CN104668445A - 醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104668445A
CN104668445A CN201410703995.8A CN201410703995A CN104668445A CN 104668445 A CN104668445 A CN 104668445A CN 201410703995 A CN201410703995 A CN 201410703995A CN 104668445 A CN104668445 A CN 104668445A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactor
zinc phosphate
hard
weight portion
alcohol radical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410703995.8A
Other languages
English (en)
Inventor
刘伟华
宋来
李英民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang University of Technology
Original Assignee
Shenyang University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang University of Technology filed Critical Shenyang University of Technology
Priority to CN201410703995.8A priority Critical patent/CN104668445A/zh
Publication of CN104668445A publication Critical patent/CN104668445A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents

Abstract

本发明提供了一种醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法。本发明以磷酸锌为基础，辅以硅烷、二辛脂、氧化铁、氢氧化钙等进行改性，并采用乙醇为溶剂，取得较好的结果。其在生产和使用过程中均无有毒有害气体放出，并且使用本发明的粘结剂所制得的型芯的初强度和24小时强度都很高，抗吸湿性强，能够满足铸造生产要求。

Description

醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明是涉及铸造行业中的型（芯）砂粘结剂领域，具体指一种醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法。
背景技术
磷酸盐粘结剂具有良好的热稳定性、力学性能和溃散性、无毒无味和不污染环境的特点，且原材料来源广泛，价格低廉。但目前磷酸盐粘结剂多为磷酸铝系粘结剂，主要存在的技术问题是抗吸湿能力低，导致型芯的24小时强度偏低，严重影响了磷酸盐粘结剂在生产中的应用。因此需要研究一种新的磷酸盐粘结剂，使其具有强度高和抗吸湿性强的特点。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法，其目的是解决以往的方式所存在的性能差的问题。
技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂，其特征在于：其配方含有：50-70重量份浓度为85%的磷酸、15-20重量份的氧化锌、0.8-1.8重量份的三氧化二铁、0.2-0.8重量份的氢氧化钙、8-12重量份的乙醇、0.5-2.0重量份的二辛酯和0.5-2.0重量份的硅烷。
其中所述的粘结剂不包含其他成分，是优选的粘结剂。
如上所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法，其特征在于：具体方法如下： 
（1）按权利要求1所给配比称取各组分，首先向反应釜中加入浓度为85%的磷酸，然后向反应釜中缓慢加入氧化锌，使磷酸与氧化锌在85℃下反应完全；
（2）缓慢向反应釜中加入三氧化二铁，使其在85℃下完全溶解；
（3）向反应釜中缓慢加入氢氧化钙，使其在85℃下完全溶解；
（4）降低反应温度至60℃，向反应釜中缓慢加入乙醇；
（5）向反应釜中缓慢加入二辛酯，使其在60℃下完全溶解；
（6）向反应釜中缓慢加入硅烷，使其在60℃下完全溶解；
（7）上述反应进行完后停止加热，降温至室温，即获得所述粘结剂。
所制备的粘结剂粘度小于200mp.s。
制备原材料主要是磷酸和氧化锌，而其他成分作为辅剂加入。
如上所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的使用方法，其特征在于：具体步骤为：称取原砂重量的2%-5%的粘结剂，与原砂混砂搅拌120s，利用所制备的型砂与“8”字形模具制备型芯，经过加热硬化后，将其冷却至室温，进行抗拉测量实验。
制备出的“8”字试样具有很高的抗拉强度，初强度为3.60MPa，环境湿度30%-40%RH时，试样24小时的抗拉强度达2.52MPa，环境湿度60%-70%RH时，试样24小时的抗拉强度可达1.65MPa。
型砂可使用时间大于3个小时。
优点及效果：
本发明为了解决上述问题，提供了一种醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法。其在生产和使用过程中均无有毒有害气体放出，并且使用本发明的粘结剂所制得的型芯的初强度和24小时强度都很高，抗吸湿性强，能够满足铸造生产要求。
本发明采用如下技术方案：
磷酸          50-70           氧化锌     15-20
硅烷          0.5-2.0          二辛酯     0.5-2.0
乙醇          8-12            氢氧化钙   0.2-0.8
三氧化二铁    0.8-1.8
1、本发明中的铸造粘结剂的主要原料是磷酸和氧化锌，原料丰富、易得，生产工艺简单，在生产和使用过程中无有害原料的加入和有害气体的放出。不污染环境，是一种环保型铸造用粘结剂。
2、本发明的粘结剂中二辛酯是作为增塑剂而被加入，并且改善粘结剂的抗吸湿能力；氧化钙的加入主要是为了提高粘结剂的粘结强度；三氧化二铁的加入是为了加快组分的缩聚，使型（芯）快速硬化；乙醇的加入主要是充当溶剂和改善粘结剂的抗吸湿性。
本发明以磷酸锌为基础，辅以硅烷、二辛脂、氧化铁、氢氧化钙等进行改性，并采用乙醇为溶剂，取得较好的结果。
本发明与现有技术比，还具有以下优点：
（1）抗拉强度和抗吸湿能力高：初强度高达3.60MPa，环境湿度较低（30%-40%RH）时，试样24小时抗拉强度达2.52MPa，环境湿度较高（60%-70%RH）时，试样24小时抗拉强度可达1.65MPa；
（2）型砂可使用时间长，大于3h；
（3）在生产和使用过程中无有毒有刺激性气体散出，环保；
（4）粘结剂化学稳定性好，能长期存放；
（5）通过乙醇控制粘结剂粘度小于200mp.s；
（6）通过向粘结剂中加入Fe3+，在型芯加热硬化过程中起到加快磷酸盐缩聚的催化剂作用，从而提高硬化速度。
具体实施方式：下面对本发明做进一步的描述：
本发明提供一种醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂，其配方含有：50-70重量份浓度为85%的磷酸、15-20重量份的氧化锌、0.8-1.8重量份的三氧化二铁、0.2-0.8重量份的氢氧化钙、8-12重量份的乙醇、0.5-2.0重量份的二辛酯和0.5-2.0重量份的硅烷。
其中所述的粘结剂不包含其他成分，是优选的粘结剂。
醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法，具体方法如下：
（1）按权利要求1所给配比称取各组分，首先向反应釜中加入浓度为85%的磷酸，然后向反应釜中缓慢加入氧化锌，使磷酸与氧化锌在85℃下反应完全；
（2）缓慢向反应釜中加入三氧化二铁，使其在85℃下完全溶解；
（3）向反应釜中缓慢加入氢氧化钙，使其在85℃下完全溶解；
（4）降低反应温度至60℃，向反应釜中缓慢加入乙醇；
（5）向反应釜中缓慢加入二辛酯，使其在60℃下完全溶解；
（6）向反应釜中缓慢加入硅烷，使其在60℃下完全溶解；
（7）上述反应进行完后停止加热，降温至室温，即获得所述粘结剂。
所制备的粘结剂粘度小于200mp.s。制备原材料主要是磷酸和氧化锌，而其他成分作为辅剂加入。
醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的使用方法，称取原砂重量的2%-5%的粘结剂，与原砂混砂搅拌120s，利用所制备的型砂与“8”字形模具制备型芯，经过加热硬化后，将其冷却至室温，进行抗拉测量实验。
制备出的“8”字试样具有很高的抗拉强度，初强度为3.60MPa，环境湿度较低（30%-40%RH）时，试样24小时的抗拉强度达2.52MPa，环境湿度较高（60%-70%RH）时，试样24小时的抗拉强度可达1.65MPa。
型砂可使用时间大于3个小时。
以上加料步骤不易打乱，氧化锌一定要在开始低温时加入，否则由于其与酸反应剧烈，放出大量热，反应釜中的温度过高会使溶液组分发生其他反应而影响粘结剂的性能。三氧化二铁和氢氧化钙溶解困难随后加入。二辛酯需在乙醇溶解完全后加入。
本发明中采用的原砂为ZGS90-50/100(60)擦洗砂。
下面结合具体实施例对本发明进行具体说明。
实施例1：
粘结剂合成方法：
（1）向反应釜中加入200g浓度为85%的磷酸，然后缓慢加入氧化锌50g，并加热至85℃，搅拌至溶液透明；
（2）向反应釜中缓慢加入三氧化二铁3g，使其在85℃下完全溶解；
（3）向反应釜中缓慢加入氢氧化钙1g，使其在85℃下完全溶解；
（4）降低反应温度至60℃，向反应釜中缓慢加入乙醇30g；
（5）向反应釜中缓慢加入二辛酯4g，使其在60℃下完全溶解；
（6）向反应釜中缓慢加入硅烷3g，使其在60℃下完全溶解；
（7）上述反应进行完后停止加热，降温至室温，制备结束。
制备“8”字试样（环境湿度为30%-40%RH）：
称取所制磷酸盐粘结剂30g、原砂1000g，混砂120s，配得型砂。利用“8”字模具制得试样12个，将制备的试样在230℃条件下硬化，25分钟后取样，冷却至室温后，测出试样的初始抗拉强度为3.60MPa，24小时抗拉强度为2.49MPa。
实施例2
粘结剂合成方法：
（1）向反应釜中加入200g浓度为85%的磷酸，然后缓慢加入氧化锌52g，并加热至85℃，搅拌至溶液透明；
（2）缓慢向反应釜中加入三氧化二铁3g，使其在85℃下完全溶解；
（3）向反应釜中缓慢加入氢氧化钙2g，使其在85℃下完全溶解；
（4）降低反应温度至60℃，向反应釜中缓慢加入乙醇35g；
（5）向反应釜中缓慢加入二辛酯5g，使其在60℃下完全溶解；
（6）向反应釜中缓慢加入硅烷3g，使其在60℃下完全溶解；
（7）上述反应进行完后停止加热，降温至室温，制备结束。
制备“8”字试样（环境湿度为30%-40%RH）：
称取所制磷酸盐粘结剂30g、原砂1000g，混砂120s，配得型砂。利用“8”字模具制得试样12个，将制备的试样在200℃条件下硬化，25分钟后取样，冷却至室温后，测出试样的初始抗拉强度为3.57MPa，24小时抗拉强度为2.41MPa。
实施例3
粘结剂合成方法：
（1）向反应釜中加入200g浓度为85%的磷酸，然后缓慢加入氧化锌47g，并加热至85℃，搅拌至溶液透明；
（2）缓慢向反应釜中加入三氧化二铁3g，使其在85℃下完全溶解；
（3）向反应釜中缓慢加入氢氧化钙2g，使其在85℃下完全溶解；
（4）降低反应温度至60℃，向反应釜中缓慢加入乙醇30g；
（5）向反应釜中缓慢加入二辛酯5g，使其在60℃下完全溶解；
（6）向反应釜中缓慢加入硅烷4g，使其在60℃下完全溶解；
（7）上述反应进行完后停止加热，降温至室温，制备结束。
制备“8”字试样（以下实验过程在环境湿度为60%-70%RH进行）：
称取所制磷酸盐粘结剂30g、原砂1000g，混砂120s，配得型砂。利用“8”字模具制得试样12个，将制备的试样在240℃条件下硬化，25分钟后取样，冷却至室温后，测出试样的初始抗拉强度为3.38MPa，24小时抗拉强度为1.65MPa。

Claims (8)

1.一种醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂，其特征在于：其配方含有：50-70重量份浓度为85%的磷酸、15-20重量份的氧化锌、0.8-1.8重量份的三氧化二铁、0.2-0.8重量份的氢氧化钙、8-12重量份的乙醇、0.5-2.0重量份的二辛酯和0.5-2.0重量份的硅烷。
2.根据权利要求1所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂，其特征在于：其中所述的粘结剂不包含其他成分，是优选的粘结剂。
3.权利要求1或2所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法，其特征在于：具体方法如下：
（1）按权利要求1所给配比称取各组分，首先向反应釜中加入浓度为85%的磷酸，然后向反应釜中缓慢加入氧化锌，使磷酸与氧化锌在85℃下反应完全；
（2）缓慢向反应釜中加入三氧化二铁，使其在85℃下完全溶解；
（3）向反应釜中缓慢加入氢氧化钙，使其在85℃下完全溶解；
（4）降低反应温度至60℃，向反应釜中缓慢加入乙醇；
（5）向反应釜中缓慢加入二辛酯，使其在60℃下完全溶解；
（6）向反应釜中缓慢加入硅烷，使其在60℃下完全溶解；
（7）上述反应进行完后停止加热，降温至室温，即获得所述粘结剂。
4.根据权利要求3所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法，其特征在于：所制备的粘结剂粘度小于200mp.s。
5.根据权利要求3所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的制备方法，其特征在于：制备原材料主要是磷酸和氧化锌，而其他成分作为辅剂加入。
6.根据权利要求1所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的使用方法，其特征在于：具体步骤为：称取原砂重量的2%-5%的粘结剂，与原砂混砂搅拌120s，利用所制备的型砂与“8”字形模具制备型芯，经过加热硬化后，将其冷却至室温，进行抗拉测量实验。
7.根据权利要求6所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的使用方法，其特征在于：制备出的“8”字试样具有很高的抗拉强度，初强度为3.60MPa，环境湿度30%-40%RH时，试样24小时的抗拉强度达2.52MPa，环境湿度60%-70%RH时，试样24小时的抗拉强度可达1.65MPa。
8.根据权利要求6所述的醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂的使用方法，其特征在于：型砂可使用时间大于3个小时。
CN201410703995.8A 2014-11-30 2014-11-30 醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法 Pending CN104668445A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410703995.8A CN104668445A (zh) 2014-11-30 2014-11-30 醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410703995.8A CN104668445A (zh) 2014-11-30 2014-11-30 醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104668445A true CN104668445A (zh) 2015-06-03

Family

ID=53304322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410703995.8A Pending CN104668445A (zh) 2014-11-30 2014-11-30 醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104668445A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107584069A (zh) * 2017-10-31 2018-01-16 湖北工业大学 一种热固化磷酸盐铸造粘结剂及其制备方法与使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1291022A (en) * 1971-04-06 1972-09-27 Tsniitmash A method of making foundry moulds and cores and a moulding sand mixture for making foundry moulds and cores
CN101600524A (zh) * 2006-10-19 2009-12-09 阿什兰德-南方化学-中坚有限公司 含碳水化合物的模制料混合物
CN103111581A (zh) * 2013-02-27 2013-05-22 湖北工业大学 无机粘结剂、制备方法及其应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1291022A (en) * 1971-04-06 1972-09-27 Tsniitmash A method of making foundry moulds and cores and a moulding sand mixture for making foundry moulds and cores
CN101600524A (zh) * 2006-10-19 2009-12-09 阿什兰德-南方化学-中坚有限公司 含碳水化合物的模制料混合物
CN103111581A (zh) * 2013-02-27 2013-05-22 湖北工业大学 无机粘结剂、制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘伟华等: "一种热硬复合磷酸盐铸造粘结剂的制备", 《2014中国铸造活动周论文集》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107584069A (zh) * 2017-10-31 2018-01-16 湖北工业大学 一种热固化磷酸盐铸造粘结剂及其制备方法与使用方法
CN107584069B (zh) * 2017-10-31 2020-03-10 湖北工业大学 一种热固化磷酸盐铸造粘结剂及其制备方法与使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106955966B (zh) 一种铸造用无机粘结剂及其制备方法
CN105440232A (zh) 一种水溶性甲醚化三聚氰胺甲醛树脂的制备工艺
CN107226628B (zh) 一种硫氧镁水泥及其制备方法
CN103302233A (zh) 一种热硬化铸造粘结剂及其制备方法与应用
CN103073689A (zh) 腰果壳油改性酚醛树脂及以其制备的腰果壳油聚醚多元醇的制备方法
CN104668445A (zh) 醇基热硬磷酸锌型芯粘结剂及其制备方法和使用方法
CN105417986A (zh) 一种用于普通硅酸盐水泥的早强防水剂
CN103588942B (zh) 高性能酚醛树脂组合物及其制备方法
CN109679043A (zh) 一种生物质酯固化酚醛树脂及其合成方法
CN103435776A (zh) 一种跑道用环保型pu塑胶的制备方法
CN102977768A (zh) 一种利用改性酚醛树脂制备的金属防锈漆及其制备方法
CN106167600A (zh) 新型co2硬化酚醛树脂粘结剂及制备方法
CN113263134A (zh) 一种复合硬化水玻璃砂制芯用添加剂及其应用
CN110052571B (zh) 一种用聚醚胺改善铸造用水玻璃性能的方法
CN105396598B (zh) 一种低温脱硝Ni基复合氧化物蜂窝状整体催化剂制备方法及应用
CN107117613A (zh) 一种含硫氮活性炭的制备方法
CN103880611A (zh) 一种双羟丙基双酚芴醚的制备方法
CN102977664A (zh) 一种以改性硅藻土为填料的金属防锈漆及其制备方法
CN110358132B (zh) 一种电线杆及其制备方法
CN103304777A (zh) 二氧化钛纳米管环氧树脂复合阻燃材料及其制备方法
CN114029447A (zh) 一种促硬剂及其制备方法
CN105585272A (zh) 一种新型混凝土增强剂
CN110625059B (zh) 一种山梨糖醇改性的磷酸盐粘结剂、其制备方法及使用方法
CN108249801A (zh) 有碱速凝剂及其制备方法
CN107955087B (zh) 一种环氧化天然橡胶及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150603

RJ01 Rejection of invention patent application after publication