CN105108044A - 一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂，该树脂砂选用不同粒径、不同配比的方解石砂、石英砂、旧砂作为造型砂料，高温浇注后透气性好，易于清理，纳米活性炭、纳米电气石粉的添加进一步增进了型砂的透气性，可辅助废气的排出，而制备的改性呋喃树脂粘接剂较传统的呋喃树脂具有发气量低、有机物残留少、粘度低、粘接力强、流变性佳等优点，利用率更高，用量更少；制备得到的型砂透气稳定，环保低毒，得到的钢铸件质量得到了有效改善。
Description
技术领域
本发明涉及铸钢用型砂制造技术领域，尤其涉及一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂及其制备方法。
背景技术
在钢件的铸造过程中型砂的好坏直接关系到铸件的质量，型砂主要是由砂料、粘接剂以及辅助物等造型材料根据不同的比例混合制成，其中的粘接剂是一类重要的造型材料，其综合质量的高低直接关系到铸件的表面质量和内在质量，目前使用最为广泛的粘接剂主要是以粘土砂、水玻璃砂为代表的无机粘接剂以及以呋喃树脂为代表的树脂粘接剂。
呋喃树脂砂具有铸件质量好，废品率低等优点，然而其仍存在很多缺陷，在实际生产中需要从其合成原料以及制备工艺等方面着手，改善其性能。呋喃树脂砂主要存在以下的问题：发气量高，导致铸件气孔率高、高使用率导致铸件易热裂、流动性差、贮存性差、甲醛残留高等等。因此很有必要研制一种高效、低毒、有效改善铸件质量的改性呋喃树脂砂，以适应产业快速发展需求。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂，该树脂砂由以下重量份的原料制备得到：80-100目方解石砂6-8、60-80目旧砂18-20、50-80目石英砂40-50、纳米活性炭3-4、纳米电气石粉0.1-0.2、聚酰胺蜡粉2-3、改性呋喃树脂粘接剂0.5-0.6、固化剂0.2-0.3。
所述的一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂，所述的改性呋喃树脂粘接剂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、二茂铁0.1-0.2、苯酚4-5、30%的氢氧化钠水溶液适量、10%盐酸溶液适量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、硅酸镁铝0.3-0.5、硅烷偶联剂kh5500.1-0.2；其制备方法为：先将苯酚、3-4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反应釜中，搅拌使物料完全溶解混合均匀后加入适量的氢氧化钠水溶液，调节混合液pH值为8.0-9.0，随后加热至90-100℃，密闭反应75-80min，反应结束后加入30-40重量份的糠醇，并用盐酸溶液调节反应体系pH值为5.0-6.0，在95-100℃条件下恒温继续反应80-90min，反应结束后降温至60-70℃，真空脱水处理，脱水后再加入其它剩余物料，充分搅拌混合均匀后即得。
所述的一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂的制备方法，所述的制备方法为：先将方解石砂、石英砂、旧砂、纳米活性炭投入混砂机中混合均匀后加入固化剂，搅拌混合4-5min，接着加入改性呋喃树脂粘接剂，继续搅拌混合5-8min，最后再加入其它剩余物料，搅拌混合8-10min后出砂即得。
本发明的优点是：选用不同粒径、不同配比的方解石砂、石英砂、旧砂作为造型砂料，高温浇注后透气性好，易于清理，纳米活性炭、纳米电气石粉的添加进一步增进了型砂的透气性，可辅助废气的排出，而制备的改性呋喃树脂粘接剂较传统的呋喃树脂具有发气量低、有机物残留少、粘度低、粘接力强、流变性佳等优点，利用率更高，用量更少；制备得到的型砂透气稳定，环保低毒，得到的钢铸件质量得到了有效改善。
具体实施方式
一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂，该树脂砂由以下重量份的原料制备得到：80目方解石砂6、60目旧砂18、50目石英砂40、纳米活性炭3、纳米电气石粉0.1、聚酰胺蜡粉2、改性呋喃树脂粘接剂0.5、固化剂0.2。
所述的改性呋喃树脂粘接剂由以下重量份的原料制成：37%甲醛溶液15、尿素5、糠醇40、二茂铁0.1、苯酚4、30%的氢氧化钠水溶液适量、10%盐酸溶液适量、聚氧乙烯蓖麻油0.1、硅酸镁铝0.3、硅烷偶联剂kh5500.1；其制备方法为：先将苯酚、3重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反应釜中，搅拌使物料完全溶解混合均匀后加入适量的氢氧化钠水溶液，调节混合液pH值为8.0，随后加热至90℃，密闭反应75min，反应结束后加入30重量份的糠醇，并用盐酸溶液调节反应体系pH值为5.0，在95℃条件下恒温继续反应80min，反应结束后降温至60℃，真空脱水处理，脱水后再加入其它剩余物料，充分搅拌混合均匀后即得。
所述的树脂砂的制备方法为：先将方解石砂、石英砂、旧砂、纳米活性炭投入混砂机中混合均匀后加入固化剂，搅拌混合4min，接着加入改性呋喃树脂粘接剂，继续搅拌混合5min，最后再加入其它剩余物料，搅拌混合8min后出砂即得。
本实施例所制得的改性呋喃树脂粘接剂的含氮量为4.2%，游离甲醛含量为0.05%，粘度为25g/cm3，固化后的树脂块抗拉强度可达1.20MPa。由该复合型砂浇注所得的铸件成品率达到95%以上，铸件表面致密光洁，缩孔率低，尺寸精准。
Claims (3)
1.一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂，其特征在于，该树脂砂由以下重量份的原料制备得到：80-100目方解石砂6-8、60-80目旧砂18-20、50-80目石英砂40-50、纳米活性炭3-4、纳米电气石粉0.1-0.2、聚酰胺蜡粉2-3、改性呋喃树脂粘接剂0.5-0.6、固化剂0.2-0.3。
2.如权利要求1所述的一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂，其特征在于，所述的改性呋喃树脂粘接剂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、二茂铁0.1-0.2、苯酚4-5、30%的氢氧化钠水溶液适量、10%盐酸溶液适量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、硅酸镁铝0.3-0.5、硅烷偶联剂kh5500.1-0.2；其制备方法为：先将苯酚、3-4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反应釜中，搅拌使物料完全溶解混合均匀后加入适量的氢氧化钠水溶液，调节混合液pH值为8.0-9.0，随后加热至90-100℃，密闭反应75-80min，反应结束后加入30-40重量份的糠醇，并用盐酸溶液调节反应体系pH值为5.0-6.0，在95-100℃条件下恒温继续反应80-90min，反应结束后降温至60-70℃，真空脱水处理，脱水后再加入其它剩余物料，充分搅拌混合均匀后即得。
3.如权利要求1所述的一种铸钢件用含硅酸镁铝的改性呋喃树脂砂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：先将方解石砂、石英砂、旧砂、纳米活性炭投入混砂机中混合均匀后加入固化剂，搅拌混合4-5min，接着加入改性呋喃树脂粘接剂，继续搅拌混合5-8min，最后再加入其它剩余物料，搅拌混合8-10min后出砂即得。
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