CN102951869A - 砂基组合物和砂基制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种砂基组合物，其中，该砂基组合物含有硅砂、粘结剂和丁腈橡胶；还涉及一种砂基制品，其中，该砂基制品通过将上述砂基组合物进行成型和固化而制得。由本发明的所述砂基组合物制成的砂基板材具有较高的断裂强度。

Description

砂基组合物和砂基制品
技术领域
本发明涉及一种砂基组合物，以及由该砂基组合物制成的砂基制品。
背景技术
现有的砂基制品通常由含有硅砂和粘结剂的砂基组合物成型、固化而制得。然而，现有的砂基组合物难以制成薄板型板材，或者制成的薄板型板材的断裂强度较低，在运输和使用的过程中容易发生断裂。
发明内容
本发明的目的是为了克服由现有的砂基组合物制成的薄板型砂基板材的断裂强度较低的缺点，提供一种新的砂基组合物以及由该砂基组合物制成的砂基制品。
本发明提供了一种砂基组合物，其中，该砂基组合物含有硅砂、粘结剂和丁腈橡胶。
本发明还提供了一种砂基制品，其中，该砂基制品通过将上述砂基组合物进行成型和固化而制得。
本发明提供的所述砂基组合物由于含有与硅砂具有较强粘结力的丁腈橡胶，使得本发明的所述砂基组合物适合用于生产薄板型砂基板材。而且，通过实验得知，本发明的砂基组合物中由于加入了丁腈橡胶，使得由该砂基组合物制备的薄板型砂基板材的断裂强度得到了显著的提高。
具体实施方式
本发明提供了一种砂基组合物，其中，该砂基组合物含有硅砂、粘结剂和丁腈橡胶。
根据本发明提供的所述砂基组合物，以100重量份的硅砂为基准，所述粘结剂的含量可以为1-15重量份，优选为5-10重量份；所述丁腈橡胶的含量为3-15重量份，优选为5-10重量份。
根据本发明提供的所述砂基组合物，所述硅砂没有特别的限制，可以为选自海砂、潮砂、河砂、风积砂、人工砂和再生砂中的一种或多种。所述硅砂的粒径优选为70-300目，圆球度优选为0.5-0.95。在本发明中，“圆球度”指颗粒棱角的相对锐度或曲率的量度，也可以指颗粒接近球形的程度；圆球度的测定方法为本领域技术人员所公知，例如，可采用图版法进行测定。为了达到本发明所要求的圆球度要求，可以采用对硅砂进行球磨等常规的控制方法来满足硅砂圆球度的需要。所述硅砂的圆球度和粒径在上述范围时，能够进一步提高由该砂基组合物制成的薄板型板材的断裂强度。
根据本发明提供的所述砂基组合物，所述丁腈橡胶可以为市售的各种常规的丁腈橡胶产品。优选情况下，为了保证由本发明的所述砂基组合物制备的薄板型板材具有进一步提高的断裂强度，所述丁腈橡胶的数均分子量为1600-4600，更优选为1600-3300。所述丁腈橡胶中丙烯腈结构单元的含量优选为18-45重量％，更优选为30-40重量％。在本发明中，所述丁腈橡胶可以为购自深圳市和平化工产品有限公司的丁腈橡胶产品。
根据本发明提供的所述砂基组合物，所述粘结剂的种类没有特别的限定，能够将硅砂粘结在一起的各种粘结剂均可用于本发明中并实现本发明的目的。例如，所述粘结剂可以选自环氧树脂、聚偏氟乙烯树脂、水玻璃、酚醛树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种；优选情况下，所述粘结剂为酚醛树脂和/或环氧树脂。所述酚醛树脂和环氧树脂可以在常规的酚醛树脂和环氧树脂中适当地选择。具体地，所述酚醛树脂可以为酸催化酚醛树脂和/或碱催化酚醛树脂，优选为酸催化酚醛树脂，且所述酸催化酚醛树脂的重均分子量可以为300-12000，优选为500-5000。所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值可以为0.3-0.55mol/100g，其重均分子量可以为500-10000，优选为800-5000。
根据本发明提供的所述砂基组合物，所述砂基组合物还可以含有以独立组分存在的固化剂。以100重量份的硅砂为基准，所述固化剂的含量可以为0.01-15重量份，优选为0.1-5重量份。
适用于本发明的所述固化剂的种类没有特别的限定，例如，可以为选自胺型固化剂、酸酐型固化剂、聚磷酸铝、氟硅酸钠和乌洛托品中的一种或多种。优选情况下，所述固化剂为胺型固化剂和/或酸酐型固化剂。所述胺型固化剂可以为乙二胺、三甲基六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、二乙基三胺、羟甲基乙二胺、羟乙基乙二胺、二羟乙基乙二胺、羟乙基二乙烯三胺、二羟乙基乙二胺、羟乙基二乙烯三胺、二羟乙基二乙烯三胺、羟乙基己二胺、一氰乙基乙二胺、二氰乙基乙二胺、二氰乙基己二胺、双氰胺、环己二胺、孟烷二胺、胺乙基呱嗪、异佛尔酮二胺和二氨基环己烷中的至少一种；所述酸酐型固化剂例可以为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢苯酐、丁二酸酐和己二酸酐中的至少一种。
在最优选的情况下，当所述粘结剂为酚醛树脂时，所述固化剂最优选为六亚甲基四胺；当所述粘结剂为环氧树脂时，所述固化剂最优选为上述胺型固化剂。
根据本发明提供的所述砂基组合物，所述砂基组合物中还可以含有颜料剂和/或阻燃剂，且以100重量份的硅砂为基准，所述颜料剂的含量可以为0-2重量份，所述阻燃剂的含量可以为0-5重量份，所述颜料剂和阻燃剂的总含量可以为0.01-7重量份。
在所述砂基组合物含有颜料剂的情况下，所述砂基组合物可以表现出彩色的效果，从而达到满足视觉要求的目的。在优选情况下，为了保证所述砂基组合物的色彩具有长期稳定性，优选使所述颜料剂附着在硅砂的表面。具体的，在该砂基组合物的制备过程中，优选先将硅砂、粘结剂和颜料剂混匀，然后再与丁腈橡胶以及选择性组分固化剂混合。
在本发明中，所述颜料剂的种类没有特别的限定，例如可以为钛白、氧化锌、红色氧化铁、朱砂、群青、氧化钴、钛黄、铬黄、炭黑和酞菁蓝中的一种或多种。所述颜料剂的颜色也没有特别的限定，可以根据需要进行适当地选择。所述颜料剂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酞菁蓝等。
在所述砂基组合物含有阻燃剂的情况下，所述砂基组合物的阻燃性能可以得到进一步提高。在本发明中，所述阻燃剂的种类没有特别的限定，各种常规的阻燃剂均可用于本发明并实现本发明的目的。优选情况下，所述阻燃剂为选自水合氧化铝、水合氧化镁、聚磷酸铵和可膨胀石墨中的一种或多种。
本发明还提供了一种砂基制品，其中，该砂基制品通过将上述砂基组合物进行成型和固化而制得。
根据本发明提供的所述砂基制品，所述成型的方法没有特别的限定，例如可以为压制成型。所述成型的过程可以在模具中实施。所述成型的条件可以包括压力为0.1-1MPa，优选为0.12-0.8MPa；时间为30-300s，优选为60-240s；温度为20-300℃，优选为20-260℃。
根据本发明提供的所述砂基制品，所述固化的条件没有特别的限定，例如可以包括：固化温度为15-80℃，固化时间为1-48小时。
在本发明中，所述砂基制品可以为薄板型砂基板材。所述砂基板材的长度或宽度与所述砂基板材的厚度的比值可以为10以上，甚至可以为50-1000。
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的所述砂基组合物和砂基制品。
将100重量份的硅砂(颗粒直径为100-200目，圆球度为0.65)加入到马弗炉中，在700℃下焙烧30min，然后将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在100r/min的搅拌速度下，冷却至150℃时，加入5重量份的环氧树脂(型号为E51，环氧值为0.48-0.54eq/100g)和0.2重量份的CR-826型钛白粉，继续搅拌，温度降低至100℃时向混合物中添加5重量份的丁腈橡胶(购自深圳市和平化工产品有限公司，牌号PNBR-4001)、1重量份的水合氧化铝和0.1重量份的六亚甲基四胺，混合均匀，得到砂基混合物。将该砂基混合物加到模具(内部尺寸为215cm×62cm×5cm)中，在0.5MPa、180℃下压制100s，接着在25℃下固化24h，从而制得砂基板材A1。
对比例1
根据实施例1的方法制备砂基制品，所不同的是，不加入丁腈橡胶，从而制得砂基板材D1。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的所述砂基组合物和砂基制品。
将100重量份的硅砂(颗粒直径为70-150目，圆球度为0.85)加入到马弗炉中，在700℃下焙烧30min，然后将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在100r/min的搅拌速度下，冷却至150℃时，加入8重量份的酚醛树脂(重均分子量为600，购自济南圣泉股份有限公司，牌号为EXP0185)和0.2重量份的H190型炭黑，继续搅拌，温度降低至90℃时向混合物中添加8重量份的丁腈橡胶(购自深圳和平化工产品有限公司，牌号PNBR-4003)、3重量份的水合氧化铝和2重量份的六亚甲基四胺，混合均匀，得到砂基混合物。将该砂基混合物加到模具(内部尺寸为215cm×62cm×5cm)中，在0.5MPa、180℃下压制100s，接着在25℃下固化24h，从而制得砂基板材A2。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的所述砂基组合物和砂基制品。
将100重量份的硅砂(颗粒直径为200-300目，圆球度为0.55)加入到马弗炉中，在700℃下焙烧30min，然后将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在100r/min的搅拌速度下，冷却至150℃时，加入10重量份的酚醛树脂(重均分子量为600，购自济南圣泉股份有限公司，牌号为EXP0185)和0.2重量份的4920型酞青蓝，继续搅拌，温度降低至80℃时向混合物中添加10重量份的丁腈橡胶(购自深圳和平化工产品有限公司，牌号PNBR-4002)、5重量份的水合氧化铝和5重量份的六亚甲基四胺，混合均匀，得到砂基混合物。将该砂基混合物加到模具(内部尺寸为215cm×62cm×5cm)中，在0.5MPa、180℃下压制100s，接着在25℃下固化24h，从而制得砂基板材A3。
测试例
根据GB/T 4161-2007的方法评价砂基板材A1-A3和D1中尺寸为215cm×62cm的表面的断裂强度，并将测得的最小值和最大值之间的数值区间范围均匀分成10个等级区间，并分别用1、2、3、4、5、6、7、8、9和10表示，其中，数值越大表示断裂强度越高，数值越小表示断裂强度越低，也即测得的最小值在1表示的等级区间内，测得的最大值在10表示的等级区间内。其评价结果如下表1所示。
表1
  砂基板材   A1   D1   A2   A3
  断裂强度(级别)   10   1   8   9
由上表1的数据可以看出，由本发明的所述砂基组合物制成的砂基板材具有较高的断裂强度。具体的，通过将实施例1与对比例1进行比较可以看出，实施例1中使用的丁腈橡胶，而对比例1没有使用使用丁腈橡胶，结果，实施例1制备的砂基板材的断裂强度明显优于对比例1制备的砂基板材。

Claims (10)

1.一种砂基组合物，其特征在于，该砂基组合物含有硅砂、粘结剂和丁腈橡胶。
2.根据权利要求1所述的砂基组合物，其中，以100重量份的硅砂为基准，所述粘结剂的含量为1-15重量份，所述丁腈橡胶的含量为3-15重量份。
3.根据权利要求1或2所述的砂基组合物，其中，所述硅砂的粒径为70-300目，圆球度为0.5-0.95。
4.根据权利要求1所述的砂基组合物，其中，所述粘结剂选自环氧树脂、聚偏氟乙烯树脂、水玻璃、酚醛树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂的一种或多种。
5.根据权利要求1或4所述的砂基组合物，其中，所述砂基组合物还含有以独立组分存在的固化剂，以100重量份的硅砂为基准，所述固化剂的含量为0.01-15重量份。
6.根据权利要求5所述的砂基组合物，其中，所述固化剂选自胺型固化剂、酸酐型固化剂、聚磷酸铝、氟硅酸钠和乌洛托品中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的砂基组合物，其中，所述丁腈橡胶的数均分子量为1600-4600，丙烯腈结构单元的含量为18-45重量％。
8.根据权利要求1所述的砂基组合物，其中，所述砂基组合物还含有颜料剂和/或阻燃剂，以100重量份的硅砂为基准，所述颜料剂的含量为0-2重量份，所述阻燃剂的含量为0-5重量份，所述颜料剂和阻燃剂的总含量为0.01-7重量份。
9.根据权利要求8所述的砂基组合物，其中，所述颜料剂为选自钛白、氧化锌、红色氧化铁、朱砂、群青、氧化钴、钛黄、铬黄、炭黑和酞菁蓝中的一种或多种；所述阻燃剂为选自水合氧化铝、水合氧化镁、聚磷酸铵和可膨胀石墨中的一种或多种。
10.一种砂基制品，其特征在于，该砂基制品通过将权利要求1-9中任意一项所述的砂基组合物进行成型和固化而制得。
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