CN105964882A - 一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂，该型砂利用纤维素硫酸酯对动物胶进行改性处理，制备得到一种新型的粘接剂，其中纤维素硫酸酯资源丰富，价格低廉，水溶性佳，表面反应活性高，经其改性后的动物胶粘结强度更高，加入的氧化石墨超声分散形成氧化石墨烯，可改善复合粘接剂的流动性，提高粘接剂的拉伸强度；此外，原料中掺混的海藻酸钠与氯化钙可交联杂化，使得砂料间形成高透气微孔结构，获得了优良的透气性。本发明制备的型砂环保无毒，粘结牢固，抗冲击韧性佳，易于清理和重利用，切合当前产业的发展需求，在铸件领域具有广阔的应用前景。

Description

一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及铸造型砂技术领域，尤其涉及一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂及其制备方法。
背景技术
型砂是指在铸造中用来造型的材料，型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂以及辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等。型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30～50%。通常意义上判断型砂性能主要体现在以下几个方面：（1）具有较高的强度和热稳定性；（2）良好的流动性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力；（3）一定的可塑性，即型砂在外力作用下变形，当外力去除后能保持所给予的形状的能力；（4）较好的透气性，即型砂孔隙透过气体的能力；（5）高的溃散性，易于溃散清理。
随着工业的发展，对铸造业的要求越来越高，而型砂的质量是关系到铸件质量的一个重要因素，目前市场的主流型砂主要有水玻璃、粘土等一类的无机粘接剂型砂以及合成树脂、糊精等一类的有机粘接剂型砂。目前市场上主流的无机粘接剂类型砂主要存在溃散性差，易吸潮，旧砂利用率低等缺陷；树脂砂虽然溃散性好，铸造精度高，然而其在浇注过程中容易产生污染性气体。《一种复合改性动物胶粘接剂制备工艺的研究》一文介绍了以改性动物胶作为粘接剂的型砂，这种类型的型砂环保易降解，溃散效果好，为开发新型的型砂提供了可行的发展方向，然而由于动物胶的天然属性，在实际应用过程中提高粘结强度、加快固化速度仍是研究的重点。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂，该型砂由以下重量份的原料制成：200-400目废旧陶瓷砂60-80、400-600目电熔镁砂20-30、纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂12-16、三氧化二钇0.1-0.2、浓度为5-10%的海藻酸钠水溶液4-5、浓度为1-10%的氯化钙水溶液6-10、去离子水10-15。
所述的纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂由以下重量份的原料制成：纤维素硫酸酯5-8、动物胶30-40、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1-2、氧化石墨1-2、质量浓度为10-15%的戊二醛水溶液5-8、去离子水30-50；其制备方法为：先将动物胶与去离子水混合，加热至50-60℃，搅拌形成均匀溶液，随后加入氧化石墨，超声分散4-5h后加入纤维素硫酸酯、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，继续搅拌混合2-3h后加入戊二醛水溶液，搅拌混合均匀后即得所述的纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂。
该型砂的制备方法为：先将三氧化二钇与去离子水混合研磨分散4-5h，接着加入废旧陶瓷啥、电熔镁砂、海藻酸钠水溶液，搅拌混合50-80min，随后加入氯化钙水溶液，继续搅拌混合3-5h，搅拌结束后加入纤维素酯改性动物胶粘接剂混合5-10min，即得。
本发明利用纤维素硫酸酯对动物胶进行改性处理，制备得到一种新型的粘接剂，其中纤维素硫酸酯资源丰富，价格低廉，水溶性佳，表面反应活性高，经其改性后的动物胶粘结强度更高，加入的氧化石墨超声分散形成氧化石墨烯，可改善复合粘接剂的流动性，提高粘接剂的拉伸强度；此外，原料中掺混的海藻酸钠与氯化钙可交联杂化，使得砂料间形成高透气微孔结构，获得了优良的透气性。本发明制备的型砂环保无毒，粘结牢固，抗冲击韧性佳，易于清理和重利用，切合当前产业的发展需求，在铸件领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
该实施例型砂由以下重量份的原料制成：200目废旧陶瓷砂60、400目电熔镁砂20、纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂12、三氧化二钇0.1、浓度为5%的海藻酸钠水溶液4、浓度为1%的氯化钙水溶液6、去离子水10。
其中纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂由以下重量份的原料制成：纤维素硫酸酯5、动物胶30、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1、氧化石墨1、质量浓度为10%的戊二醛水溶液5、去离子水30；其制备方法为：先将动物胶与去离子水混合，加热至50℃，搅拌形成均匀溶液，随后加入氧化石墨，超声分散4h后加入纤维素硫酸酯、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，继续搅拌混合2h后加入戊二醛水溶液，搅拌混合均匀后即得所述的纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂。
该实施例型砂的制备方法为：先将三氧化二钇与去离子水混合研磨分散4h，接着加入废旧陶瓷啥、电熔镁砂、海藻酸钠水溶液，搅拌混合50min，随后加入氯化钙水溶液，继续搅拌混合3h，搅拌结束后加入纤维素酯改性动物胶粘接剂混合5min，即得。
该实施例制备得到的型砂根据相关测试标准测试得到的结果如下：
湿压强度：106.5KPa；紧实率：40.6%；透气率：103；热湿拉强度：46.8KPa；破碎指数：86.5%。

Claims (3)

1.一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂，其特征在于，该型砂由以下重量份的原料制成：200-400目废旧陶瓷砂60-80、400-600目电熔镁砂20-30、纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂12-16、三氧化二钇0.1-0.2、浓度为5-10%的海藻酸钠水溶液4-5、浓度为1-10%的氯化钙水溶液6-10、去离子水10-15。
2.如权利要求1所述的一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂，其特征在于，所述的纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂由以下重量份的原料制成：纤维素硫酸酯5-8、动物胶30-40、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1-2、氧化石墨1-2、质量浓度为10-15%的戊二醛水溶液5-8、去离子水30-50；其制备方法为：先将动物胶与去离子水混合，加热至50-60℃，搅拌形成均匀溶液，随后加入氧化石墨，超声分散4-5h后加入纤维素硫酸酯、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，继续搅拌混合2-3h后加入戊二醛水溶液，搅拌混合均匀后即得所述的纤维素硫酸酯改性动物胶粘接剂。
3.如权利要求1所述的一种以纤维素硫酸酯改性动物胶作为粘接剂的环保型砂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：先将三氧化二钇与去离子水混合研磨分散4-5h，接着加入废旧陶瓷啥、电熔镁砂、海藻酸钠水溶液，搅拌混合50-80min，随后加入氯化钙水溶液，继续搅拌混合3-5h，搅拌结束后加入纤维素酯改性动物胶粘接剂混合5-10min，即得。
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