/n(2)将骨料原砂加热至130～150℃；/n(3)加入环保型酚醛树脂，混制20～30s；/n(4)制备改性乌洛托品溶液：/n(5)骨料温度降低至110℃时，加入改性后的乌洛托品溶液混制40～60s；/n(6)吹冷风降温，时间为40～60s；/n(7)加入钙粉，混制时间10～20s；/n(8)第一次过筛：进入冷却器中冷却至30～50℃；/n(9)第二次过筛；/n(10)制备覆膜砂：将覆膜砂进行包装。/n

【技术特征摘要】
1.一种覆膜砂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7000-9000份、酚醛树脂55-220份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉7-14份；
(2)将骨料原砂加热至130～150℃；
(3)加入环保型酚醛树脂，混制20～30s；
(4)制备改性乌洛托品溶液：
(5)骨料温度降低至110℃时，加入改性后的乌洛托品溶液混制40～60s；
(6)吹冷风降温，时间为40～60s；
(7)加入钙粉，混制时间10～20s；
(8)第一次过筛：进入冷却器中冷却至30～50℃；
(9)第二次过筛；
(10)制备覆膜砂：将覆膜砂进行包装。


2.根据权利要求1所述的一种覆膜砂的制备工艺，其特征在于：步骤(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7200-8700份、酚醛树脂60-210份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉7-14份。


3.根据权利要求1所述的一种覆膜砂的制备工艺，其特征在于：步骤(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7400-8600份、酚醛树脂70-200份、改性乌洛托品溶液0.03-0.27份、固化剂0.09-1.6份和钙粉8-12份。


4.根据权利要求1所述的一种覆膜砂的制备工艺，其特征在于：步骤(1)准备如下质量份数的原材料：骨料7500-8500份、酚醛树脂80-180份、改性乌洛托品溶液0...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊帆，熊鹰，韩伟，孙伟民，范杰，
申请(专利权)人：重庆长江造型材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50