一种铸造用自硬粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铸造用自硬粘结剂及其制备方法，由以下重量百分比的原料制成：硅酸钠40

【技术实现步骤摘要】
一种铸造用自硬粘结剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及粘结剂制备
，具体涉及一种铸造用自硬粘结剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的无机粘结剂，如黏土、水玻璃等由于造型强度低或浇注后溃散性差等各种问题在实际应用效果均不甚理想。相比于传统的有机树脂粘结剂，磷酸盐无机粘结剂的优点在于强度高、发气量低、溃散性好且绿色环保无污染等优点，使之具有非常高的应用价值及宽广的应用前景。目前磷酸盐粘结剂砂固化方式主要为热硬和自硬两种，通过热硬方式所制得的砂芯虽然强度较高，但受环境制约，随环境温湿度变化强度波动极大且抗吸湿性差。
[0003]现有的铸造粘结剂通过有机树脂和无机材料复配处理来提升粘结剂的强度，一定程度上提升砂芯的机械强度，但效果不够明显，影响了砂芯的正常使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种铸造用自硬粘结剂及其制备方法，通过硅酸钠、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、改性树脂、二乙烯三胺的复配，解决现有粘结剂易产生裂纹缺陷、耐水效果差的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种铸造用自硬粘结剂，由以下重量百分比的原料制成：硅酸钠40
‑
50％、氢氧化钾1
‑
3％、氢氧化钠1
‑
2％、山梨醇1
‑
5％、氢氧化铝0.1
‑
0.5％、硅溶胶0.1
‑
1％、四硼酸钾0.1r/>‑
1％、偏铝酸钠1
‑
3％、改性树脂10
‑
15％、二乙烯三胺3
‑
5％，余量为水；
[0007]所述的改性树脂由如下步骤制成：
[0008]步骤A1：将苯酚、甲醛溶液、氢氧化钠混合均匀，在转速为150
‑
200r/min，温度为65
‑
70℃的条件下，进行反应0.5
‑
1h，升温至温度为75
‑
80℃，进行反应1
‑
1.5h，升温至温度为85
‑
90℃，进行反应1
‑
1.5h，制得酚醛树脂；
[0009]步骤A2：将环氧树脂E
‑
41和交联剂混合均匀，在转速为150
‑
200r/min，温度为100
‑
110℃的条件下，进行反应3
‑
5h，制得改性环氧树脂，将改性环氧树脂、酚醛树脂、二甲苯、硫酸铜混合均匀，在转述为200
‑
300r/min，温度为110
‑
120℃的条件下，进行反应6
‑
8h，制得改性树脂。
[0010]进一步，步骤A1所述的苯酚、甲醛、氢氧化钠的用量比摩尔为1:2.5:0.06。
[0011]进一步，步骤A2所述的环氧树脂E
‑
41和交联剂的用量质量比为5:2，改性环氧树脂和酚醛树脂的用量质量比为3:1。
[0012]进一步，重量百分比的原料为：硅酸钠45％、氢氧化钾2％、氢氧化钠1.7％、山梨醇5％、氢氧化铝0.1％、硅溶胶0.1％、四硼酸钾0.1％、偏铝酸钠1％、改性树脂10％、二乙烯三胺3％，余量为水。
[0013]进一步，重量百分比的原料为：硅酸钠42％、氢氧化钾1％、氢氧化钠2％、山梨醇2％、氢氧化铝0.5％、硅溶胶0.5％、四硼酸钾0.5％、偏铝酸钠1.5％、改性树脂12％、二乙烯三胺4％，余量为水。
[0014]进一步，重量百分比的原料为：硅酸钠47％、氢氧化钾3％、氢氧化钠1％、山梨醇4％、氢氧化铝0.2％、硅溶胶0.8％、四硼酸钾1％、偏铝酸钠3％、改性树脂15％、二乙烯三胺5％，余量为水。
[0015]进一步，所述的交联剂由如下步骤制成：
[0016]步骤B1：将3,3'
‑
二硝基二苯甲酮、去离子水、乙醇、硼氢化钠混合均匀，在转速为200
‑
300r/min，温度为30
‑
40℃的条件下，进行反应30
‑
40min后，加入盐酸溶液，搅拌5
‑
10min，制得中间体1，将中间体1、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合均匀，在转速为200
‑
300r/min，温度为70
‑
80℃的条件下，进行搅拌回流3
‑
5h，制得中间体2；
[0017]反应过程如下：
[0018][0019]步骤B2：将中间体2、锡粉、浓盐酸混合均匀，在转速为300
‑
500r/min，温度为95
‑
105℃的条件下，进行反应40
‑
50min后，调节反应液pH值为10
‑
11，制得中间体3，将三光气溶于氯苯中，在转速为150
‑
200r/min，温度为70
‑
80℃的条件下，搅拌并加入中间体3，进行反应10
‑
15h，制得中间体4；
[0020]反应过程如下：
[0021][0022]步骤B3：将中间体4、2,2
‑
二羟甲基丙酸、N,N
‑
二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为150
‑
200r/min，温度为40
‑
50℃的条件下，进行反应3
‑
5h，制得中间体5，将中间体5、氟化钾、PEG600混合均匀，通入氮气保护，在转速为200
‑
300r/min，温度为80
‑
90℃的条件下，进行反应1
‑
1.5h，制得中间体6；
[0023]反应过程如下：
[0024][0025]步骤B4：将中间体6、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为150
‑
200r/min，温度为0
‑
3℃的条件下，进行搅拌并加入吡啶和三乙胺，在温度为20
‑
25℃的条件下，进行反应18
‑
22h，制得中间体7，将氨水在转速为200
‑
300r/min，温度为30
‑
35℃的条件下，搅拌并加入中间体7，进行反应30
‑
50min，过滤去滤液，保存滤饼，将2,2
‑
二羟甲基丙酸、丙烯酸、N,N
‑
二甲基甲酰胺、硫酸铜混合均匀，在温度为110
‑
120℃的条件下，进行反应8
‑
10h，制得中间体8，将滤饼、中间体8、N,N
‑
二甲基甲酰胺、硫酸铜混合均匀，在温度为110
‑
120℃的条件下，进行反应5
‑
7h，制得中间体9；
[0026]反应过程如下：
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造用自硬粘结剂，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：硅酸钠40
‑
50％、氢氧化钾1
‑
3％、氢氧化钠1
‑
2％、山梨醇1
‑
5％、氢氧化铝0.1
‑
0.5％、硅溶胶0.1
‑
1％、四硼酸钾0.1
‑
1％、偏铝酸钠1
‑
3％、改性树脂10
‑
15％、二乙烯三胺3
‑
5％，余量为水；所述的改性树脂由如下步骤制成；步骤A1：将苯酚、甲醛溶液、氢氧化钠混合反应，升温继续反应，再次升温反应，制得酚醛树脂；步骤A2：将环氧树脂E
‑
41和交联剂混合反应，制得改性环氧树脂，将改性环氧树脂、酚醛树脂、二甲苯、硫酸铜混合反应，制得改性树脂。2.根据权利要求1所述的一种铸造用自硬粘结剂，其特征在于：步骤A1所述的苯酚、甲醛、氢氧化钠的用量比摩尔为1:2.5:0.06，步骤A2所述的环氧树脂E
‑
41和交联剂的用量质量比为5:2，改性环氧树脂和酚醛树脂的用量质量比为3:1。3.根据权利要求1所述的一种铸造用自硬粘结剂，其特征在于：所述的交联剂由如下步骤制成：步骤B1：将3,3'
‑
二硝基二苯甲酮、去离子水、乙醇、硼氢化钠混合反应后，加入盐酸溶液，搅拌，制得中间体1，将中间体1、三甲基氯硅烷、四氢呋喃混合搅拌回流，制得中间体2；步骤B2：将中间体2、锡粉、浓盐酸混合反应后，调节反应液pH值，制得中间体3，将三光气溶于氯苯中，搅拌并加入中间体3，进行反应，制得中间体4；步骤B3：将中间体4、2,2
‑
二羟甲基丙酸、N,N
‑
二甲基甲酰胺混合反应，制得中间体5，将中间体5、氟化钾、PEG600混合反应，制得中间体6；步骤B4：将中间体6、三光气、四氢呋喃混合搅拌并加入吡啶和三乙胺，进行反应，制得中间体7，将氨水搅拌并加入中间体7，进行反应，过滤去滤液，将滤饼、2,2
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈群，程楠，陈嵩文，郑艳辉，陈腾飞，
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：