CN107598075A - 一种硅砂改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硅砂改性方法，其特征在于：包括以下步骤：将硅砂进行去杂烘干，然后预热至76～82℃，置于混砂机中，加入硅砂表面改性剂，混合50～70s，得改性硅砂；本发明所述改性剂涉及的原料来源广、成本低，且安全无毒；本发明所述改性剂对硅砂改性的方法简单，且处理过程绿色环保无污染；本发明所述改性剂能大幅度增强硅砂表面的活性，优化其与树脂等有机粘结剂之间的粘附力；且所得改性硅砂能在长时间保持性能稳定，将其应用于冷芯盒法制芯时，可显著降低铸造工艺中所需硅砂成本。

Description

一种硅砂改性方法

技术领域

本发明涉及矿业生产领域，尤其涉及一种硅砂改性方法。

背景技术

硅砂的表面状态对整个铸造过程影响很大，因此在和粘结剂混和之前需要对硅砂进行表面处理，一般对硅砂表面处理的方法主要分为物理 - 机械法和化学法。物理 - 机械法包括对采集的硅砂进行擦洗、磁选、浮选等，此法主要缺点是提纯效果不佳且耗能大。化学法主要用无机酸和还原剂进行处理，通过此法硅砂性能虽有提升，但是使用的化 学试剂较多，易对环境造成污染且成本居高不下。

目前，有人尝试采用聚乙烯醇对硅砂表面进行处理，使硅砂性能有一定程度提升，但经过聚乙烯醇改性后硅砂的性能随时间的变化不稳定，且改性过程中受环境影响较大，易产生副作用，反而使硅砂性能下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硅砂的改性方法，采用硅砂改性剂对硅砂进行表面改性，该改性剂原料来源广、成本低且安全环保，能显著强化硅砂表面的活性，改性后硅砂的性能在长时间保持稳定。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种硅砂改性方法，其创新点在于：包括以下步骤 ：将硅砂进行去杂烘干，然后预热至 76 ～ 82℃，置于混砂机中，加入硅砂表面改性剂，混合 50 ～ 70s， 得改性硅砂；

所述硅砂表面改性剂中各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 3.5 ～ 5％、十二烷基磺酸钾 1.2 ～ 2％、偶联剂 0.6 ～ 1％，其余为水；

所述羧甲基纤维素的粘度要求为其质量浓度为 3％的水溶液的粘度在 0.2 ～0.4Pa·s 之间；

所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述铸造用硅砂与铸造用硅砂表面改性剂的质量比为 (60 ～ 65):1。

所述硅砂表面改性剂的制备方法包括以下步骤 ：

1) 原料的称取，各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 3.5 ～ 5％、十二烷基磺酸钾 1.2 ～ 2％、偶联剂 0.6 ～ 1％，其余为水；

2) 在 70 ～ 75℃的水浴条件下，将羧甲基纤维素在搅拌条件下溶于水中，配制羧甲基纤维素水溶液，然后冷却至常温 ；

3) 称重并补充步骤 2) 所得羧甲基纤维素水溶液蒸发掉的水分，然后加入偶联剂、十二烷基磺酸钾，混合并搅拌均匀，得所述硅砂表面改性剂。

本发明的优点在于：

1）本发明所述改性剂涉及的原料来源广、成本低，且安全无毒。本发明所述改性剂对硅砂改性的方法简单，且处理过程绿色环保无污 染。本发明所述改性剂能大幅度增强硅砂表面的活性，优化其与树脂等有机粘结剂之间的粘附力 ；且所得改性硅砂能在长时间保持性能稳定，将其应用于冷芯盒法制芯时，可显著降低铸造工艺中所需硅砂成本。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1：一种硅砂改性方法，包括以下步骤 ：将硅砂进行去杂烘干，然后预热至76℃，置于混砂机中，加入硅砂表面改性剂，混合 50 s， 得改性硅砂；

所述硅砂表面改性剂中各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 3.5％、十二烷基磺酸钾 1.2％、偶联剂 0.6％，其余为水；

所述羧甲基纤维素的粘度要求为其质量浓度为 3％的水溶液的粘度在 0.2Pa·s 之间；

所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述铸造用硅砂与铸造用硅砂表面改性剂的质量比为 60 :1。

所述硅砂表面改性剂的制备方法包括以下步骤 ：

1) 原料的称取，各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 3.5％、十二烷基磺酸钾1.2％、偶联剂 0.6％，其余为水；

2) 在 70℃的水浴条件下，将羧甲基纤维素在搅拌条件下溶于水中，配制羧甲基纤维素水溶液，然后冷却至常温 ；

3) 称重并补充步骤 2) 所得羧甲基纤维素水溶液蒸发掉的水分，然后加入偶联剂、十二烷基磺酸钾，混合并搅拌均匀，得所述硅砂表面改性剂。

实施例2：

一种硅砂改性方法，包括以下步骤 ：将硅砂进行去杂烘干，然后预热至79℃，置于混砂机中，加入硅砂表面改性剂，混合60s， 得改性硅砂；

所述硅砂表面改性剂中各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 4.25％、十二烷基磺酸钾 1.6％、偶联剂 0.8％，其余为水；

所述羧甲基纤维素的粘度要求为其质量浓度为 3％的水溶液的粘度在 0.3Pa·s 之间；

所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述铸造用硅砂与铸造用硅砂表面改性剂的质量比为 63:1。

所述硅砂表面改性剂的制备方法包括以下步骤 ：

1) 原料的称取，各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 4.25 ％、十二烷基磺酸钾 1.6％、偶联剂 0.8％，其余为水；

2) 在 73℃的水浴条件下，将羧甲基纤维素在搅拌条件下溶于水中，配制羧甲基纤维素水溶液，然后冷却至常温 ；

3) 称重并补充步骤 2) 所得羧甲基纤维素水溶液蒸发掉的水分，然后加入偶联剂、十二烷基磺酸钾，混合并搅拌均匀，得所述硅砂表面改性剂。

实施例3：

一种硅砂改性方法，其创新点在于：包括以下步骤 ：将硅砂进行去杂烘干，然后预热至82℃，置于混砂机中，加入硅砂表面改性剂，混合 70s， 得改性硅砂；

所述硅砂表面改性剂中各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素5％、十二烷基磺酸钾2％、偶联剂 1％，其余为水；

所述羧甲基纤维素的粘度要求为其质量浓度为 3％的水溶液的粘度在0.4Pa·s 之间；

所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述铸造用硅砂与铸造用硅砂表面改性剂的质量比为 65:1。

所述硅砂表面改性剂的制备方法包括以下步骤 ：

1) 原料的称取，各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 5％、十二烷基磺酸钾2％、偶联剂 1％，其余为水；

2) 在75℃的水浴条件下，将羧甲基纤维素在搅拌条件下溶于水中，配制羧甲基纤维素水溶液，然后冷却至常温 ；

3) 称重并补充步骤 2) 所得羧甲基纤维素水溶液蒸发掉的水分，然后加入偶联剂、十二烷基磺酸钾，混合并搅拌均匀，得所述硅砂表面改性剂。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种硅砂改性方法，其特征在于：包括以下步骤 ：将硅砂进行去杂烘干，然后预热至76 ～ 82℃，置于混砂机中，加入硅砂表面改性剂，混合 50 ～ 70s， 得改性硅砂；

所述硅砂表面改性剂中各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 3.5 ～ 5％、十二烷基磺酸钾 1.2 ～ 2％、偶联剂 0.6 ～ 1％，其余为水；

所述羧甲基纤维素的粘度要求为其质量浓度为 3％的水溶液的粘度在 0.2 ～0.4Pa·s 之间；

所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述铸造用硅砂与铸造用硅砂表面改性剂的质量比为 (60 ～ 65):1。

2.根据权利要求 1所述的硅砂改性方法，其特征在于：所述硅砂表面改性剂的制备方法包括以下步骤 ：

1) 原料的称取，各组分所占质量百分比为 ：羧甲基纤维素 3.5 ～ 5％、十二烷基磺酸钾 1.2 ～ 2％、偶联剂 0.6 ～ 1％，其余为水；

2) 在 70 ～ 75℃的水浴条件下，将羧甲基纤维素在搅拌条件下溶于水中，配制羧甲基纤维素水溶液，然后冷却至常温 ；

3) 称重并补充步骤 2) 所得羧甲基纤维素水溶液蒸发掉的水分，然后加入偶联剂、十二烷基磺酸钾，混合并搅拌均匀，得所述硅砂表面改性剂。