一种温芯盒粘结剂及制备方法技术

本发明专利技术公开一种温芯盒粘结剂及制备方法，涉及铸造粘结剂技术领域。本发明专利技术温芯盒粘结剂的原料包含硅酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、山梨醇、氢氧化铝、硅溶胶、四硼酸钾、偏铝酸钠、亲水去污填料、防腐耐磨填料和硅铝酸盐耐火材料，余量为水。制备时先加热搅拌，再使用真空泵依次吸入铝酸盐耐火材料、亲水去污填料、防腐耐磨填料硅，搅拌混合得到该温芯盒粘结剂。防腐耐磨填料分散在水中形成疏水屏蔽区域，使得腐蚀性油性介质难以穿透粘结剂，增强了粘结剂的耐腐蚀性和耐磨性。本发明专利技术粘结剂提高了抗拉强度、耐腐蚀性、耐磨性和对砂粒中磁性杂质的吸附性。附性。

【技术实现步骤摘要】
一种温芯盒粘结剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及铸造粘结剂
，具体涉及一种温芯盒粘结剂及制备方法。

技术介绍

[0002]传统的铸造粘结剂大多采用树脂砂，但是其缺点相当明显，主要有：(1)能耗大，加热温度在200
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300℃；在加热过程中，树脂砂会释放出来有毒气体，对人的身体产生严重的危害；(2)树脂砂的发气量一般在10
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15mL/g，容易形成气孔缺陷，导致铸件质量不合格，易发生危险。
[0003]授权公告号CN109822040B的专利技术专利公开了一种双组份水硬化温芯盒粘结剂及其制备和使用方法，粘结剂包括高活性亲水粉末材料和水基型液体材料，该粘合剂性能与有机合成树脂粘结剂相当、低成本、环保无污染，相比于有机合成树脂粘结剂具有低成本和环保无污染的优势，相比于水玻璃粘结剂具有常温强度高和溃散性能好的优势。但是现有的温芯盒粘结剂的抗拉强度、耐腐蚀性、耐磨性需要进一步提高，对砂粒进行粘合时无法对砂粒中的磁性杂质进行吸附。
[0004]针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种温芯盒粘结剂及制备方法，用于解决现有技术中温芯盒粘结剂的抗拉强度、耐腐蚀性、耐磨性需要进一步提高，对砂粒进行粘合时无法对砂粒中的磁性杂质进行吸附的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术提供了一种温芯盒粘结剂，由以下重量百分比的原料制备而成：硅酸钠20
‑
30％、氢氧化钾1.5
‑
4％、氢氧化钠1
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2％、山梨醇1
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5％、氢氧化铝0.1
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0.5％、硅溶胶0.1
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1％、四硼酸钾0.1
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1％、偏铝酸钠1
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5％、亲水去污填料0.6
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2.8％、防腐耐磨填料1.5
‑
4％和硅铝酸盐耐火材料0.2
‑
0.7％，余量为水，总量100％计；
[0008]所述亲水去污填料由二氧化硅与磁性纳米粉末搅拌过筛后，与改性竹原纤维、乙烯一丙烯一非共轭双烯三元共聚物经混合、混炼挤出、粉碎得到；防腐耐磨填料由12
‑
羟基油酸与叔丁基二苯基硅醇经过酯化、氧化开环反应得到。
[0009]本专利技术的温芯盒粘结剂，在现有技术中选取硅酸钠、硅溶胶，碱性填料氢氧化钾、强氧化钠、氢氧化铝、四硼酸钾和偏铝酸钠，吸湿保水剂山梨醇的基础上，添加少量的亲水去污填料、防腐耐磨填料以及防火阻燃的硅酸盐耐火材料制备而成。其中，亲水去污填料中改性竹原纤维具有良好的亲水性和高孔隙率，易与乙烯一丙烯一非共轭双烯三元共聚物相容，共聚物的高二烯含量使其与改性竹原纤维的混炼物易于挤出成型，铸造成型的过程中能够填充至型砂的缝隙处，与二氧化硅、磁性纳米粉末配合后提高砂粒粘结后的抗拉强度和对磁性杂质的吸附性。防腐耐磨填料由亲油的12
‑
羟基油酸与叔丁基二苯基硅醇经过酯化、氧化开环反应得到，产物中由于具有长碳链和酯基，呈现良好的亲油性，烘干后会形成
疏松多孔的填料，分散在水中形成疏水屏蔽区域，使得腐蚀性油性介质难以穿透粘结剂，增强了粘结剂的耐腐蚀性和耐磨性。亲水去污填料良好溶解于水中，而防腐耐磨填料悬浮于水中，本专利技术的粘结剂与现有技术相比，提高了抗拉强度、耐腐蚀性、耐磨性和对砂粒中磁性杂质的吸附性。
[0010]进一步的，所述亲水去污填料的制备方法包括以下步骤：按照重量份，将25～40份二氧化硅粉末与0.3～0.8份磁性纳米粉末在40～60℃下搅拌20～30min，过400～500目筛，静置至室温得到磁化二氧化硅粉末；将改性竹原纤维与磁化二氧化硅粉末、乙烯一丙烯一非共轭双烯三元共聚物按照质量比4～6：3～5：0.15～0.25混合均匀，升温至120～130℃，保温搅拌5～10min得到混合料，混合料混炼后，160～180℃螺杆挤出、粉碎得到亲水去污填料。
[0011]亲水去污填料的制备过程，先将磁性纳米粉末分散于比表面积大、分散性好的二氧化硅粉末中得到磁化二氧化硅粉末，再将改性竹原纤维与磁化二氧化硅粉末、三元共聚物混合、混炼、挤出、粉碎，混炼挤出促进成分充分分散混合，保障亲水去污填料的质量均匀稳定。
[0012]进一步的，所述磁性纳米粉末选自Si
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Fe3O4磁性纳米粉末；改性竹原纤维的制备方法如下：将竹原纤维于80～95℃干燥4～6小时，分散于15wt％的氢氧化钠溶液中，超声振荡处理10～20min，清水淋洗后，分散于25wt％的氢氧化钠溶液中，85～95℃蒸煮1～2小时，过滤烘干即可。
[0013]改性竹原纤维的制备，氢氧化钠溶液的超声振荡和蒸煮处理能够去除竹原纤维中的胶质，提高竹原纤维的光泽度，并且使钠基吸附在竹原纤维的内部孔道内，提高其亲水性，同时发挥良好的抗菌耐磨性。
[0014]进一步的，所述防腐耐磨填料的制备方法包括以下步骤：
[0015]将12
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羟基油酸加入到三口烧瓶中，添加溶剂乙腈、酸催化剂，配备机械搅拌和冷凝管，升温至60～66℃，机械搅拌和冷凝条件下将叔丁基二苯基硅醇通过滴液漏斗滴加至三口烧瓶中，滴加完毕后保温搅拌反应3～5小时，过滤，乙腈洗涤，减压浓缩得到12
‑
羟基油酸叔丁基二苯基硅醇酯；
[0016]将12
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羟基油酸叔丁基二苯基硅醇酯加入烧瓶内，加入磷酸和甲酸，升温至45～50℃，搅拌均匀后逐滴加入双氧水，滴加完毕后保温搅拌1～2小时，反应体系过滤烘干后，得到氧化开环的化合物A。
[0017]防腐耐磨填料的制备，12
‑
羟基油酸与叔丁基二苯基硅醇在酸催化下酯化合成12
‑
羟基油酸叔丁基二苯基硅醇酯，之后在磷酸的催化下，与甲酸酯化成环，双氧水的氧化作用下开环得到化合物A。
[0018]防腐耐磨填料的化学合成反应式如下：
[0019][0020]进一步的，乙腈的用量为12
‑
羟基油酸质量的8～12倍，酸催化剂选自磷酸、乙酸、对甲苯磺酸、乙酸酐中的一种或多种的组合，12
‑
羟基油酸与酸催化剂的摩尔比为1:0.12～0.26，12
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羟油酸与叔丁基二苯基硅醇的摩尔比为1:1.2～1.4。
[0021]进一步的，12
‑
羟基油酸叔丁基二苯基硅醇酯与磷酸、甲酸的摩尔比为1：0.2～0.5：2.8～3.5，双氧水的用量为甲酸质量的3～6倍。
[0022]本专利技术还提供了上述温芯盒粘结剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比，将硅酸钠、硅溶胶加入反应釜中，继续加入氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铝、四硼酸钾、偏铝酸钠、山梨醇、水，升温至150～180℃，搅拌反应8～10小时，自然降温至50～65℃后，使用真空泵依次吸入铝酸盐耐火材料、亲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温芯盒粘结剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：硅酸钠20
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30％、氢氧化钾1.5
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4％、氢氧化钠1
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2％、山梨醇1
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5％、氢氧化铝0.1
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0.5％、硅溶胶0.1
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1％、四硼酸钾0.1
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1％、偏铝酸钠1
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5％、亲水去污填料0.6
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2.8％、防腐耐磨填料1.5
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4％和硅铝酸盐耐火材料0.2
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0.7％，余量为水，总量100％计；所述亲水去污填料由二氧化硅与磁性纳米粉末搅拌过筛后，与改性竹原纤维、乙烯一丙烯一非共轭双烯三元共聚物经混合、混炼挤出、粉碎得到；防腐耐磨填料由12
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羟基油酸与叔丁基二苯基硅醇经过酯化、氧化开环反应得到。2.根据权利要求1所述的一种温芯盒粘结剂，其特征在于，所述亲水去污填料的制备方法包括以下步骤：按照重量份，将25～40份二氧化硅粉末与0.3～0.8份磁性纳米粉末在40～60℃下搅拌20～30min，过400～500目筛，静置至室温得到磁化二氧化硅粉末；将改性竹原纤维与磁化二氧化硅粉末、乙烯一丙烯一非共轭双烯三元共聚物按照质量比4～6：3～5：0.15～0.25混合均匀，升温至120～130℃，保温搅拌5～10min得到混合料，混合料混炼后，160～180℃螺杆挤出、粉碎得到亲水去污填料。3.根据权利要求2所述的一种温芯盒粘结剂，其特征在于，所述磁性纳米粉末选自Si
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Fe3O4磁性纳米粉末；改性竹原纤维的制备方法如下：将竹原纤维于80～95℃干燥4～6小时，分散于15wt％的氢氧化钠溶液中，超声振荡处理10～20min，清水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈群，程楠，侯伟娜，马欣，张海生，
申请(专利权)人：金耐源河南工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：