CN105127360B - 铸造用无机粘合剂组合物、利用该组合物的铸芯及模具 - Google Patents

铸造用无机粘合剂组合物、利用该组合物的铸芯及模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铸造用无机粘合剂组合物、利用该组合物的铸芯及模具。所述铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，包含：40～70重量份的水玻璃；5～35重量份的纳米二氧化硅；0.1～10重量份的Li系耐水性添加剂；0.1～10重量份的有机硅化合物；1～10重量份的防烧结添加剂。另外，在本发明中，通过利用所述无机粘合剂组合物而制造所述铸芯，并通过包含所述铸芯而制造所述模具。

Description

铸造用无机粘合剂组合物、利用该组合物的铸芯及模具
技术领域
本发明涉及一种铸造用无机粘合剂组合物，尤其涉及一种如下的环保型铸造用无机粘合剂组合物：水玻璃中包含纳米二氧化硅、Li系耐水性添加剂、有机硅化合物以及防烧结添加剂，据此，弥补强度和耐水性以适应高温、高湿度的气候，而且还改善了烧结性。
背景技术
韩国的铸件铸造工业对造船、汽车部件、工业机械、作业机械等所有工业领域做出的贡献极大。铸件铸造工业是一个在国家工业发展中不可或缺的重要支柱产业，然而当前围绕着铸件铸造工业的环境问题、原材料价格变动问题、政策问题、人力不足问题等周围环境并不十分理想。尤其是环境问题已被确定为铸件铸造工业需要解决的首要目标。目前在铸造工业现场中为了阻断金属的熔解、铸芯(core)的制造、铸造工序中产生的环境污染物质的排出而致力于改善铸造现场的环境污染，但由于在Muskle法、京都协议等的约束下受到全球变暖气体排放限制，因此迫切需要一种可根除本源污染物质的排放的技术方案以及能源节省、作业环境改善、制造现场绿色化方面的技术方案。
即，虽然多年来将有机粘合剂广泛地应用于从大批量生产方式到小型产品及多形状铸芯制造的方方面面，然而所述有机粘合剂在制造铸芯时产生有毒蒸汽，且在制模和脱模时产生苯之类的VOC物质以及二氧化碳，因此给环境带来消极影响。而且，在烧结过程中需要大量的热能，并由于成型体内残留灰成分或碳元素等而存在难以再生出砂的问题，于是为了解决环境问题并提高铸芯的生产效率而正在开发环保型的铸造用无机粘合剂。
无机粘合剂可在低温下固化，且不会伴生有害物质，因此作业环境良好，且在铸芯制造和铸造工序中产生较少量的气体，因此可以减少铸造缺陷，不仅如此，还无需设置与之相关的环境污染防止用设备，因此具有节省生产成本的技术效果。
对此，韩国公开专利10-2011-0106372号中公开了如下的技术：将砂与氢氧化钠、四乙基硅酸酯(tetraethyl silicate)进行混合而使用为无机粘合剂，该无机粘合剂用于制作出用于铸件的砂模具和铸芯。而且，韩国授权专利10-1027030号中公开了如下的技术：旨在利用一种悬浊液，这种悬浊液包含有氢氧化钠溶液及固体物质的含量为70％的碱性硅酸盐剂、非晶态球状二氧化硅物质。另外，欧洲授权专利第1057554号中公开了如下的技术：利用包含烷基硅酸酯、烷基硅酸酯低聚物的两侧结合剂系统而生产模具和铸芯。
然而，上述无机粘合剂是将水玻璃作为主原料而通过添加各种添加剂而开发出的粘合剂，其虽然是环保且改善了成型、流动性等方面的特性，却因水玻璃特有的吸湿性而在耐水性方面较为薄弱，因此表现出水分引起的溶胀、强度降低、溶析等问题，从而无法在高温、高湿气候下使用。
而且，上述铸造用无机粘合剂由基于水玻璃[xSiO2-yNa2O]的液状物组成，因此热轧性质和耐热性不足，从而在制模和脱模时发生砂残留于金属表面的烧结问题。
对此，韩国公开专利10-2013-0102982号中公开了一种通过添加球状氧化铁而防止烧结的技术。另外，韩国授权专利10-1027030号中公开了一种通过另行投入分散在液相的SiO2而提高铸芯强度并防止烧结的技术。
如上所述的通过投入粒状的防烧结添加剂而防止烧结的技术虽然对环保型无机粘合剂的商用化做出颇多贡献，然而从生产效率方面考虑的情况下，因其增加了额外的工序，并伴有添加剂管理以及粘合剂存放安全性问题，因此在实际工业现场中的使用却被忌讳。
因此，本申请的发明人虑及如上所述的问题点而提出了本发明，其通过开发如下的可商用环保型铸造用无机粘合剂组合物而完成了本发明：水玻璃中包含纳米二氧化硅、Li系耐水性添加剂、有机硅化合物以及防烧结添加剂，从而具备良好的流动性，并弥补完善了强度和耐水性以适应高温、高湿气候，不仅如此，还改善了烧结特性。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题为提供一种铸造用无机粘合剂组合物。
另外，本发明所要解决的技术问题为提供一种通过利用所述铸造用无机粘合剂组合物而制造的铸芯。
此外，本发明所要解决的技术问题为提供一种通过包含所述铸芯而制造的模具。
根据用于解决上述本发明的技术问题的本发明的一个方面，提供一种铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，包含：40～70重量份的水玻璃；5～35重量份的纳米二氧化硅；0.1～10重量份的Li系耐水性添加剂；0.1～10重量份的有机硅化合物；1～10重量份的防烧结添加剂。
根据用于解决上述本发明的技术问题的本发明的另一方面，提供一种通过利用所述无机粘合剂组合物而制造的铸芯。
根据用于解决上述本发明的技术问题的本发明的又一方面，提供一种通过包含所述铸芯而制造的模具。
本发明的所述铸造用无机粘合剂组合物可在砂模具和铸芯制作时维持混炼砂的流动性，并提高Si的含量，从而弥补完善强度和耐水性，由此可以提高作业效率而实现无机粘合剂的商用化。
并且，基于无机粘合剂的使用，可实现砂模具和铸芯的绿色化制作。
而且，基于本发明的所述铸造用无机粘合剂的使用，在制作铸件时使熔融液与模具之间的表面能量降低，并具有借助基于熔融液的高温的糖类的碳化作用而防止烧结的技术效果。
附图说明
图1为表示根据本发明的一个实施例而制造的溶解于水溶性溶液中的无机粘合剂的照片的图。
图2为表示以2013年为基准的韩国蔚山市按季节温湿度分布情形的曲线图。
图3为表示根据本发明的一个实施例而利用不包含防烧结添加剂的无机粘合剂制造的铸芯的照片的图。
图4为表示根据本发明的一个实施例而利用包含有单糖类的防烧结添加剂的无机粘合剂制造的铸芯的照片的图。
图5为表示根据本发明的一个实施例而利用包含有多糖类的防烧结添加剂的无机粘合剂而制造的铸芯的照片的图。
图6为表示根据本发明的一个实施例而利用混合有Li系耐水性添加剂的无机粘合剂而制造的铸芯的强度的曲线图。
图7为表示根据本发明的一个实施例而利用混合有纳米二氧化硅的无机粘合剂而制造的铸芯的强度的曲线图。
图8为表示根据本发明的一个实施例而利用混合有所述有机硅化合物的无机粘合剂而制造的铸芯的强度的曲线图。
图9为表示根据本发明的一个实施例而利用将Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物、防烧结添加剂全部混合在内的无机粘合剂而制造的铸芯的强度的曲线图。
图10为表示根据本发明的一个实施例而利用将Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物、防烧结添加剂全部混合在内的无机粘合剂而制造的铸芯的耐水性的曲线图。
图11为表示根据本发明的一个实施例而制造的铸芯与根据现有的商用化无机粘合剂而制造的铸芯的特性的曲线图。
具体实施方式
本发明涉及一种铸造用无机粘合剂组合物，尤其涉及一种如下的环保型铸造用无机粘合剂组合物：水玻璃中包含纳米二氧化硅、Li系耐水性添加剂、有机硅化合物以及防烧结添加剂，据此，弥补强度和耐水性以适应高温、高湿度的气候，而且还改善了烧结性。
以下，更加详细地说明本发明。
在一个方面上，本发明所涉及的一种铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，包含：40～70重量份的水玻璃；5～35重量份的纳米二氧化硅；0.1～10重量份的Li系耐水性添加剂；0.1～10重量份的有机硅化合物；1～10重量份的防烧结添加剂。
具体地，所述组合物的特征在于，所述水玻璃包含25～36重量％的SiO2以及7～15重量％的Na2O而构成。
并且，所述纳米二氧化硅作为一种具有5～20纳米大小的粒径和结构的二氧化硅(SiO2)粒子，微小的气孔以与粒子表面平行的方式露出到外部，或者气孔的方向不规则，从而具有外部物质不易靠近内部的性质。而且，在与水玻璃合成时，通过提高Si的含量而提高强度，不仅如此，可根据纳米二氧化硅粒子的结构而提高粘合剂组合物的耐水性和斥水性。在此，如果包含有超过35重量份的纳米二氧化硅，则无机粘合剂的流动性降低，并由于过量的二氧化硅粒子而存在阻碍固化的问题，因此纳米二氧化硅优选包含5～35重量份。
在本发明中，所述Li系耐水性添加剂是从碳酸锂、硅酸锂、氢氧化锂、硫酸锂、溴化锂、醋酸锂中选择的一种以上，所述Li系耐水性添加剂具有如下特性：在SiO2的浓度高到水玻璃的程度且摩尔比接近8的情况下，在室温中稳定且粘度低。并且，所述Li系耐水性添加剂与水玻璃中的Na离子之间具有混合碱效应，从而强化所生成的无机粘合剂的化学耐久性，并可提高耐水性。在此，如果包含有超过10重量份的所述Li系耐水性添加剂，则由于无机粘合剂的网隙结构的崩溃而使化学耐久性和耐水性反而降低，因此所述Li系耐水性添加剂优选在本发明的无机粘合剂中包含0.1至10重量份。
在本发明中，所述有机硅化合物在同一分子中具有用于与有机材料发生化学结合的有机官能团和能够与无机材料发生反应的水解基团，从而可以执行将有机材料与无机材料进行结合的功能。据此，本发明的无机粘合剂组合物的机械强度和耐水性得到提高而使品质得到改善，于是起到赋予疏水性的作用。优选地，所述组合物的特征在于，所述有机硅化合物是从四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane)、甲基三乙氧基硅烷(methyltriethoxysilane)、甲基硅醇钠(Sodium methyl siliconate)、甲基三甲氧基硅烷(Methyltrimethoxysilane)、甲基硅醇钾(Potassium methyl siliconate)、丁基三甲氧基硅烷(Butyl trimethoxysilane)以及乙烯基三甲氧基硅烷(Vinyl trimethoxysilane)中选择的一种以上的化合物。更具体地，在本发明的无机粘合剂中包含有0.1～10重量份的所述有机硅化合物。其原因在于，如果所述有机硅化合物超过10重量份，则无机粘合剂的价格上升，且最终生成的无机粘合剂组合物的物性可能反而变差。
在本发明中，所述组合物的特征在于，防烧结添加剂是从单糖类、多糖类以及二糖类中选择的一种以上的物质。优选地，所述单糖类是从葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、核糖中选择的一种以上的单糖，所述多糖类是从淀粉、糖原、纤维素、壳多糖、果胶中选择的一种以上的多糖，所述二糖类是从麦芽糖、蔗糖、乳糖、中选择的一种以上的二糖。
而且，在本发明中，所述无机粘合剂组合物还可以包含无机添加剂或固化剂，从而使无机粘合剂的强度、柔性和硬度进一步提高。在此，优选地，所述固化剂是从氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、磷酸钠、磷酸二钠、磷酸三钠、硫酸钠中选择的一种以上的物质。并且，如果所述固化剂的添加量过多，则使无机粘合剂与水之间的亲和性提高，从而导致无机粘合剂的耐水性降低，因此相对于所述无机粘合剂组合物的总重量而言，所述固化剂优选包含0.1～5.0重量份。
如此，本发明在水玻璃中作为添加剂而包含纳米二氧化硅、Li系耐水性添加剂、有机硅化合物以及糖类，从而使粘合剂的组分之间的结合力提高，据此提高粘合剂的强度、粘合剂组合物的耐水性和斥水性，并可提高与水之间的结合力，从而具有可完全溶解于水溶性溶液之中的特性。相关地，图1表示根据本发明的一个实施例而制造的溶解于水溶性溶液中的无机粘合剂的照片，参考该照片可以确认根据本发明的粘合剂组合物的优良的溶解性。据此，根据在基于本发明的粘合剂组合物制造铸芯时完全溶解于水溶液中，从而可制造在制造铸芯时提高与砂之间的结合力并具有优良的强度和耐水性且可以防止烧结的铸芯和模具。
尤其，本发明在高温和高湿度下也能够满足耐水性和强度，其特征在于，在30～40℃的温度、60～70％的相对湿度(20～30g/m3的绝对湿度)下抵御3小时之后依然可以相对于初始强度具有60％以上的强度。
图2表示以2013年为基准的韩国蔚山按季节温湿度分布图，参考该分布图可以确认如下事实：对于利用其他公司的无机粘合剂制造的铸芯和模具而言，在15g/m3以上的绝对湿度下全都崩溃，然而利用本发明的无机粘合剂而制造的铸芯和模具却在30g/m3的绝对湿度下也维持工作强度。
因此，本发明优选在38℃、65％的相对湿度(30g/m3的绝对湿度)下抵御3小时之后相对于初始强度表现出60％以上的强度。
作为另一方面，本发明提供一种利用所述铸造用无机粘合剂组合物而制造的铸芯。
作为又一方面，本发明提供一种包含所述铸芯而制造的模具。
随着所述铸造用无机粘合剂组合物中Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物、防烧结添加剂全部包含于水玻璃中，利用所述组合物而制造的所述铸芯和模具表现出强度、流动性、耐水性、脱砂以及烧结特性得到改善的特征。
以下，列举实施例而详细说明本发明，然而本发明的权利范围并不局限于这些实施例。
<实施例1>构成无机粘合剂的水玻璃的制造
当无机粘合剂中的Si含量上升时，虽然具有固化时硬度、强度提高的效果，然而作为树脂性质的粘度、柔性、无机粘合剂固体成分、作业性等降低，因此将会具有如同玻璃的性质，当Na含量增加时，由于对水的溶解度得到提高，从而对于无机粘合剂的特性而言是良好的，然而在干燥时耐水性、强度和硬度降低，如此导致物理特性的变差。
对此，本实施例中通过考虑如上所述的物性而制造出水玻璃，并通过XRF分析而分析出其成分并示于如下的表1中。
[表1]
成分 实施例1
Si 79.8
Na 19.7
Al 0.24
K 0.17
Fe 0.08
<实施例2>基于添加剂的混合的无机粘合剂的吸湿性变化
<实施例2-1>Li系耐水性添加剂的混合
将Li系耐水性添加剂投入到在所述实施例1中制造的水玻璃中而合成出无机粘合剂，然后实施了吸湿性评估。将预定量的试料(0.05g)干燥之后测量出重量，然后添加20ml的蒸馏水而沉积之后经过48小时后观察残留的无机粘合剂的量(％)，由此确认了无机粘合剂的耐水性变化。将实验结果示于如下的表2中。
[表2]
成分名称 试料1 试料2 试料3 试料4
水玻璃 95 90 85 80
Li系耐水性添加剂 5 10 15 20
粘合剂残存率(％) 8.23 91.16 98.83 98.47
粘度(cps) 32 42 456 1460
<实施例2-2>纳米二氧化硅的混合
将纳米二氧化硅投入到在所述实施例1中制造的水玻璃中而合成出无机粘合剂，然后通过与所述实施例2-1相同的方法实施了吸湿性评估。将基于此的结果示于如下的表3中。
[表3]
<实施例2-3>有机硅化合物的混合
将有机硅化合物投入到在所述实施例1中制造的水玻璃中而合成出无机粘合剂，然后通过与所述实施例2-1相同的方法实施了吸湿性评估。将基于此的结果示于如下的表4中。
[表4]
成分名称 试料9 试料10 试料11 试料12
水玻璃 95 90 85 80
有机硅化合物 5 10 15 20
粘合剂残存率(％) 8.23 4.56 10.7 10.76
粘度(cps) 62 42 32 16
所述实施例2是对基于添加剂的混合的无机粘合剂的吸湿性做出评估的实施例。
所述实施例2-1是将Li系耐水性添加剂投入到水玻璃中而合成出无机粘合剂的实施例，参考表2可以确认，Li系耐水性添加剂的含量越高，粘合剂残存率和粘度越大，即Li系耐水性添加剂的含量越高，耐水性越强且粘度越高。
而且，所述实施例2-2是将纳米二氧化硅投入到水玻璃中而合成出无机粘合剂的实施例，参考表3可以确认，随着构成无机粘合剂的硅的含量增加，粘合剂残存率和粘度增加，即随着纳米二氧化硅的含量增加，耐水性提高且粘度增加。
并且，所述实施例2-3是将有机硅化合物投入到水玻璃中而合成出无机粘合剂的实施例，参考所述表4可知，基于有机硅化合物的含量变化的粘合剂残存率的变化较小，因此有机硅化合物对无机粘合剂的耐水性改善并不给予显著的贡献。相反地，可以确认有机硅化合物的含量越高粘度就越低。
<实施例3>无机粘合剂的烧结改善评估
<实施例3-1>不包含防烧结添加剂的无机粘合剂
将Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅以及有机硅化合物添加到在所述实施例1中制造的水玻璃中并进行合成而制造出无机粘合剂。针对所制造出的无机粘合剂，通过使用ASF 55越南砂而制造出铸芯，并以相对于砂占1～4％的比率混合所述粘合剂，从而制造出175mm×22.4mm×22.4mm(L×W×H)直四面体形状的试验铸芯。然后通过低压铸造而确认出烧结与否。
其结果示于图3中。
参考所述图3可以确认，所述粘合剂由基于水玻璃的液状物组成，因此热轧性质和耐热性不足，从而发生砂残留于金属表面的烧结问题。
<实施例3-2>包含有防烧结添加剂的无机粘合剂
将在所述实施例3-1中制造的粘合剂与作为防烧结添加剂的1～10％的单糖类或多糖类进行合成，然后通过与所述实施例3-1相同的方法制造出试片，并通过低压铸造而进行了烧结试验。
其结果示于图4和图5中。
所述图4为添加单糖类的情形，图5为添加多糖类的情形，参考这些附图可以确认，对于应用包含有单糖类和多糖类的防烧结添加剂的无机粘合剂而言并不发生烧结。其原因在于，所添加的多糖类和单糖类在与熔融液接触时被碳化的同时降低铸件表面的表面能量，从而起到防止烧结的作用。
<实施例4>利用无机粘合剂而制作的铸芯的强度变化
在使用所述实施例2-1至实施例2-3中制造的无机粘合剂而制造出铸芯之后，针对各个铸芯而测量了强度变化。即，所述实施例2-1至实施例2-3涉及分别添加Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物而制造的无机粘合剂，针对由此制造的试料1至试料12而分别制造出铸芯。
而且，将通过所述实施例2-1至实施例2-3制造的试料1至试料12以Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物全部包含在内的方式投入到防烧结添加剂中，并与所述防烧结添加剂进行混合，据此制造出Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物以及防烧结添加剂全部包含在内的无机粘合剂，并利用此而制造出铸芯并测量了强度变化。
在铸芯的制造和强度变化的测量中，在铸造用搅拌机(YOUNGJIN MACHINERY CO.,LTD)中以相对于AFS55越南产砂占1～4％的比率混合各个所述无机粘合剂而制备了混炼砂，且针对所制备的混炼砂，通过使用铸造用试验铸芯机(YOUNGJIN MACHINERY CO.,LTD)而制造出175mm×22.4mm×22.4mm(L×W×H)直四面体形状的试验铸芯，并遵照KS A5304而实施了压缩强度试验。
<实施例4-1>基于Li系耐水性添加剂的含量的铸芯强度测量
利用通过改变所述实施例2-1的Li系耐水性添加剂的含量而合成的无机粘合剂试料1至试料4而制造出铸芯。对应于所述试料中的每一种，将制造出的铸芯贴标为铸芯(core)1至铸芯4，并对各个铸芯测量出强度而示于图6中。
参考图6可以确认，铸芯的强度借助于Li系耐水性添加剂而增加，铸芯2具有比铸芯1提高3倍的铸芯强度。相反，铸芯3中Li系耐水性添加剂的含量虽然比铸芯2增加，然而铸芯强度却比铸芯2降低。其原因在于，如所述实施例2-1所揭示，随着Li系耐水性添加剂的含量增加，无机粘合剂的粘度随之增加，从而使砂的流动性降低，于是导致铸芯的填充性降低。
<实施例4-2>基于纳米二氧化硅的含量的铸芯强度测量
利用通过改变所述实施例2-2的纳米二氧化硅的含量而合成的无机粘合剂试料5至试料8而制造出铸芯。针对所述试料中的每一种，将所制造的铸芯贴标为铸芯5至铸芯8，并对各个铸芯测量出强度而示于图7中。
参考图7可以确认，虽然纳米二氧化硅的含量的增加可提高铸芯的强度，但如果所述纳米二氧化硅的含量增加到预定量以上，则强度反而下降。其原因在于，如所述实施例2-2所揭示，随着纳米二氧化硅的含量的增加，粘度随之增加，且存在过量的二氧化硅粒子，从而阻碍无机粘合剂的固化。而且，可判断出过量的纳米二氧化硅在无机粘合剂的合成过程中未充分反应。
<实施例4-3>基于有机硅化合物的含量的铸芯强度测量
利用通过改变所述实施例2-3的有机硅化合物的含量而合成的无机粘合剂试料9至试料12而制造出铸芯。针对所述试料中的每一种，将所制造的铸芯贴标为铸芯9至铸芯12，并对各个铸芯测量出强度而示于图8中。
参考图8可见，有机硅化合物的含量对铸芯强度并不产生显著的影响，然而如所述实施例2-3的表4所揭示的那样，随着有机硅化合物的含量增加，粘度随之降低，因此为了制造出具有铸芯成型所需流动性的铸芯，可判断出需要适当混合所述有机硅化合物。
<实施例4-4>基于Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物、防烧结添加剂的包含与否的铸芯强度测量
将通过所述实施例2-1至实施例2-3制造出的试料1至试料12以Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物全部包含在内的方式投入到防烧结添加剂，并与所述防烧结添加剂进行混合，从而制造出将Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物以及防烧结添加剂全部包含在内的无机粘合剂，并利用此而制造出铸芯。
将所制造的铸芯贴标为铸芯13至铸芯16，并将对应于各个铸芯的组成和强度的结果示于如下的表5和图9中。
[表5]
参考所述表5和图9可以确认，与以往商用化而使用的无机粘合剂(德国A公司)相比，通过投入所述添加剂而制造的无机粘合剂的强度值表现出更高水平。其原因在于，所述添加剂相互弥补完善而提高了铸芯的强度。
<实施例5>利用无机粘合剂而制作的铸芯的耐水性变化
在抗温抗湿装置内部的湿度在38℃、65％的环境下具有30g/m3的绝对湿度的条件下，将作为所述实施例4-4中制作的铸芯的铸芯13至铸芯16放置3小时，然后测量出各个铸芯的强度并确认了铸芯的耐水性。
其结果示于图10中。
参考图10可以确认，以往商用化而得到使用的无机粘合剂(德国A公司)在耐水性方面较弱，于是在30g/m3的绝对湿度下放置3小时的情况下，因基于自重的崩溃以及强度的降低而成为无法使用的状态。相反，利用将Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物、防烧结添加剂全部包含在内的无机粘合剂而制造的铸芯却在吸湿试验时表现出比以往商用化而得到使用的无机粘合剂(德国A公司)更高的强度，且并未出现自重导致的铸芯崩溃情况。
尤其，铸芯14和铸芯16表现出突出的耐水性。
<实施例6>利用无机粘合剂而制作的铸芯的特性评估
针对作为所述实施例4-4中制造的铸芯的铸芯16和以往利用德国A公司的产品制造出的铸芯，对其特性进行了比较和评估并示于表6和图11中。
[表6]
参考所述表6和图11可以确认，对于利用将Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物、防烧结添加剂全部包含在内的无机粘合剂而制造的铸芯即铸芯16而言，与现有的德国A公司产品相比表现出整体上改善的物理特性。
即，可以确认如下事实：对于利用本发明的无机粘合剂而制造的铸芯的所述铸芯16而言，与现有的德国A公司相比，在强度方面表现出增加了60.4N/cm2的233.3N/cm2这一高强度，不仅如此，在流动性、烧结以及脱砂方面也表现出改善的物理特性。
尤其，可以确认如下事实：对于利用本发明的无机粘合剂而制造的铸芯的所述铸芯16而言，在耐水性方面即使在绝对湿度为30g/m3的条件下放置3小时之后也表现出优良的强度，不仅如此，并未出现自重导致的铸芯崩溃情况，然而对于德国A公司的产品而言，当且仅当在与上述条件相同的条件下放置1小时以内时表现出优良的强度，即可以确认利用本发明的无机粘合剂而制造的铸芯在耐水性方面显著优于现有的德国A公司。
参考上述结果，本发明的铸造用无机粘合剂水玻璃将Li系耐水性添加剂、纳米二氧化硅、有机硅化合物、防烧结添加剂全部包含在内，据此，在维持流动性的同时使强度和耐水性得到改善，并防止烧结而易于脱砂，于是不仅可以提高作业效率，而且还可以实现商用化。
并且，通过使用本发明的所述无机粘合剂，可制造出在整体上改善了强度、流动性、耐水性、脱砂以及烧结特性的环保型模具和铸芯。
如上所述，虽然已通过有限的实施例说明了本发明，然而本发明并不局限于此，本发明所属的技术领域中具有普通知识的人员能够在本发明的技术思想以及所记载的权利要求书的等价范围内实现多样的修改和变形。

Claims (7)

1.一种铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，包含：
40～70重量份的水玻璃；
5～35重量份的纳米二氧化硅；
0.1～10重量份的Li系耐水性添加剂；
0.1～10重量份的有机硅化合物；以及
1～10重量份的防烧结添加剂。
2.如权利要求1所述的铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，所述水玻璃包含25～36重量％的SiO2、7～15重量％的Na2O。
3.如权利要求1所述的铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，所述Li系耐水性添加剂是从碳酸锂、硅酸锂、氢氧化锂、硫酸锂、溴化锂、醋酸锂中选择的一种以上的物质。
4.如权利要求1所述的铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，所述有机硅化合物是从四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基硅醇钠、甲基三甲氧基硅烷、甲基硅醇钾、丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中选择的一种以上的化合物。
5.如权利要求1所述的铸造用无机粘合剂组合物，其特征在于，所述防烧结添加剂是从单糖类、多糖类、二糖类中选择的一种以上的物质。
6.一种铸芯，其特征在于，利用权利要求1至权利要求5中的任意一项所述的无机粘合剂组合物而制造。
7.一种模具，其特征在于，包含权利要求6所述的铸芯而制造。
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