一种耐高温再生覆膜砂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐高温再生覆膜砂及其制备方法。该耐高温再生覆膜砂的制备方法包括以下步骤：取水玻璃旧砂进行研磨预处理；将预处理后的水玻璃旧砂进行湿法再生得再生砂；向再生砂中加入水杨酸、液态酚醛树脂、金属氧化物粉末、微硅粉混合进行表面改性得改性再生砂；向改性再生砂中加入固态酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙进行覆膜砂混砂得到耐高温再生覆膜砂成品。本方法制备的耐高温再生覆膜砂工艺简单、性能优异，可广泛应用于铸造复杂薄壁的铸件；同时还解决了铸造企业固废环保压力，使不可再生的硅砂资源得到重复利用。可再生的硅砂资源得到重复利用。可再生的硅砂资源得到重复利用。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温再生覆膜砂及其制备方法


[0001]本专利技术属于铸造用覆膜砂
，具体涉及一种耐高温再生覆膜砂及其制备方法。

技术介绍

[0002]铸造复杂薄壁的铸件是航空航天、汽车工业等高端装备制造业的关键技术。这类铸件具有内腔复杂、尺寸精度高的需求，一般采用覆膜砂制备内腔砂芯，再经过浇铸得到成品铸件。该类砂芯同样结构复杂、尺寸较薄，因此要求覆膜砂的熔点高、强度高、耐热性好。
[0003]我国是铸造业大国，发展基建对大型装备铸件的需求量大。这类铸件部分采用水玻璃砂铸造工艺，预估计产生的水玻璃旧砂超过100万吨/年，大量水玻璃旧砂固废成为铸造企业的环保难题，同时水玻璃砂的主要原料硅砂是不可再生资源，过去粗暴的填埋处理等方式浪费了大量的硅砂资源。
[0004]专利文献CN111331071A公开了一种水玻璃旧砂改性再生制备方法，包括以下步骤：(1)配置改性溶液：使用NH4Cl水溶液作为基础改性溶液，在NH4Cl水溶液中加入适量的金属盐混合物，生成修复改性溶液；(2)浸泡改性：将水玻璃旧砂放入改性溶液进行中浸泡；将水玻璃旧砂放在热修复改性溶液进行浸泡改性10
‑
120min，或在用常温修复改性溶液对水玻璃旧砂进行浸泡改性30
‑
200min，水玻璃旧砂改性过程定时进行搅拌。该专利技术使用改性液对水玻璃旧砂进行再生，属于化学方法，旧砂表面的残留膜仍然存在，甚至覆盖层更厚，得到的再生砂与新砂差异较大。
[0005]专利文献CN115229122A公开了一种铸造用耐高温覆膜砂及其制备方法，通过在酚醛树脂中加入有机硅聚合物、乙二醇、硼酸、间苯二酚和聚苯醚对酚醛树脂进行改性。利用物质之间的相互协同作用,制备了一种具有高流动性、高强度、低固化温度、高耐热性能的覆膜砂。但是，实践证明在酚醛树脂中随意添加改性剂会造成树脂间的连接桥梁极不稳定，应用前景差。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提供了一种耐高温再生覆膜砂及其制备方法，能够达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种耐高温再生覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、取水玻璃旧砂进行研磨预处理；
[0009]S2、将预处理后的水玻璃旧砂进行湿法再生，得再生砂；
[0010]S3、向再生砂中加入水杨酸、液态酚醛树脂、金属氧化物粉末、微硅粉混合进行表面改性，得改性再生砂；
[0011]S4、向改性再生砂中加入固态酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙进行覆膜砂混砂，得到耐高温再生覆膜砂成品。
[0012]进一步地，所述步骤S1中研磨预处理转速为120
‑
360r/min，研磨时间2
‑
8min。
[0013]进一步地，所述步骤S2中湿法再生工艺参数为：砂水质量比为1：(0.5
‑
3)、搅拌转速270
‑
720r/min、搅拌时间3
‑
10min、酸液调节pH＝6
‑
7，所述再生砂含水量为2
‑
5％。
[0014]进一步地，所述步骤S3中水杨酸、液态酚醛树脂、金属氧化物粉末、微硅粉添加量分别为所述再生砂质量的0.1
‑
0.5％、0.3
‑
0.8％、0.2
‑
1％、0.1
‑
0.5％。
[0015]进一步地，所述金属氧化物粉末、微硅粉粒径为1000目
‑
5000目；和/或所述液体酚醛树脂在25℃时粘度2
‑
3Pa
·
s、固含量≥70％、游离酚15
‑
25％、水分≤3％。
[0016]进一步地，所述金属氧化物为三氧化二铝、三氧化二铁中的一种或两种。
[0017]进一步地，所述步骤S3中进行表面改性后还有养护步骤：养护温度80
‑
105℃、时间1
‑
5h。
[0018]进一步地，所述步骤S4中固态酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙添加量分别为所述改性再生砂质量的1
‑
3％、10
‑
20％、5
‑
10％。
[0019]进一步地，所述固态酚醛树脂软化点98
‑
115℃，聚合速度20
‑
40s，游离酚≤5％。
[0020]一种根据上述的一种耐高温再生覆膜砂的制备方法制备获得的覆膜砂。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022](1)本专利技术工艺流程简单，制备的耐高温再生覆膜砂可广泛应用于铸造复杂薄壁的铸件、提升铸件合格率。
[0023](2)本专利技术以水玻璃旧砂为原料经过再生、改性后获得性能优于新砂的再生砂，解决了铸造企业固废环保压力，同时使不可再生的硅砂资源得到重复利用。
[0024](3)本专利技术制备过程先进行研磨，可去除砂粒表面脆化的残留膜，在湿法过程中还添加酸液与粘结牢固的水玻璃发生反应，达到强化去除覆盖物的效果。
[0025](4)本专利技术制备过程通过表面改性后金属氧化物、液态酚醛树脂可提升覆膜砂熔点，微硅粉、水杨酸强化了酚醛树脂连接桥，提升了覆膜砂的抗拉强度。
[0026](5)本专利技术制备的再生砂表面残留的少量水玻璃经过金属液高温浇铸，可发生烧结玻璃化，使得覆膜砂具备极佳的耐热性能。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1工艺流程图。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本专利技术。
[0029]关键试验材料来源及理化参数：
[0030]水玻璃旧砂来自铸造厂用完的旧砂，理化参数：粒度20
‑
200目、酸耗值20
‑
40ml、pH值10
‑
13，电导率2000
‑
6000us/cm；
[0031]液体酚醛树脂购自南通康林新材料有限公司，理化参数：粘度2000
‑
3000、固含量≥70％、游离酚15
‑
25％、水分≤3％；
[0032]固体酚醛树脂购自济南圣泉铸造材料有限公司，理化参数：软化点98
‑
115℃、聚合速度20
‑
40s、游离酚≤5％；
[0033]微硅粉购自河南铂润新材料有限公司，理化参数：二氧化硅含量≥98％、粒度1000
目
‑
5000目；
[0034]三氧化二铝粉末购自中国铝业集团有限公司，理化参数：三氧化二铝含量≥98％、粒度1000目
‑
5000目；
[0035]三氧化二铁粉末购自智利冶金，理化参数：三氧化二铁含量≥98％、粒度1000目
‑
5000目。
[0036]本专利技术中未对具体原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温再生覆膜砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取水玻璃旧砂进行研磨预处理；S2、将预处理后的水玻璃旧砂进行湿法再生，得再生砂；S3、向再生砂中加入水杨酸、液态酚醛树脂、金属氧化物粉末、微硅粉混合进行表面改性，得改性再生砂；S4、向改性再生砂中加入固态酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙进行覆膜砂混砂，得到耐高温再生覆膜砂成品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中研磨预处理转速为120
‑
360r/min，研磨时间2
‑
8min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中湿法再生的工艺参数为：砂水质量比为1：(0.5
‑
3)，搅拌转速270
‑
720r/min，搅拌时间3
‑
10min，用酸液调节pH＝6
‑
7，所述再生砂含水量为2
‑
5％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中水杨酸、液态酚醛树脂、金属氧化物粉末、微硅粉添加量分别占所述再生砂质量的0.1
‑
0.5％、0.3
‑
0.8％、0.2
‑
1％、0.1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：包羽冲，唐品，刘承翔，
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：