一种环保型覆膜砂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种环保型覆膜砂，包括：硅砂、酚醛树脂、固化剂乌洛托品、润滑剂硬脂酸钙及环保剂；环保剂为聚丙烯腈基活性碳纤维。本发明专利技术还提供该覆膜砂的制备方法，包括：(1)将硅砂加热至预定温度170℃

【技术实现步骤摘要】
一种环保型覆膜砂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及覆膜砂领域，具体涉及一种环保型覆膜砂及其制备方法。

技术介绍

[0002]绿色制造技术是指在保证现有产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少。
[0004]在覆膜砂领域，也同样地要求环保型覆膜砂领域。例如，CN112517833A 中公开了一种低氨环保型覆膜砂及制备工艺，配方包括：原砂、固态酚醛树脂、液态环保型树脂、冷却水、乌洛托品和硬脂酸钙，各组分的重量份数分别是：249
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251份的原砂、2
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10份的固态酚醛树脂、0.5
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2.5份的液态环保型树脂、0.5
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0.8份的冷却水、0.125
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0.625份的乌洛托品、0.15
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0.75份的硬脂酸钙；低氨环保型覆膜砂的制备工艺，包括以下步骤，步骤一，原料称取；步骤二，加热处理；步骤三，一次混合；步骤四，二次混合；步骤五，三次混合；步骤六，破碎包装；该专利技术通过在制备覆膜砂的过程中降低了乌洛托品的用量，进而减少了制备费用，同时在不改变覆膜砂性能条件下大幅度的减少了覆膜砂造型、浇注时产生的氨气，不仅减少了后续对氨气的处理步骤，还有利于环保。但本专利技术只是降低了乌洛托品的加入量，并没有解决树脂分解带来的有害气体。
[0005]CN109317598A中公开了一种环保型低烟气湿态覆膜砂及其制备方法，所述覆膜砂包括如下原料：原砂、双酚A型环氧树脂、酚醛树脂、沸石粉、硬脂酸钙、乌洛托品水溶液、聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂。本专利技术的覆膜砂采用双酚A型环氧树脂与酚醛树脂的复配，有效降低了乌洛托品溶液的使用量，从而控制氨气、一氧化氮、二氧化氮、酚类等有害气体的来源，同时由于沸石粉的吸附作用，将有害气体吸附在砂芯中，降低了有害气体的释放；本专利技术中还加入了聚二甲基硅氧烷使得最终制备的覆膜砂具有一定的湿度，硅砂中的细粉被束缚，在制备和使用过程中不扬尘，提高了湿态覆膜砂的流动性；本专利技术覆膜砂的制备工艺简单，在高温时砂芯不开裂，在烧铸时烟气小，污染小。但本专利技术降低了乌洛托品加入量，并没有解决树脂分解带来的有害气体。沸石粉吸收水中的氨氮有效，对其他状态的有害气体的效果有限。
[0006]CN113926982A中公开了一种低成本环保型覆膜砂及其制备方法，具体属于覆膜砂制造及回收利用
本专利技术提供的低成本环保型覆膜砂制备原料按质量份数包括：覆膜砂旧砂250
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300份，剥离助剂18
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27份，粘结剂 12
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15份，固化剂1.0
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1.4份，润滑剂0.5
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0.6份；所述剥离助剂由丙烯酸月桂酯、单月桂基磷酸酯、乙腈水溶液组成。本专利技术通过磁选去除旧砂中残留的金属液，然后加入剥离助剂振动破裂，再将其冷冻，最后通过简单的机械处理即可较为完全地去除旧砂表面的酚醛树脂膜，得到再生砂。本专利技术充分利用了废弃砂资源，减少了环境污染，保护了生态平衡；本专利技术克服了现有覆膜砂旧砂回收再生成本过高的缺陷，与完全使用新砂相比，综合成本降低 15％
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22％。但只是对旧砂进行再生处理，最后得到再生砂，并非减少有害气体的排放。
[0007]因此，现有技术中无法解决树脂分解带来的有害气体的排放问题。

技术实现思路

[0008]为解决上述问题，本专利技术提供一种环保型覆膜砂，包括如下成分：硅砂、酚醛树脂、固化剂乌洛托品、润滑剂硬脂酸钙、以及环保剂；所述环保剂为聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN
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ACF)。
[0009]本专利技术还提供一种环保型覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将硅砂加热至预定温度170℃
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200℃，加入到混砂桶中；
[0011](2)将酚醛树脂加入到所述混砂桶内，搅拌均匀，使所述酚醛树脂均匀包覆在砂表面，形成酚醛树脂膜；
[0012](3)将固化剂乌洛托品水溶液加入到所述混砂机内，搅拌均匀，形成混合物；
[0013](4)当上述混合物温度降低到120
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130℃时，该条件下的树脂膜还是软化的，将环保剂加入到所述混砂桶内，搅拌均匀，使所述环保剂均匀包覆在硅砂表面的树脂膜上；
[0014](5)加入冷却液搅拌，降低砂温，使树脂膜降温后成为固态的树脂膜，使环保剂紧紧地吸附在砂粒表面；
[0015](6)当上述混合物温度降低到70
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100℃时，加入润滑剂硬脂酸钙粉剂，搅拌均匀；
[0016](7)最后包装。
[0017]本专利技术中采用聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN
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ACF)作为环保剂。其中，活性碳纤维[active carb oon fiber]又称纤维状活性炭，是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。传统的活性炭是一种经过活化处理的多孔炭，为粉末状或颗粒状。而活性碳纤维则为纤维状，纤维上布满微孔，活性碳纤维的纤维直径为5～20μm，比表面积平均在1000～1500m2/g左右，平均孔径在1.0～10.0nm，微孔均匀分布于纤维表面，由此对有机气体吸附能力比颗粒活性炭在空气中高几倍至几十倍。尤其是聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN
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ACF) 中含有氮，对硫系化合物和氮系化合物具有特殊的吸附能力。
[0018]本专利技术在覆膜砂混制的过程中加入一定量的上述环保剂聚丙烯腈基活性碳纤维，变成一种环保型覆膜砂，使用该专利技术的方法制作的覆膜砂的砂芯能够吸收有害气体(苯类、醛类、氨气、氮氧化合物等)，由此能够解决常规有机树脂覆膜砂在制芯和浇注过程中酚醛树脂的COD排放、以及解决铸件气孔的问题，能够达到清洁生产的目的。“气孔”，是指在液态金属在冷却凝固过程中，因造型材料粘结剂燃烧生产的气体，或者因金属液气体溶解度下降，析出的气体来不及逸出而产生的气孔，是铸件生产中最常见的缺陷之一，产生于铸件内部、表面或近表面，呈大小不等的圆形、长形及不规则形，孔壁光滑。
[0019]本专利技术中采用聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN
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ACF)作为环保剂能发挥下述效果：
[0020](1)覆膜砂的生产在170
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200℃条件下进行，环保剂以辅剂形式添加到覆膜砂中，制备成环保型覆膜砂。
[0021](2)常规覆膜砂制芯温度在230
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300℃，覆膜砂中的酚醛树脂和乌洛托品会发生交联固化但不分解，这样也会释放甲醛、游离酚和氨气，此阶段，环保剂就会吸附这些有害气体。
[0022](3)浇注阶段，当砂芯受热温度逐步到700℃以上时，酚醛树脂会逐步分解，释放氮氧化合物(NO、NO2)、二氧化碳等，此阶段，环保剂就会吸附这些有害气体。
[0023]综上，本专利技术具备以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型覆膜砂，其特征在于，包括如下成分：硅砂、酚醛树脂、固化剂乌洛托品、润滑剂硬脂酸钙、以及环保剂；所述环保剂为聚丙烯腈基活性碳纤维。2.根据权利要求1所述的环保型覆膜砂，其特征在于，各成分的量如下所示：以硅砂重量为100份计，酚醛树脂为1
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3份；固化剂乌洛托品的固含量为所述酚醛树脂的重量的12
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14％；润滑剂硬脂酸钙的量为所述酚醛树脂的重量的6％；环保剂的量为所述酚醛树脂的重量的8
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11％与所述固化剂乌洛托品的固含量的3
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5％的和。3.根据权利要求1或2所述的环保型覆膜砂，其特征在于，所述硅砂为内蒙砂、海砂、再生砂、宝珠砂、陶瓷砂、陶粒砂、以及铬铁砂中的一种或几种。4.权利要求1
‑
3中任意一项所述的环保型覆膜砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹海军，訾豪，唐品，包羽冲，王梓鑫，
申请(专利权)人：南阳仁创再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：