一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑄鋼用型砂制造技術領域，尤其涉及一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在鋼件的鑄造過程中型砂的好壞直接關系到鑄件的質量，型砂主要是由砂料、粘接劑以及輔助物等造型材料根據不同的比例混合制成，其中的粘接劑是一類重要的造型材料，其綜合質量的高低直接關系到鑄件的表面質量和內在質量，目前使用最為廣泛的粘接劑主要是以粘土砂、水玻璃砂為代表的無機粘接劑以及以呋喃樹脂為代表的樹脂粘接劑。
[0003]呋喃樹脂砂具有鑄件質量好，廢品率低等優點，然而其仍存在很多缺陷，在實際生產中需要從其合成原料以及制備工藝等方面著手，改善其性能。呋喃樹脂砂主要存在以下的問題:發氣量高，導致鑄件氣孔率高、高使用率導致鑄件易熱裂、流動性差、貯存性差、甲醛殘留高等等。因此很有必要研制一種高效、低毒、有效改善鑄件質量的改性呋喃樹脂砂，以適應產業快速發展需求。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:80-100目方解石砂6-8、60-80目舊砂18-20,50-80目石英砂40-50、納米活性炭3-4、納米電氣石粉0.1-0.2、聚酰胺蠟粉2-3、改性呋喃樹脂粘接劑0.5-0.6、固化劑0.2-0.3。
[0006]所述的一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂，所述的改性呋喃樹脂粘接劑由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15-20、尿素5-6、糠醇40-50、二茂鐵0.1-0.2、苯酚4-5、30%的氫氧化鈉水溶液適量、10%鹽酸溶液適量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、硅酸鎂鋁0.3-0.5、硅烷偶聯劑kh550 0.1-0.2 ;其制備方法為:先將苯酚、3_4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反應釜中，攪拌使物料完全溶解混合均勻后加入適量的氫氧化鈉水溶液，調節混合液pH值為8.0-9.0，隨后加熱至90-100°C，密閉反應75_80min，反應結束后加入30-40重量份的糠醇，并用鹽酸溶液調節反應體系pH值為5.0-6.0，在95-100 °C條件下恒溫繼續反應80-90min，反應結束后降溫至60-70°C，真空脫水處理，脫水后再加入其它剩余物料，充分攪拌混合均勻后即得。
[0007]所述的一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂的制備方法，所述的制備方法為:先將方解石砂、石英砂、舊砂、納米活性炭投入混砂機中混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4-5min，接著加入改性呋喃樹脂粘接劑，繼續攪拌混合5_8min，最后再加入其它剩余物料，攪拌混合8-10min后出砂即得。
[0008]本發明的優點是:選用不同粒徑、不同配比的方解石砂、石英砂、舊砂作為造型砂料，高溫澆注后透氣性好，易于清理，納米活性炭、納米電氣石粉的添加進一步增進了型砂的透氣性，可輔助廢氣的排出，而制備的改性呋喃樹脂粘接劑較傳統的呋喃樹脂具有發氣量低、有機物殘留少、粘度低、粘接力強、流變性佳等優點，利用率更高，用量更少；制備得到的型砂透氣穩定，環保低毒，得到的鋼鑄件質量得到了有效改善。
【具體實施方式】
[0009]—種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:80目方解石砂6、60目舊砂18、50目石英砂40、納米活性炭3、納米電氣石粉0.1、聚酰胺蠟粉2、改性呋喃樹脂粘接劑0.5、固化劑0.2。
[0010]所述的改性呋喃樹脂粘接劑由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15、尿素5、糠醇40、二茂鐵0.1、苯酚4、30%的氫氧化鈉水溶液適量、10%鹽酸溶液適量、聚氧乙烯蓖麻油0.1、硅酸鎂鋁0.3、硅烷偶聯劑kh550 0.1 ;其制備方法為:先將苯酚、3重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反應釜中，攪拌使物料完全溶解混合均勻后加入適量的氫氧化鈉水溶液，調節混合液pH值為8.0，隨后加熱至90°C，密閉反應75min，反應結束后加入30重量份的糠醇，并用鹽酸溶液調節反應體系pH值為5.0，在95°C條件下恒溫繼續反應SOmin,反應結束后降溫至60°C，真空脫水處理，脫水后再加入其它剩余物料，充分攪拌混合均勻后即得。
[0011]所述的樹脂砂的制備方法為:先將方解石砂、石英砂、舊砂、納米活性炭投入混砂機中混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4min，接著加入改性呋喃樹脂粘接劑，繼續攪拌混合5min，最后再加入其它剩余物料，攪拌混合8min后出砂即得。
[0012]本實施例所制得的改性呋喃樹脂粘接劑的含氮量為4.2%，游離甲醛含量為0.05%，粘度為25g/cm3，固化后的樹脂塊抗拉強度可達1.20MPa。由該復合型砂澆注所得的鑄件成品率達到95%以上，鑄件表面致密光潔，縮孔率低，尺寸精準。
【主權項】
1.一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂，其特征在于，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:80-100目方解石砂6-8、60-80目舊砂18-20、50_80目石英砂40-50、納米活性炭3-4、納米電氣石粉0.1-0.2、聚酰胺蠟粉2-3、改性呋喃樹脂粘接劑0.5-0.6、固化劑0.2—0.3 ο2.如權利要求1所述的一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂，其特征在于，所述的改性呋喃樹脂粘接劑由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15-20、尿素5-6、糠醇40-50、二茂鐵0.1-0.2、苯酚4-5、30%的氫氧化鈉水溶液適量、10%鹽酸溶液適量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、硅酸鎂鋁0.3-0.5、硅烷偶聯劑kh550 0.1-0.2 ;其制備方法為:先將苯酚、3-4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反應釜中，攪拌使物料完全溶解混合均勻后加入適量的氫氧化鈉水溶液，調節混合液pH值為8.0-9.0，隨后加熱至90-100°C，密閉反應75-80min，反應結束后加入30-40重量份的糠醇，并用鹽酸溶液調節反應體系pH值為5.0-6.0，在95-100°C條件下恒溫繼續反應80_90min，反應結束后降溫至60-70°C，真空脫水處理，脫水后再加入其它剩余物料，充分攪拌混合均勻后即得。3.如權利要求1所述的一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為:先將方解石砂、石英砂、舊砂、納米活性炭投入混砂機中混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4-5min，接著加入改性呋喃樹脂粘接劑，繼續攪拌混合5_8min，最后再加入其它剩余物料，攪拌混合8-10min后出砂即得。
【專利摘要】本發明公開了一種鑄鋼件用含硅酸鎂鋁的改性呋喃樹脂砂，該樹脂砂選用不同粒徑、不同配比的方解石砂、石英砂、舊砂作為造型砂料，高溫澆注后透氣性好，易于清理，納米活性炭、納米電氣石粉的添加進一步增進了型砂的透氣性，可輔助廢氣的排出，而制備的改性呋喃樹脂粘接劑較傳統的呋喃樹脂具有發氣量低、有機物殘留少、粘度低、粘接力強、流變性佳等優點，利用率更高，用量更少；制備得到的型砂透氣穩定，環保低毒，得到的鋼鑄件質量得到了有效改善。
【IPC分類】B22C1/22, B22C1/02
【公開號】CN105108044
【申請號】CN201510486452
【發明人】胡建國, 吳文國
【申請人】安徽省勝峰機械有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月11日