一种热发泡工艺用无机树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种一种热发泡工艺用无机树脂，包括以下组份：硅酸钠溶液、PVA、氢氧化钠、去离子水、表面活性剂、稳定剂、抗吸湿剂、消泡剂、偶联剂；其中各组分的重量百分比为：硅酸钠溶液45％

【技术实现步骤摘要】
一种热发泡工艺用无机树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铸造辅材
，特别是涉及一种热发泡工艺用无机树脂。

技术介绍

[0002]3D打印是所有增材快速制造技术(RP)中发展速度最快的一种技术，是“第三次工业革命”的核心技术，已在航空航天、工业设计、生物医疗、汽车、食品、建筑等许多领域得到普及应用。而在铸造领域，3D打印技术已经慢慢应用到高端铸造领域，在造型复杂的型芯领域，3D打印技术的优势愈专利技术显。
[0003]1980年8月，佳能第一次将热发泡喷墨技术应用到其喷墨打印机Y
‑
80上，从此开始了喷墨打印机的历史，因热发泡喷墨技术工艺已经相当成熟，且成本低廉，自此热发泡技术开始在喷墨打印机领域开始批量应用，但该技术一直应用在印刷、印染领域，所使用的都是印染行业使用的油墨，而在铸造领域的应用还处于空白。现有的砂芯3D打印领域所使用到的粘结剂，以有机树脂为主，包括呋喃树脂和酚醛树脂。而这些铸造用粘结剂因其使用的都是有机体系，热发泡喷墨打印技术的工作原理是通过墨水在短时间内的加热、膨胀、压缩，将墨水喷射到作业面。在使用热发泡打印头进行打印作业时，会出现丢帧和喷墨不连续的现象，进而导致型砂强度低，浮沙现象严重，影响打印作业。热发泡技术因其具有低操作频率、高喷嘴数和低使用成本，因此热发泡喷墨技术可以提高打印速度，提高打印机的工作效率，极大地降低打印成本。而现有的铸造用无机粘结剂表面张力小(压电式打印头要求表面张力≤40mN/m)、粘度大、料液稳定性差、起模时间长、24h常温抗拉强度低，不能适用于型砂打印中的热发泡技术，因此研发一款适宜于热发泡喷墨技术的粘结剂，可以进一步推动3D 打印技术在我们铸造领域的推广应用。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有的铸造用无机粘结剂表面张力小、粘度大、料液稳定差、起模时间长、24h常温抗拉强度低的问题，提供一种热发泡工艺用无机树脂。
[0005]一种热发泡工艺用无机树脂，包括以下组份：硅酸钠溶液、PVA、氢氧化钠、去离子水、表面活性剂、稳定剂、抗吸湿剂、消泡剂、偶联剂；其中各组分的重量百分比为：硅酸钠溶液45％
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55％、PVA 6％
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14％、氢氧化钠0.5％
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1.5％、去离子水13％
‑
19％、表面活性剂0.6
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1.4％、稳定剂17％
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23％、抗吸湿剂0.8％
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1.2％、消泡剂0.3％
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0.7％、偶联剂0.3％
‑
0.7％。
[0006]进一步地，所述硅酸钠溶液的模数为2.1
‑
2.5。
[0007]进一步地，所述表面活性剂为癸炔二醇、炔二醇聚醚、十二碳炔二醇聚醚中的一种或两种以上的任意组合。
[0008]进一步地，所述稳定剂为聚乙二醇400、二乙二醇、三乙二醇、乙二醇苯醚、六甲基磷酸三酰胺中的一种或两种以上的任意组合。
[0009]进一步地，所述抗吸湿剂为碳酸钠、碳酸锂、四硼酸钠中的一种或两种以上的任意
组合。
[0010]进一步地，所述消泡剂为炔二醇、高碳酮、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或两种以上的任意组合。
[0011]进一步地，所述偶联剂为γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N
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β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种以上的任意组合。
[0012]一种制备热发泡工艺用无机树脂的方法，包括如下步骤：
[0013]S1：将硅酸钠溶液、PVA、去离子水抽入反应釜中，加热至60℃，搅拌至少 3min；
[0014]S2：在反应釜中加入氢氧化钠，搅拌至少30min；
[0015]S3：依次在反应釜中加入表面活性剂、稳定剂，搅拌至少30min；
[0016]S4：依次在反应釜中加入抗吸湿剂、消泡剂、偶联剂，搅拌至少30min，即制得热发泡工艺用无机树脂；
[0017]S5：检测、充入惰性气体包装。
[0018]进一步地，上述方法制得的热发泡工艺用无机树脂的表面张力＞50mN/m，粘度≤1.5mPa
·
s。
[0019]进一步地，上述方法制得的热发泡工艺用无机树脂起模时间≤3h，24h常温抗拉强度≥1.5MPa。
[0020]本专利技术提供的一种热发泡工艺用无机树脂，该无机树脂表面张力＞50mN/m， 25℃的粘度≤1.5mPa
·
s，能有效解决现有粘结剂不能通过热发泡技术实现连续喷墨的问题，料液稳定，起模时间短(≤3H)，24h常温抗拉强度≥1.5MPa，能满足快速成型需求，气味温和无刺激。并且该无机树脂的生产成本和使用成本都较低，该无机树脂用于3D砂型打印时，无需像压电式喷头那样开机反复冲洗打印头，造成料液的巨大浪费，使用该铸造热发泡工艺用无机树脂，可以降低生产成本在80％左右，有利于3D打印技术在铸造行业的推广应用。进一步地，该无机树脂未采用甲醛、糠醇、苯酚类物质，因此其无异味，能有效改善作业现场环境，达到绿色铸造的发展理念。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]一实施方式中，一种热发泡工艺用无机树脂，所述无机树脂包括以下组份：硅酸钠溶液、PVA、氢氧化钠、去离子水、表面活性剂、稳定剂、抗吸湿剂、消泡剂、偶联剂；其中各组分的重量百分比为：硅酸钠溶液45％
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55％、PVA 6％
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14％、氢氧化钠0.5％
‑
1.5％、去离子水13％
‑
19％、表面活性剂0.6
‑
1.4％、稳定剂17％
‑
23％、抗吸湿剂0.8％
‑
1.2％、消泡剂0.3％
‑
0.7％、偶联剂0.3％
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0.7％。
[0024]本专利技术所提供的一种热发泡工艺用无机树脂，其表面张力＞50mN/m，25℃的粘度≤1.5mPa
·
s，能有效解决现有粘结剂不能通过热发泡技术实现连续喷墨的问题，料液稳定，起模时间短(≤3H)，24h常温抗拉强度≥1.5MPa,即放置 24h后在常温下的抗拉强度≥1.5MP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热发泡工艺用无机树脂，其特征在于，所述无机树脂包括以下组份：硅酸钠溶液、PVA、氢氧化钠、去离子水、表面活性剂、稳定剂、抗吸湿剂、消泡剂、偶联剂；其中各组分的重量百分比为：硅酸钠溶液45％
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55％、PVA 6％
‑
14％、氢氧化钠0.5％
‑
1.5％、去离子水13％
‑
19％、表面活性剂0.6
‑
1.4％、稳定剂17％
‑
23％、抗吸湿剂0.8％
‑
1.2％、消泡剂0.3％
‑
0.7％、偶联剂0.3％
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0.7％。2.根据权利要求1所述的一种热发泡工艺用无机树脂，其特征在于，所述硅酸钠溶液的模数为2.1
‑
2.5。3.根据权利要求1所述的一种热发泡工艺用无机树脂，其特征在于，所述表面活性剂为癸炔二醇、炔二醇聚醚、十二碳炔二醇聚醚中的一种或两种以上的任意组合。4.根据权利要求1所述的一种热发泡工艺用无机树脂，其特征在于，所述稳定剂为聚乙二醇400、二乙二醇、三乙二醇、乙二醇苯醚、六甲基磷酸三酰胺中的一种或两种以上的任意组合。5.根据权利要求1所述的一种热发泡工艺用无机树脂，其特征在于，所述抗吸湿剂为碳酸钠、碳酸锂、四硼酸钠中的一种或两种以上的任意组合。6.根据权利要求1所述的一种热发泡工艺用无机树脂，其特征在于，所述消泡剂为炔二醇、高碳酮、聚氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：方建涛，崔刚，杨洋，邢金龙，
申请(专利权)人：共享智能装备有限公司，
类型：发明
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