CN107891119A - 一种耐高温3d打印覆膜砂成型固化剂及其制备工艺 - Google Patents

一种耐高温3d打印覆膜砂成型固化剂及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂及其制备工艺，成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂20‑40份、聚乙烯醇缩丁醛10‑25份、硬脂酸钙8‑18份、六甲基磷酰三胺4‑12份、三乙醇胺4‑10份、氧化钙5‑15份、椰油胺2‑6份、纳米填料4‑18份、木质纤维2‑4份、硅微粉3‑9份、纳米二氧化钛粉末3‑12份、纳米银离子粉末1‑3份以及去离子水10‑20份，本发明制备的成型固化剂能够提高覆膜砂的粘合强度，提高了覆膜砂的耐热性和耐老化性能，延长了覆膜砂的使用寿命。

Description

一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及覆膜砂固化剂制备技术领域，具体为一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂及其制备工艺。
背景技术
覆膜砂：砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。有冷法和热法两种覆膜工艺:冷法用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入乌洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，得覆膜砂;热法把砂预热到一定温度，加树脂使其熔融，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加乌洛托品水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂。 用于铸钢件、铸铁件。覆膜砂主要采用优质精选天然石英砂为原砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品及增强剂为原料。根据用户的不同技术需求，在固化速度、脱膜性、流动性、溃散性、铸件表面光洁度、储存等方面适当调整配比。
3D打印覆膜砂在制备过程中需要对其进行成型固化，而目前的固化剂虽然能够达到固化的效果，但是其无法提高覆膜砂的耐候性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂, 成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂20-40份、聚乙烯醇缩丁醛10-25份、硬脂酸钙8-18份、六甲基磷酰三胺4-12份、三乙醇胺4-10份、氧化钙5-15份、椰油胺2-6份、纳米填料4-18份、木质纤维2-4份、硅微粉3-9份、纳米二氧化钛粉末3-12份、纳米银离子粉末1-3份以及去离子水10-20份。
优选的，成型固化剂组分优选的成分配比包括改性酚醛树脂30份、聚乙烯醇缩丁醛18份、硬脂酸钙13份、六甲基磷酰三胺8份、三乙醇胺7份、氧化钙10份、椰油胺4份、纳米填料11份、木质纤维3份、硅微粉6份、纳米二氧化钛粉末8份、纳米银离子粉末2份以及去离子水15份。
优选的，其制备工艺包括以下步骤：
A、将改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙、六甲基磷酰三胺、三乙醇胺、氧化钙、椰油胺混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，得到混合物A；
B、将纳米填料、木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末、纳米银离子粉末混合后加入搅拌釜中搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为18min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，再加入去离子水，之后在常温下充分搅拌后，静置2h，即得到成型固化剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的成型固化剂能够提高覆膜砂的粘合强度，提高了覆膜砂的耐热性和耐老化性能，延长了覆膜砂的使用寿命；其中，本发明中添加的木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末能够提高固化剂的耐高温性能，进而提高覆膜砂的耐高温性能；添加的六甲基磷酰三胺、三乙醇胺，能够进一步提高覆膜砂的粘合强度；此外，本发明采用的制备工艺操作简单，制备过程环保无污染。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂, 成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂20-40份、聚乙烯醇缩丁醛10-25份、硬脂酸钙8-18份、六甲基磷酰三胺4-12份、三乙醇胺4-10份、氧化钙5-15份、椰油胺2-6份、纳米填料4-18份、木质纤维2-4份、硅微粉3-9份、纳米二氧化钛粉末3-12份、纳米银离子粉末1-3份以及去离子水10-20份。
实施例一：
成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂20份、聚乙烯醇缩丁醛10份、硬脂酸钙8份、六甲基磷酰三胺4份、三乙醇胺4份、氧化钙5份、椰油胺2份、纳米填料4份、木质纤维2份、硅微粉3份、纳米二氧化钛粉末3份、纳米银离子粉末1份以及去离子水10份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙、六甲基磷酰三胺、三乙醇胺、氧化钙、椰油胺混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，得到混合物A；
B、将纳米填料、木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末、纳米银离子粉末混合后加入搅拌釜中搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为18min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，再加入去离子水，之后在常温下充分搅拌后，静置2h，即得到成型固化剂。
实施例二：
成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂40份、聚乙烯醇缩丁醛25份、硬脂酸钙18份、六甲基磷酰三胺12份、三乙醇胺10份、氧化钙15份、椰油胺6份、纳米填料18份、木质纤维4份、硅微粉9份、纳米二氧化钛粉末12份、纳米银离子粉末3份以及去离子水20份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙、六甲基磷酰三胺、三乙醇胺、氧化钙、椰油胺混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，得到混合物A；
B、将纳米填料、木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末、纳米银离子粉末混合后加入搅拌釜中搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为18min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，再加入去离子水，之后在常温下充分搅拌后，静置2h，即得到成型固化剂。
实施例三：
成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂25份、聚乙烯醇缩丁醛14份、硬脂酸钙10份、六甲基磷酰三胺6份、三乙醇胺5份、氧化钙6份、椰油胺3份、纳米填料6份、木质纤维3份、硅微粉4份、纳米二氧化钛粉末5份、纳米银离子粉末2份以及去离子水12份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙、六甲基磷酰三胺、三乙醇胺、氧化钙、椰油胺混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，得到混合物A；
B、将纳米填料、木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末、纳米银离子粉末混合后加入搅拌釜中搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为18min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，再加入去离子水，之后在常温下充分搅拌后，静置2h，即得到成型固化剂。
实施例四：
成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂35份、聚乙烯醇缩丁醛22份、硬脂酸钙16份、六甲基磷酰三胺10份、三乙醇胺8份、氧化钙12份、椰油胺5份、纳米填料16份、木质纤维4份、硅微粉7份、纳米二氧化钛粉末10份、纳米银离子粉末2份以及去离子水18份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙、六甲基磷酰三胺、三乙醇胺、氧化钙、椰油胺混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，得到混合物A；
B、将纳米填料、木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末、纳米银离子粉末混合后加入搅拌釜中搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为18min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，再加入去离子水，之后在常温下充分搅拌后，静置2h，即得到成型固化剂。
实施例五：
成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂30份、聚乙烯醇缩丁醛18份、硬脂酸钙13份、六甲基磷酰三胺8份、三乙醇胺7份、氧化钙10份、椰油胺4份、纳米填料11份、木质纤维3份、硅微粉6份、纳米二氧化钛粉末8份、纳米银离子粉末2份以及去离子水15份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙、六甲基磷酰三胺、三乙醇胺、氧化钙、椰油胺混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，得到混合物A；
B、将纳米填料、木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末、纳米银离子粉末混合后加入搅拌釜中搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为18min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，再加入去离子水，之后在常温下充分搅拌后，静置2h，即得到成型固化剂。
实验例：
采用本发明各实施例制得的成型固化剂进行粘合强度和固化时间试验，得到数据如下表：
粘合强度（mpa）
实施例一 5.5
实施例二 5.0
实施例三 5.2
实施例四 5.4
实施例五 5.8
本发明制备的成型固化剂能够提高覆膜砂的粘合强度，提高了覆膜砂的耐热性和耐老化性能，延长了覆膜砂的使用寿命；其中，本发明中添加的木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末能够提高固化剂的耐高温性能，进而提高覆膜砂的耐高温性能；添加的六甲基磷酰三胺、三乙醇胺，能够进一步提高覆膜砂的粘合强度；此外，本发明采用的制备工艺操作简单，制备过程环保无污染。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂,其特征在于：成型固化剂组分按重量份数包括改性酚醛树脂20-40份、聚乙烯醇缩丁醛10-25份、硬脂酸钙8-18份、六甲基磷酰三胺4-12份、三乙醇胺4-10份、氧化钙5-15份、椰油胺2-6份、纳米填料4-18份、木质纤维2-4份、硅微粉3-9份、纳米二氧化钛粉末3-12份、纳米银离子粉末1-3份以及去离子水10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂,其特征在于：成型固化剂组分优选的成分配比包括改性酚醛树脂30份、聚乙烯醇缩丁醛18份、硬脂酸钙13份、六甲基磷酰三胺8份、三乙醇胺7份、氧化钙10份、椰油胺4份、纳米填料11份、木质纤维3份、硅微粉6份、纳米二氧化钛粉末8份、纳米银离子粉末2份以及去离子水15份。
3.实现权利要求1所述的一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂的制备工艺,其特征在于：其制备工艺包括以下步骤：
A、将改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙、六甲基磷酰三胺、三乙醇胺、氧化钙、椰油胺混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为80℃，得到混合物A；
B、将纳米填料、木质纤维、硅微粉、纳米二氧化钛粉末、纳米银离子粉末混合后加入搅拌釜中搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为18min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，再加入去离子水，之后在常温下充分搅拌后，静置2h，即得到成型固化剂。
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