一种改性硅溶胶及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种改性硅溶胶及其制备方法和用途。以重量份计所述改性硅溶胶的原料包括硅溶胶95～100份、聚乙烯醇0.1～2份和羟丙基甲基纤维素0.1～2份。本发明专利技术提供的所述改性硅溶胶的制备方法包括：将硅溶胶与聚乙烯醇混合，得到混合液A；将所述混合液A与羟丙基甲基纤维素混合，得到所述改性硅溶胶。本发明专利技术提供的改性硅溶胶通过特定配比的聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维对硅溶胶进行改性，使得所述改性硅溶胶粘度大，具有高的粘附性，并且提高了铸件面层浆料的湿强度，抗开裂，使得所述铸件的表面质量好。面质量好。

【技术实现步骤摘要】
一种改性硅溶胶及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于粘结剂
，具体涉及一种改性硅溶胶及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]硅溶胶是二氧化硅在水中的胶体溶液，作为高温粘结剂被广泛地应用于熔模铸造行业，是熔模铸造的主要原材料，直接影响着型壳及铸件的质量、生产周期和制造成本。长期以来，硅溶胶粘结剂在不断改进发展，但由于其存在着干燥速度慢、制壳效率低、对蜡模润湿性差及稳定性差等缺点制约了其快速发展。
[0003]例如CN112275994A公开了一种用于制备精铸件型壳的硅溶胶，所述硅溶胶包括面层组分和背层组分；所述面层组分包括锆粉、碳粉、硅溶胶、润湿剂和消泡剂；所述背层组分包括硅溶胶、纳米纤维、莫来粉和石英粉；该硅溶胶专用于制备精铸件型壳，所得型壳由内向外的孔隙率逐渐升高，精铸过程中不易产生气孔，可制备得到表面光滑度极高的铸件，保证了铸件的品质。但是包括所述硅溶胶的型壳强度低。
[0004]CN111570719A公开了一种用于精密铸造的硅溶胶改性涂料，包括面层涂料和背层涂料，所述面层涂料包括硅溶胶、铝酸钴、锆粉、聚乙烯醇和硅酸镁铝；所述背层涂料包括硅溶胶、熔融石英粉、聚乙烯醇和硅酸镁铝。包括所述硅溶胶改性涂料的模壳内表面致密无孔洞，耐磨性好，且配方简单。但是，上述内容并没有探究包括硅溶胶改性涂料的浆料的湿强度。
[0005]CN103192024A公开了一种水玻璃和硅溶胶混合粘结剂及其制备方法，所述制备方法包括：在15～30℃的温度下，将一定重量配比的水玻璃、硅溶胶溶液、耐火粉和渗透剂搅拌均匀，然后再加入消泡剂消泡，最后放置8小时以上，得到所述水玻璃和硅溶胶混合粘结剂。采用上述方法制备得到的粘结剂，面层涂料粉液比高，所述型壳的表面较为光滑，使得铸件表面光洁度提高，且型壳强度均匀。但是所述型壳的抗开裂性能有待进一步提升。
[0006]因此，开发一种粘结性好、面层浆料湿强度高、抗开裂，铸件表观质量好的硅溶胶，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种改性硅溶胶及其制备方法和用途。所述改性硅溶胶通过聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素对硅溶胶进行改性，使得所述改性硅溶胶的粘结性好，包括所述硅溶胶的面层浆料的透气性高、湿强度高且抗开裂。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种改性硅溶胶，以重量份计所述改性硅溶胶的原料包括硅溶胶95～100份、聚乙烯醇0.1～2份和羟丙基甲基纤维素0.1～2份。
[0010]本专利技术中，所述改性硅溶胶通过硅溶胶外层的硅醇基与聚乙烯醇的羟基结合，从而能够提高硅溶胶的粘结性，然后通过羟丙基甲基纤维素处理，进一步提高所述改性硅溶胶的湿强度；使得包括所述改性硅溶胶的铸件面层浆料的湿强度高，抗开裂，有效改善了铸
件的表观质量，减少了铸件的返修成本。
[0011]优选地，以重量份计，所述改性硅溶胶的原料包括硅溶胶95～100份，例如可以为96份、97份、98份、99份、100份等。
[0012]优选地，以重量份计，所述改性硅溶胶的原料包括聚乙烯醇0.1～2份，例如可以为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份等。
[0013]本专利技术中，所述聚乙烯醇的含量大于2份，会降低整体硅溶胶的稳定性，使得所述改性硅溶胶的使用寿命大大降低。
[0014]优选地，以重量份计，所述改性硅溶胶的原料包括羟丙基甲基纤维素0.1～2份，例如可以为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份等。
[0015]本专利技术中，所述羟丙基甲基纤维素的含量大于2份，会降低整体硅溶胶的稳定性，使得所述改性硅溶胶的使用寿命大大降低。
[0016]优选地，所述硅溶胶的固含量为25～35％，例如可以为26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、34％等。
[0017]优选地，所述硅溶胶的pH值为9.5～10.5，例如可以为9.6、9.7、9.8、9.9、10、10.1、10.2、10.3、10.4等。
[0018]本专利技术中，所述硅溶胶的pH值小于9.5，使得所述改性硅溶胶稳定性较差，使用效果极差；pH值大于10.5，碱性太强，会导致聚乙烯醇发生分解，从而无法得到所述改性硅溶胶，达不到想要的使用效果。
[0019]优选地，所述改性硅溶胶中聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素的质量比为(0.5～2):1，例如可以为0.6:1、0.75:1、1:1、1.5:1、1.8:1等。
[0020]本专利技术中，所述聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素的质量比小于0.5:1，会导致改性硅胶中结合的羟丙基甲基纤维素含量太少，导致产品的效果降低，达不到市场需求；大于2:1，产品不稳定，使用寿命短。
[0021]本专利技术中，所述硅溶胶、聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素的质量比中的硅溶胶指包括溶剂在内的硅溶胶的总质量。
[0022]作为本专利技术优选的技术方案，以重量份计所述改性硅溶胶的原料还包括0.1～1份非离子有机磷酸酯，例如可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
[0023]本专利技术中，所述非离子有机磷酸酯为非离子低泡有机磷酸酯，能够增加聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和硅溶胶三者之间的相容性。
[0024]优选地，以重量份计所述改性硅溶胶的原料还包括0.1～1份水性有机硅消泡剂，例如可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
[0025]第二方面，本专利技术提供一种根据第一方面所述的改性硅溶胶的制备方法，所述制备方法包括：
[0026](1)将硅溶胶与聚乙烯醇混合，得到混合液A；
[0027](2)将步骤(1)得到的混合液A与羟丙基甲基纤维素混合，得到所述改性硅溶胶。
[0028]本专利技术中，所述硅溶胶在与聚乙烯醇混合前还包括将硅溶胶进行搅拌的步骤；所述搅拌的时间为20～40min，例如可以为20min、25min、30min、35min、40min等。
[0029]优选地，所述搅拌的转速为100～200rpm，例如可以为110rpm、120rpm、140rpm、150rpm、160rpm、180rpm等。
[0030]优选地，步骤(1)所述混合的时间为1～2h，例如可以为1h、1.5h、2h等。
[0031]优选地，步骤(1)所述混合的温度为20～25℃，例如可以为21℃、22℃、23℃、24℃等。
[0032]优选地，步骤(1)所述混合的转速为200～300rpm，例如可以为220rpm、240rpm、260rpm、280rpm等。
[0033]优选地，步骤(1)所述混合包括先将配方量40～50％的聚乙烯醇与硅溶胶进行混合，再加入剩余聚乙烯醇进行混合。
[0034]优选地，步骤(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性硅溶胶，其特征在于，以重量份计所述改性硅溶胶的原料包括硅溶胶95～100份、聚乙烯醇0.1～2份和羟丙基甲基纤维素0.1～2份。2.根据权利要求1所述的改性硅溶胶，其特征在于，所述硅溶胶的固含量为25～35％；优选地，所述硅溶胶的pH值为9.5～10.5。3.根据权利要求1或2所述的改性硅溶胶，其特征在于，所述改性硅溶胶中聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素的质量比为(0.5～2):1。4.根据权利要求1～3任一项所述的改性硅溶胶，其特征在于，以重量份计所述改性硅溶胶的原料还包括0.1～1份非离子有机磷酸酯；优选地，以重量份计所述改性硅溶胶的原料还包括0.1～1份水性有机硅消泡剂。5.一种根据权利要求1～4任一项所述的改性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将硅溶胶与聚乙烯醇混合，得到混合液A；(2)将步骤(1)得到的混合液A与羟丙基甲基纤维素混合，得到所述改性硅溶胶。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的时间为1～2h；优选地，步骤(1)所述混合的温度为20～25℃；优选地，步骤(1)所述混合的转速为200～300rpm；优选地，步骤(1)所述混合包括先将配方量40～50％的聚乙烯醇与硅溶胶进行混合，再加入剩余聚乙烯醇进行混合。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合后还包括加入非离子有机磷酸酯进行混合的步骤；优选地，所述加入非离子有机磷酸酯进...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖洪，何欣，赖科言，叶海锋，黄瑞丽，
申请(专利权)人：阳江市惠尔特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：