CN103600020A - 一种粘结剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粘结剂，包括8-15重量份的羧甲基纤维素钠、10-20重量份的酚醛树脂、10-20重量份的聚乙烯醇、20-40重量份的钠基膨润土、3-10重量份的糊精和10-20重量份的聚丙烯酰胺。本发明还公开所述的粘结剂的制备方法，包括：（S1100）称取样品步骤：称取8-15重量份的羧甲基纤维素钠、10-20重量份的酚醛树脂、10-20重量份的聚乙烯醇、20-40重量份的钠基膨润土、3-10重量份的糊精和10-20重量份的聚丙烯酰胺；（S1200）搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、聚乙烯醇、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。根据本发明的制备方法制备出的粘结剂强度高，稳定性好。

Description

一种粘结剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，尤其涉及是一种粘结剂及其制备方法。

背景技术

消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

在消失模铸造的制造过程中，粘结剂起到了非常重要的作用。但是，传统粘结剂强度低、稳定性差，导致铸件次品率高、表面脱砂度低、铸件精度低等缺陷。

因此，希望提供一种强度高和稳定性好的粘结剂。

发明内容

为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新型粘结剂及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种粘结剂，包括8-15重量份的羧甲基纤维素钠、16-20重量份的酚醛树脂、45-55重量份的钠基膨润土、10-20重量份的黄糊精和6-15重量份的聚丙烯酰胺。

可选地，根据本发明的一个实施方式，粘结剂包括9-12重量份的羧甲基纤维素钠、16-18重量份的酚醛树脂、45-50重量份的钠基膨润土、10-18重量份的黄糊精和6-12重量份的聚丙烯酰胺。

可选地，根据本发明的一个实施方式，粘结剂包括10重量份的羧甲基纤维素钠、16.6重量份的酚醛树脂、50重量份的钠基膨润土、16.6重量份的黄糊精和6.8重量份的聚丙烯酰胺。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种粘结剂的制备方法，包括：S1100称取样品步骤：称取8-15重量份的羧甲基纤维素钠、16-20重量份的酚醛树脂、45-55重量份的钠基膨润土、10-20重量份的黄糊精和6-15重量份的聚丙烯酰胺；以及

S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

可选地，根据本发明的一个实施方式，粘结剂的制备方法包括：

S1100称取样品步骤：称取9-12重量份的羧甲基纤维素钠、16-18重量份的酚醛树脂、45-50重量份的钠基膨润土、10-18重量份的黄糊精和6-12重量份的聚丙烯酰胺；以及

S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

可选地，根据本发明的一个实施方式，粘结剂的制备方法包括：

S1100称取样品步骤：称取10重量份的羧甲基纤维素钠、16.6重量份的酚醛树脂、50重量份的钠基膨润土、16.6重量份的黄糊精和6.8重量份的聚丙烯酰胺；以及

S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

根据本发明的制备方法制备出的粘结剂强度高，稳定性好。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种优选实施方式的粘结剂的制备方法。

具体实施方式

本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明提供的粘合剂包括8-15重量份的羧甲基纤维素钠、16-20重量份的酚醛树脂、45-55重量份的钠基膨润土、10-20重量份的黄糊精和6-15重量份的聚丙烯酰胺。

羧甲基纤维素钠，（又称：羧甲基纤维素钠盐，羧甲基纤维素，CMC，Carboxymethyl，Cellulose Sodium，Sodium salt of Caboxy MethylCellulose），分子式：C8H16NaO8，分子量:263.1976，是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。羧甲基纤维素钠为纤维素羧甲基醚的钠盐，属阴离子型纤维素醚，为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，密度0.5-0.7克/立方厘米，几乎无臭、无味，具吸湿性。易于分散在水中成透明胶状溶液，在乙醇等有机溶媒中不溶。1%水溶液pH为6.5～8.5，当pH>10或<5时，胶浆粘度显著降低，在pH=7时性能最佳。对热稳定，在20℃以下粘度迅速上升，45℃时变化较慢，80℃以上长时间加热可使其胶体变性而粘度和性能明显下降。易溶于水，溶液透明；在碱性溶液中很稳定，遇酸则易水解，pH值为2-3时会出现沉淀，遇多价金属盐也会反应出现沉淀。

酚醛树脂，也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。

苯酚醛或其衍生物缩聚而得。固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体，如：碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。CAS号9003-35-4。用途：用作氯丁胶粘剂的增粘树脂、丁基橡胶的硫化剂等。

酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。酚醛树脂是一种多功能，与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快。并且在交联后可以为磨具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度，耐热性能和电性能。

钠基膨润土，Ca-Benton+Na+——>Na-Benton+Ca2，蒙脱石≥60-88。%），PH值8.9-10。钠基膨润土中含蒙脱石60%-88%，膨胀容：25-50ml/g，胶质价≥99ml/15g，2h吸水率：250-350%，水分≤12，湿压强度≥0.23（Mpa），吸蓝量≥80mmol/100g，Na2O≥1.28。

黄糊精，广泛应用于磨具磨料、翻砂铸造、耐火材料及橡胶制品等行业，尤其在磨具磨料和耐火材料、耐火炉料、轻质砖、异形砖等使用，对其产品的初期定形有极佳效果，按适当配比，兑入，搅拌均匀，造型中，对防止塌陷，保角保楞有极好的作用。干糊精是一种黄白色的粉末，它不溶于酒精，而易溶于水，溶解在水中具有很强的粘性，淀粉质原料在进行蒸煮时，淀粉分子受热分解，首先就生成了。这时如果加入一滴碘时，溶液就会呈红紫色，而不是象淀粉遇碘那样呈蓝色。

聚丙烯酰胺，中文别名：絮凝剂3号，简称PAM，聚丙烯酰胺被称为三号凝聚剂。聚丙烯酰胺分为阴离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺，非离子聚丙烯酰胺，两性离子聚丙烯酰胺。

CAS:9003-05-8分子式：(C3H5NO)n，分子量：71.07。

聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

本发明的消失模铸造用粘结剂粘结强度显著提高，且干燥速度快，干燥后粘结强度好。采用本发明的消失模铸造用粘结剂在制模中用量少，能够提高制模效率，减少铸件表面的凹痕或毛刺缺陷，可以获得优质的铸件。

本发明方法中采用的原料来源广泛，成本较低，制作工艺简单。

实施例1

首先进入S1100称取样品步骤：称取8重量份的羧甲基纤维素钠、16重量份的酚醛树脂、45重量份的钠基膨润土、10重量份的黄糊精和6重量份的聚丙烯酰胺。然后进入S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

实施例2

首先进入S1100称取样品步骤：称取15重量份的羧甲基纤维素钠、20重量份的酚醛树脂、55重量份的钠基膨润土、20重量份的黄糊精和15重量份的聚丙烯酰胺。然后进入S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

实施例3

首先进入S1100称取样品步骤：称取9重量份的羧甲基纤维素钠、16重量份的酚醛树脂、45重量份的钠基膨润土、10重量份的黄糊精和6重量份的聚丙烯酰胺。然后进入S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

实施例4

首先进入S1100称取样品步骤：称取12重量份的羧甲基纤维素钠、18重量份的酚醛树脂、50重量份的钠基膨润土、18重量份的黄糊精和12重量份的聚丙烯酰胺。然后进入S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

实施例5

首先进入S1100称取样品步骤：称取11重量份的羧甲基纤维素钠、17重量份的酚醛树脂、48重量份的钠基膨润土、15重量份的黄糊精和8重量份的聚丙烯酰胺。然后进入S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

实施例6

首先进入S1100称取样品步骤：称取10重量份的羧甲基纤维素钠、16.6重量份的酚醛树脂、50重量份的钠基膨润土、16.6重量份的黄糊精和6.8重量份的聚丙烯酰胺。然后进入S1200搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

本发明经过搅拌后，涂料悬浮剂好，易涂挂，模型烘干后强度大，透气性优良，模型浇注冷却后易脱砂，铸件光洁度良好，从而降低了残次品率，提高生产效率。

本发明解决了传统粘结剂强度低、使用稳定性差、操作复杂等问题，提高了消失模铸造的环保性，能耗比以及技术稳定性，促进行业发展。同时，本发明以环保为基础出发点，提高行业技术工艺，解决传统产品缺陷为目的。在研究实验室，经多次厚材料结构及比例的调整，通过试验，试用及现场试用，研发出了高强度高稳定性，易涂挂，操作简便的消失模涂料高强度复合粘结剂。

此外，由于放弃高污染化工原料的使用和调整各原料种类的数量及配方比例，从而使本产品拥有优良的浸、涂、刷性能，降低了劳动强度，提高了涂层强度及涂层均匀度，提高了铸件的脱砂率，降低铸造的成本，提高了铸件成品率。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (6)

1.一种粘结剂，包括8-15重量份的羧甲基纤维素钠、16-20重量份的酚醛树脂、45-55重量份的钠基膨润土、10-20重量份的黄糊精和6-15重量份的聚丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的粘结剂，包括9-12重量份的羧甲基纤维素钠、16-18重量份的酚醛树脂、45-50重量份的钠基膨润土、10-18重量份的黄糊精和6-12重量份的聚丙烯酰胺。

3.根据权利要求2所述的粘结剂，包括10重量份的羧甲基纤维素钠、16.6重量份的酚醛树脂、50重量份的钠基膨润土、16.6重量份的黄糊精和6.8重量份的聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求1所述的粘结剂的制备方法，包括：

（S1100）称取样品步骤：称取8-15重量份的羧甲基纤维素钠、16-20重量份的酚醛树脂、45-55重量份的钠基膨润土、10-20重量份的黄糊精和6-15重量份的聚丙烯酰胺；以及

（S1200）搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

5.根据权利要求4所述的粘结剂的制备方法，包括：

（S1100）称取样品步骤：称取9-12重量份的羧甲基纤维素钠、16-18重量份的酚醛树脂、45-50重量份的钠基膨润土、10-18重量份的黄糊精和6-12重量份的聚丙烯酰胺；以及

（S1200）搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

6.根据权利要求5所述的粘结剂的制备方法，包括：

（S1100）称取样品步骤：称取10重量份的羧甲基纤维素钠、16.6重量份的酚醛树脂、50重量份的钠基膨润土、16.6重量份的黄糊精和6.8重量份的聚丙烯酰胺；以及

（S1200）搅拌步骤：将羧甲基纤维素钠、酚醛树脂、钠基膨润土、糊精和聚丙烯酰胺混合在一起，加入搅拌机搅拌均匀。

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