一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法技术

本发明专利技术属于铸造技术领域，尤其是一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法，制备的快干砂芯胶合剂，胶合时定位准确、胶合牢固又不浪费，强度高，胶合时将快干胶合剂挤在销座内，使得其在压合后短时间内即可粘牢，砂芯胶合剂用于胶合、修补砂芯，常温干燥速度快，胶合1小时后即可达到足够强抗拉强度，显著提高生产效率，砂芯胶合剂可用于各种粘合剂制成的砂芯粘合，砂芯在二次烘烤后仍具有足够的强度，砂芯自干速度快,强度高.可进行二次烘烤,具有较好的高温性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法


[0001]本专利技术属于铸造
，尤其是一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法。

技术介绍

[0002]砂芯的主要作用是形成铸件的内腔和尺寸较大的孔。由于砂芯的成型部分在浇注后被液体金属包围,其受到的高温金属液的热作用比外型要强烈得多,因此,对砂芯的强度、刚度、耐火度要求比铸型外型要高，按砂芯水分的多少,可分为湿芯、表干芯、干芯;按砂芯的黏结剂种类,可分为黏土芯、油芯、水玻璃芯、树脂芯等。对于铸件芯的组合、砂芯缺陷的修补，通常使用淀粉胶合剂。由于此类胶合剂，属脱水固化，常温干燥速度慢，生产中若环境温度较低，湿度较大时，自干2小时后仍达不到足够强度，致使组合砂芯在搬运传输过程中易脱开;对于对水敏感、抗湿性差的冷芯盒砂芯则需要更长的干燥时间。《铸造词典》记载，砂芯胶合剂是用来胶合两半砂芯或作为修补砂芯的黏结剂。通常胶合在常温下进行，但有时需热胶合，如温度为100~200℃的热壳型，是用一种无机胶合剂，现有技术将粉状酚醛树脂撒在处于热态的壳型分型面上进行压合的，或将呋喃树脂与酸催化剂同时涂在处于冷态的壳型分型面上进行压合。随着冷芯盒、热芯盒等制芯工艺的出现，许多制芯机已能够和造型机生产能力相匹配，做到及时装配，及时下芯，而上述胶合剂在装配砂芯后再待其自然干燥往往需4~8h，显然已不能满足生产要求。而且，砂芯用砂芯胶合剂的粘附性和可塑性不能太差，砂芯胶合剂主要用于修补烘干或硬化后的砂芯表面缺肉、掉角以及堵塞工艺孔，如不应露出的气眼孔。修补时，一般是将修补砂用力按在缺损处，捏成大致形状，然后用小刀商水后削成所需形状，因此砂芯用修补砂的粘附性和可塑性不能太差，否则不好操作。砂芯用胶合剂是主要用于胶合两半砂芯或作为修补砂芯的粘结剂，砂芯是在常温下胶合和在热态下胶合，砂芯胶合剂是以膨润土、纸浆废液、糊精、水玻璃等为主的粘结剂制备而成。砂芯快干胶合剂的制备应不同于普通砂芯用粘合剂普通砂芯用粘合剂在装备砂芯后，往往需待其自然干燥4~8h，这已不适应冷芯盒和热芯盒等高速制芯工艺的发展，为满足高速生产的发展，必须制备相应的砂芯用快干胶合胶。第一汽车制造厂上世纪开发了“七
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七”快干砂芯胶合剂，其胶合强度为1.3~1.7MPa，干燥时间2.5~3h，使用的原料是酒精、二氯甲烷、缩丁醛、膨润土和酚醛树脂。中国专利CN113185187A公开了一种型芯快速胶合剂及其制备和使用方法，其同样采用缩丁醛、膨润土、酒精和二氯甲烷类似的有机溶剂作为主要原料，技术方案上与上世纪的七
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七”胶合剂几乎无异，但是这些胶合剂一般包括三部分，即树脂、溶剂、填料。其强度大小主要看选用的树脂胶的种类及其百分比，干燥速度主要决定于溶剂的类别，这类胶大多以化工商品供应，但是胶合强度差，需要烘干，干燥时间与添加的有机溶剂息息相关，本领域技术人员，亟待开发出一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：
一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法，包括以下步骤：一、制备有机硅凝胶：有机硅凝胶是由20~25％有机硅酸盐、20~25％无机增稠剂、25~30％有机硅烷，剩余为水，经分散改性获得，各组分总和为百分之百；所述有机硅烷为四甲氧基硅烷、水溶性偶联硅烷按重量比5~11∶7~13的混合物；具体分散改性方法为：先将有机硅酸盐加入有机硅烷、水进行混合，搅拌10~20min后加入无机增稠剂，继续搅拌20~40min得到有机硅凝胶；二、硬化液制备：按质量份数计，将2~4份缩合磷酸铝、3~4份交联剂、1.8~2份无机硅酸盐、0.1~0.5份促进剂、6~7份水，均匀混合后升温至80~85℃均匀搅拌分散10~20min，得到硬化液，所述交联剂是γ
‑
胺丙基硅酸钠、乙烯基硅酸钠、四异丙氧基钛的其中一种或多种；三、快干砂芯胶合剂使用前的混合：按质量比将有机硅凝胶∶硬化液＝2~3∶0.5~1进行混合均，得到快干砂芯胶合剂。
[0005]有机硅酸盐可以分解而形成甲基硅酸，然后迅速聚合而产生不溶于水、有防水性能的甲基聚硅醚，反应机理简式如下：缩合磷酸盐缓慢水解,释放出质子H+,质子H+与有机硅酸盐反应，使其析出胶体二氧化硅凝胶，胶体二氧化硅自行缩合成以S1
‑
O
‑
Si为主链的无机交联网状胶膜，磷酸根与促进剂为苦土、硼酸铝、硅酸二钙中金属离子形成不溶于水的凝固复盐。
[0006]进一步的，所述的有机硅酸盐为甲基硅酸锂或甲基硅酸铝，pH值为12~13，固含量为20~34％，溶剂为水。
[0007]甲基硅酸锂以往仅用作混凝土的防水剂，甲基硅酸铝以往用作抑制性钻井液中。
[0008]进一步的，所述的无机增稠剂是浮石粉、绿土、三聚磷酸钠中的一种或多种，平均粒径控制在50~80μm。
[0009]绿土，绿土型黏土，又叫合成硅酸镁钠，在结构和组成方面相似于天的水辉石矿物。它是层型水合硅酸镁。
[0010]浮石粉是天然产浮石精制而成的粉末，浮石多气孔，入水不沉，安徽枞阳分布较广，以往作装饰或加工山石，实际上这是残存的一种酸性火山喷出岩。
[0011]进一步的，所述促进剂为苦土、硼酸铝、β
‑
硅酸二钙中的其中一种，平均粒径控制在80~100μm。
[0012]进一步的，所述步骤一的水溶性硅烷偶联剂为β
‑
(3,4环氧基环己基)乙基三甲基
硅烷、乙烯基三（β
‑
甲氧乙氧基）硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
脲基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0013]进一步的，所述无机硅酸盐为叶腊石粉、硅酸锆、硅酸镁铝中的其中一种或多种。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术砂芯胶合剂主要采用有机硅酸盐为主要成分的有机硅凝胶加入含有无机硅酸盐的硬化液形成，并且采用有机硅烷包括四甲氧基硅烷和水溶性硅烷，水解羟基与无机硅酸盐，以及无机增稠剂的表面活性基团反应形成氢键,进而缩合成共价键,使得硅烷与其石稳固结合,氢键的相继产生并包覆在高岭石表面,形成强的化学键而稳定结合，继而提高胶合剂的强度，而无机增稠剂还可以起到增稠的作用，本专利技术砂芯胶合剂硬化后，其主要成分含水硅酸凝胶nSiO2·
mH2O,有较高的耐腐蚀性，硬化形成SiO2空间网状骨架,因此具有良好的耐热性能。硬化后具有较高的黏结强度、抗拉强度和抗压强度，凝胶还可堵塞毛细孔隙而防止铁液渗透，胶合强度大。酸式磷酸盐的磷酸根和促进剂中的金属阳离子反应,生成胶凝性好的磷酸盐、含水磷酸盐或使生成物沉淀从而使有机硅凝胶发生凝结和硬化，酸根与钙离子反应生成含水磷酸一氢钙或磷酸二氢钙，与此同时,OH
‑
和磷酸根离子及砂芯发生反应,加强了砂芯胶合剂与砂芯的胶结力,促进了胶泥的凝结和硬化。
[0015]相比现有技术本专利技术具有如下优点：以往人们使用的快干砂芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快干砂芯胶合剂的生产工艺方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：一、制备有机硅凝胶：有机硅凝胶是由20~25％有机硅酸盐、20~25％无机增稠剂、25~30％有机硅烷，剩余为水，经分散改性获得，各组分总和为百分之百；所述有机硅烷为四甲氧基硅烷、水溶性偶联硅烷按重量比5~11∶7~13的混合物；具体分散改性方法为：先将有机硅酸盐加入有机硅烷、水进行混合，搅拌10~20min后加入无机增稠剂，继续搅拌20~40min得到有机硅凝胶；二、硬化液制备：按质量份数计，将2~4份缩合磷酸铝、1.8~2份无机硅酸盐、3~4份交联剂、0.1~0.5份促进剂、6~7份水，均匀混合后升温至80~85℃均匀搅拌分散10~20min，得到硬化液，所述交联剂是γ
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胺丙基硅酸钠、乙烯基硅酸钠、四异丙氧基钛的其中一种或多种；三、快干砂芯胶合剂使用前的混合：按质量比将有机硅凝胶∶硬化液＝2~3∶0.5~1进行混合均匀，得到快干砂芯胶合剂。2.根据权利要求1所述的快干砂芯胶合剂的生产工艺方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孙德，张益艳，
申请(专利权)人：马鞍山市三川机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：