專利名稱：砂基組合物和砂基制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種砂基組合 物，以及由該砂基組合物制成的砂基制品。
背景技術：
現有的砂基制品通常由含有硅砂和粘結劑的砂基組合物成型、固化而制得。然而，現有的砂基組合物難以制成薄板型板材，或者制成的薄板型板材的斷裂強度較低，在運輸和使用的過程中容易發生斷裂。
發明內容
本發明的目的是為了克服由現有的砂基組合物制成的薄板型砂基板材的斷裂強度較低的缺點，提供一種新的砂基組合物以及由該砂基組合物制成的砂基制品。本發明提供了一種砂基組合物，其中，該砂基組合物含有硅砂、粘結劑和丁腈橡膠。本發明還提供了一種砂基制品，其中，該砂基制品通過將上述砂基組合物進行成型和固化而制得。本發明提供的所述砂基組合物由于含有與硅砂具有較強粘結力的丁腈橡膠，使得本發明的所述砂基組合物適合用于生產薄板型砂基板材。而且，通過實驗得知，本發明的砂基組合物中由于加入了丁腈橡膠，使得由該砂基組合物制備的薄板型砂基板材的斷裂強度得到了顯著的提高。
具體實施例方式本發明提供了一種砂基組合物，其中，該砂基組合物含有硅砂、粘結劑和丁腈橡膠。根據本發明提供的所述砂基組合物，以100重量份的硅砂為基準，所述粘結劑的含量可以為1-15重量份，優選為5-10重量份；所述丁腈橡膠的含量為3-15重量份，優選為5-10重量份。根據本發明提供的所述砂基組合物，所述硅砂沒有特別的限制，可以為選自海砂、潮砂、河砂、風積砂、人工砂和再生砂中的一種或多種。所述硅砂的粒徑優選為70-300目，圓球度優選為O. 5-0. 95。在本發明中，“圓球度”指顆粒棱角的相對銳度或曲率的量度，也可以指顆粒接近球形的程度；圓球度的測定方法為本領域技術人員所公知，例如，可采用圖版法進行測定。為了達到本發明所要求的圓球度要求，可以采用對硅砂進行球磨等常規的控制方法來滿足硅砂圓球度的需要。所述硅砂的圓球度和粒徑在上述范圍時，能夠進一步提高由該砂基組合物制成的薄板型板材的斷裂強度。根據本發明提供的所述砂基組合物，所述丁腈橡膠可以為市售的各種常規的丁腈橡膠產品。優選情況下，為了保證由本發明的所述砂基組合物制備的薄板型板材具有進一步提高的斷裂強度，所述丁腈橡膠的數均分子量為1600-4600，更優選為1600-3300。所述丁腈橡膠中丙烯腈結構單元的含量優選為18-45重量％，更優選為30-40重量％。在本發明中，所述丁腈橡膠可以為購自深圳市和平化工產品有限公司的丁腈橡膠產品。根據本發明提供的所述砂基組合物，所述粘結劑的種類沒有特別的限定，能夠將硅砂粘結在一起的各種粘結劑均可用于本發明中并實現本發明的目的。例如，所述粘結劑可以選自環氧樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、水玻璃、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂中的一種或多種；優選情況下，所述粘結劑為酚醛樹脂和/或環氧樹脂。所述酚醛樹脂和環氧樹脂可以在常規的酚醛樹脂和環氧樹脂中適當地選擇。具體地，所述酚醛樹脂可以為酸催化酚醛樹脂和/或堿催化酚醛樹脂，優選為酸催化酚醛樹脂，且所述酸催化酚醛樹脂的重均分子量可以為300-12000，優選為500-5000。所述環氧樹脂優選為雙酚A型環氧樹脂，所述環氧樹脂的環氧值可以為O. 3-0. 55mol/100g，其重均分子量可以為500-10000，優選為800-5000。根據本發明提供的所述砂基組合物，所述砂基組合物還可以含有以獨立組分存在的固化劑。以100重量份的硅砂為基準，所述固化劑的含量可以為O. 01-15重量份，優選為 O. 1-5重量份。適用于本發明的所述固化劑的種類沒有特別的限定，例如，可以為選自胺型固化齊U、酸酐型固化劑、聚磷酸鋁、氟硅酸鈉和烏洛托品中的一種或多種。優選情況下，所述固化劑為胺型固化劑和/或酸酐型固化劑。所述胺型固化劑可以為乙二胺、三甲基六亞甲基二
胺、六亞甲基四胺、二乙基三胺、羥甲基乙二胺、羥乙基乙二胺、二羥乙基乙二胺、羥乙基二乙烯三胺、二羥乙基乙二胺、羥乙基二乙烯三胺、二羥乙基二乙烯三胺、羥乙基己二胺、一氰乙基乙二胺、二氰乙基乙二胺、二氰乙基己二胺、雙氰胺、環己二胺、孟烷二胺、胺乙基呱嗪、異佛爾酮二胺和二氨基環己烷中的至少一種；所述酸酐型固化劑例可以為甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫苯酐、丁二酸酐和己二酸酐中的至少一種。在最優選的情況下，當所述粘結劑為酚醛樹脂時，所述固化劑最優選為六亞甲基四胺；當所述粘結劑為環氧樹脂時，所述固化劑最優選為上述胺型固化劑。根據本發明提供的所述砂基組合物，所述砂基組合物中還可以含有顏料劑和/或阻燃劑，且以100重量份的硅砂為基準，所述顏料劑的含量可以為0-2重量份，所述阻燃劑的含量可以為0-5重量份，所述顏料劑和阻燃劑的總含量可以為O. 01-7重量份。在所述砂基組合物含有顏料劑的情況下，所述砂基組合物可以表現出彩色的效果，從而達到滿足視覺要求的目的。在優選情況下，為了保證所述砂基組合物的色彩具有長期穩定性，優選使所述顏料劑附著在硅砂的表面。具體的，在該砂基組合物的制備過程中，優選先將硅砂、粘結劑和顏料劑混勻，然后再與丁腈橡膠以及選擇性組分固化劑混合。在本發明中，所述顏料劑的種類沒有特別的限定，例如可以為鈦白、氧化鋅、紅色氧化鐵、朱砂、群青、氧化鈷、鈦黃、鉻黃、炭黑和酞菁藍中的一種或多種。所述顏料劑的顏色也沒有特別的限定，可以根據需要進行適當地選擇。所述顏料劑例如可以使用大日精化化工有限公司的H190炭黑、大日精化化工有限公司的4920酞菁藍等。在所述砂基組合物含有阻燃劑的情況下，所述砂基組合物的阻燃性能可以得到進一步提高。在本發明中，所述阻燃劑的種類沒有特別的限定，各種常規的阻燃劑均可用于本發明并實現本發明的目的。優選情況下，所述阻燃劑為選自水合氧化鋁、水合氧化鎂、聚磷酸銨和可膨脹石墨中的一種或多種。
本發明還提供了一種砂基制品，其中，該砂基制品通過將上述砂基組合物進行成型和固化而制得。根據本發明提供的所述砂基制品，所述成型的方法沒有特別的限定，例如可以為壓制成型。所述成型的過程可以在模具中實施。所述成型的條件可以包括壓力為
O.Ι-lMPa，優選為 O. 12-0. 8MPa ;時間為 30_300s，優選為 60_240s ;溫度為 20-300。。，優選為 20-260 °C。根據本發明提供的所述砂基制品，所述固化的條件沒有特別的限定，例如可以包括固化溫度為15-80°C，固化時間為1-48小時。 在本發明中，所述砂基制品可以為薄板型砂基板材。所述砂基板材的長度或寬度與所述砂基板材的厚度的比值可以為10以上，甚至可以為50-1000。以下通過實施例對本發明作進一步說明。實施例I本實施例用于說明本發明提供的所述砂基組合物和砂基制品。將100重量份的硅砂(顆粒直徑為100-200目，圓球度為O. 65)加入到馬弗爐中，在700°C下焙燒30min,然后將焙燒后的娃砂轉移至混砂機中，在100r/min的攪拌速度下，冷卻至150°C時，加入5重量份的環氧樹脂(型號為E51，環氧值為O. 48-0. 54eq/100g)和
O.2重量份的CR-826型鈦白粉，繼續攪拌，溫度降低至100°C時向混合物中添加5重量份的丁腈橡膠(購自深圳市和平化工產品有限公司，牌號PNBR-4001)、I重量份的水合氧化鋁和
O.I重量份的六亞甲基四胺，混合均勻，得到砂基混合物。將該砂基混合物加到模具(內部尺寸為215cmX62cmX5cm)中，在O. 5MPa、180°C下壓制100s，接著在25°C下固化24h，從而制得砂基板材Al。對比例I根據實施例I的方法制備砂基制品，所不同的是，不加入丁腈橡膠，從而制得砂基板材D1。實施例2本實施例用于說明本發明提供的所述砂基組合物和砂基制品。將100重量份的硅砂(顆粒直徑為70-150目，圓球度為O. 85)加入到馬弗爐中，在700°C下焙燒30min,然后將焙燒后的娃砂轉移至混砂機中，在100r/min的攪拌速度下，冷卻至150°C時，加入8重量份的酚醛樹脂(重均分子量為600，購自濟南圣泉股份有限公司，牌號為EXP0185)和O. 2重量份的H190型炭黑，繼續攪拌，溫度降低至90°C時向混合物中添加8重量份的丁腈橡膠(購自深圳和平化工產品有限公司，牌號PNBR-4003)、3重量份的水合氧化鋁和2重量份的六亞甲基四胺，混合均勻，得到砂基混合物。將該砂基混合物加到模具(內部尺寸為215cmX62cmX5cm)中，在O. 5MPa、180°C下壓制100s，接著在25°C下固化24h，從而制得砂基板材A2。實施例3本實施例用于說明本發明提供的所述砂基組合物和砂基制品。將100重量份的硅砂(顆粒直徑為200-300目，圓球度為O. 55)加入到馬弗爐中，在700°C下焙燒30min,然后將焙燒后的娃砂轉移至混砂機中，在100r/min的攪拌速度下，冷卻至150°C時，加入10重量份的酚醛樹脂(重均分子量為600，購自濟南圣泉股份有限公司，牌號為EXP0185)和O. 2重量份的4920型酞青藍，繼續攪拌，溫度降低至80°C時向混合物中添加10重量份的丁腈橡膠(購自深圳和平化工產品有限公司，牌號PNBR-4002)、5重量份的水合氧化鋁和5重量份的六亞甲基四胺，混合均勻，得到砂基混合物。將該砂基混合物加到模具(內部尺寸為215cmX62cmX5cm)中，在O. 5MPa、180°C下壓制100s，接著在25°C下固化24h，從而制得砂基板材A3。測試例根據GB/T 4161-2007的方法評價砂基板材A1-A3和Dl中尺寸為215cmX62cm的表面的斷裂強度，并將測得的最小值和最大值之間的數值區間范圍均勻分成10個等級區間，并分別用1、2、3、4、5、6、7、8、9和10表示，其中，數值越大表示斷裂強度越高，數值越小表示斷裂強度越低，也即測得的最小值在I表示的等級區間內，測得的最大值在10表示的等級區間內。其評價結果如下表I所示。表I·
權利要求
1.一種砂基組合物，其特征在于，該砂基組合物含有硅砂、粘結劑和丁腈橡膠。
2.根據權利要求I所述的砂基組合物，其中，以100重量份的硅砂為基準，所述粘結劑的含量為1-15重量份，所述丁腈橡膠的含量為3-15重量份。
3.根據權利要求I或2所述的砂基組合物，其中，所述硅砂的粒徑為70-300目，圓球度為 O. 5-0. 95。
4.根據權利要求I所述的砂基組合物，其中，所述粘結劑選自環氧樹脂、聚偏氟乙烯樹月旨、水玻璃、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂的一種或多種。
5.根據權利要求I或4所述的砂基組合物，其中，所述砂基組合物還含有以獨立組分存在的固化劑，以100重量份的硅砂為基準，所述固化劑的含量為O. 01-15重量份。
6.根據權利要求5所述的砂基組合物，其中，所述固化劑選自胺型固化劑、酸酐型固化齊Li、聚憐Ife招、氣娃Ife納和烏洛托品中的一種或多種。
7.根據權利要求I或2所述的砂基組合物，其中，所述丁腈橡膠的數均分子量為1600-4600，丙烯腈結構單元的含量為18-45重量％。
8.根據權利要求I所述的砂基組合物，其中，所述砂基組合物還含有顏料劑和/或阻燃劑，以100重量份的硅砂為基準，所述顏料劑的含量為0-2重量份，所述阻燃劑的含量為0-5重量份，所述顏料劑和阻燃劑的總含量為O. 01-7重量份。
9.根據權利要求8所述的砂基組合物，其中，所述顏料劑為選自鈦白、氧化鋅、紅色氧化鐵、朱砂、群青、氧化鈷、鈦黃、鉻黃、炭黑和酞菁藍中的一種或多種；所述阻燃劑為選自水合氧化鋁、水合氧化鎂、聚磷酸銨和可膨脹石墨中的一種或多種。
10.一種砂基制品，其特征在于，該砂基制品通過將權利要求1-9中任意一項所述的砂基組合物進行成型和固化而制得。
全文摘要
本發明涉及一種砂基組合物，其中，該砂基組合物含有硅砂、粘結劑和丁腈橡膠；還涉及一種砂基制品，其中，該砂基制品通過將上述砂基組合物進行成型和固化而制得。由本發明的所述砂基組合物制成的砂基板材具有較高的斷裂強度。
文檔編號C04B26/14GK102951869SQ20111024675
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月25日 優先權日2011年8月25日
發明者秦升益 申請人:北京仁創科技集團有限公司