CN108296412B - 一种覆膜砂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种覆膜砂，其原料按重量份包括：原砂70‑100份、树脂粘结剂20‑40份、白云石粉20‑30份、磺化木质素纤维5‑10份、热塑性酚醛树脂10‑20份、耐高温添加剂7‑42份。还公开一种覆膜砂的制备工艺，包括如下步骤：将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物；在粉末混合物A中加入白云石粉、磺化木质素纤维、热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌；在混合物B中加入树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌；在混合物C中加入原砂，混合后倒入混炼机中混炼；将混合物D经过过筛后，得到覆膜砂。本发明采用的制备工艺操作简单，成本低，能够确保原料中各组份充分混合。制得的覆膜砂具有耐高温性且强度高，有效提高了覆膜砂的稳定性。

Description

一种覆膜砂及其制备工艺
技术领域
本发明属于覆膜砂技术领域，具体的是涉及一种覆膜砂及其制备工艺。
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，用于铸钢件、铸铁件。覆膜砂有冷法和热法覆膜工艺：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。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。是汽车、拖拉机、液压件等最佳造型材料之一。现有技术中的覆膜砂制备工艺复杂，耗能多，成本高，性价比低。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种耐高温、耐磨的覆膜砂。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种覆膜砂，其原料按重量份包括：原砂70-100份、树脂粘结剂20-40份、白云石粉20-30份、磺化木质素纤维5-10份、热塑性酚醛树脂10-20份、耐高温添加剂7-42份。
更进一步的，树脂粘结剂包括28％-32％增粘树脂、26％-31％聚醋酸乙烯酯、17％-21％氨丙基三乙氧基硅烷、8％-12％聚乙烯蜡以及7％-13％紫外线吸收剂。
更进一步的，耐高温添加剂为白炭黑、碳化硅、高岭土和硅藻土中的至少两种。
更进一步的，耐高温添加剂中白炭黑5-12份、碳化硅3-8份、高岭土6-12份和硅藻土4-10份。
更进一步的，原砂为硅砂、石英砂、锆英砂、陶粒砂中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明添加的耐高温添加剂为白炭黑、碳化硅、高岭土和硅藻土中的至少两种。其中，白炭黑具有耐高温、不燃、无味无嗅的特点，同时还具有很好的电绝缘性；碳化硅具有硬度大、耐磨性能好的特点；高岭土具有耐火性、耐酸、耐碱的性能；硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热的特点。采用以上混合物作为耐高温添加剂能够提高覆膜砂的耐高温性能。
2、添加的热塑性酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，能够提高覆膜砂的耐磨性、耐油性和耐腐蚀性。
3、本发明中添加的树脂粘结剂无毒无害，不会挥发有毒物质，粘接性能好，还具有不吸潮、耐腐蚀、耐老化的优点，能够进一步提高覆膜砂的耐候性。
本发明的目的之二是提供一种本发明目的之一的覆膜砂的制备工艺。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种覆膜砂的制备工艺，包括如下步骤：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入白云石粉、磺化木质素纤维、热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌，得到混合物B；
C、在混合物B中加入树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入原砂，混合后倒入混炼机中混炼，得到混合物D；
E、将混合物D经过过筛后，即得到覆膜砂；
其中：按重量份计，原砂70-100份、树脂粘结剂20-40份、白云石粉20-30份、磺化木质素纤维5-10份、热塑性酚醛树脂10-20份、耐高温添加剂7-42份。
更进一步的，步骤B中搅拌釜转速为80-150转/分，搅拌时间为10min-30min。
更进一步的，步骤D中混炼温度为55℃-70℃，混炼时间为20min-50min。
更进一步的，步骤E中混合物D经过100-200目筛过筛。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明覆膜砂的制备工艺中，步骤A是将耐高温添加剂碾碎成粉末进行混合，便于后续反应；步骤B是将步骤A得到的粉末混合物A与三种添加剂进行充分混合，高速搅拌提高了混合的均匀性；步骤C是通过树脂粘结剂将混合物B中的物质粘接为一体，便于后续进一步加工；步骤D是通过混炼机将原砂与混合物C充分混合；步骤E是通过筛分后去除大颗粒杂质。
2、本发明采用的制备工艺操作简单，成本低，能够确保原料中各组份充分混合。通过本发明制备工艺制得的覆膜砂强度高、抗拉强度高，有效的提高了覆膜砂的稳定性。试验测得本发明制备的覆膜砂抗弯强度在9.1-9.8MPa，灼烧减量在0.8％-1.2％，性能远远超过普通覆膜砂。本发明覆膜砂制备工艺能够适应铸铝、制芯的规模化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
按重量份计称取原料，按照如下方法制备覆膜砂：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入20份白云石粉、5份磺化木质素纤维、10份热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌10min，得到混合物B，其中，搅拌釜转速为80转/分；
C、在混合物B中加入20份树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入70原砂，混合后倒入混炼机中混炼20min，得到混合物D，其中，混炼温度为55℃；
E、将混合物D经过100目筛过筛后，即得到覆膜砂。
其中，耐高温添加剂为5份白炭黑、3份碳化硅；树脂粘结剂包括32％增粘树脂、31％聚醋酸乙烯酯、21％氨丙基三乙氧基硅烷、8％聚乙烯蜡以及8％紫外线吸收剂；原砂采用石英砂。
实施例2
按重量份计称取原料，按照如下方法制备覆膜砂：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入30份白云石粉、10份磺化木质素纤维、20份热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌30min，得到混合物B，其中，搅拌釜转速为150转/分；
C、在混合物B中加入40份树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入100份原砂，混合后倒入混炼机中混炼50min，得到混合物D，其中，混炼温度为70℃；
E、将混合物D经过200目筛过筛后，即得到覆膜砂。
其中，耐高温添加剂为8份碳化硅、12份高岭土和10份硅藻土；树脂粘结剂包括32％增粘树脂、26％聚醋酸乙烯酯、17％氨丙基三乙氧基硅烷、12％聚乙烯蜡以及13％紫外线吸收剂；原砂采用硅砂、锆英砂的混合砂。
实施例3
按重量份计称取原料，按照如下方法制备覆膜砂：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入22份白云石粉、6份磺化木质素纤维、12份热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌15min，得到混合物B，其中，搅拌釜转速为90转/分；
C、在混合物B中加入25份树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入75份原砂，混合后倒入混炼机中混炼30min，得到混合物D，其中，混炼温度为58℃；
E、将混合物D经过100目筛过筛后，即得到覆膜砂。
其中，耐高温添加剂为7份白炭黑、7份高岭土和5份硅藻土；树脂粘结剂包括29％增粘树脂、31％聚醋酸乙烯酯、21％氨丙基三乙氧基硅烷、12％聚乙烯蜡以及7％紫外线吸收剂；原砂采用硅砂、陶粒砂的混合砂。
实施例4
按重量份计称取原料，按照如下方法制备覆膜砂：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入28份白云石粉、9份磺化木质素纤维、18份热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌25min，得到混合物B，其中，搅拌釜转速为105转/分；
C、在混合物B中加入35份树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入90份原砂，混合后倒入混炼机中混炼40min，得到混合物D，其中，混炼温度为68℃；
E、将混合物D经过200目筛过筛后，即得到覆膜砂。
其中，耐高温添加剂为10份白炭黑、7份碳化硅、10份高岭土和9份硅藻土；树脂粘结剂包括28％增粘树脂、31％聚醋酸乙烯酯、18％氨丙基三乙氧基硅烷、11％聚乙烯蜡以及12％紫外线吸收剂；原砂采用石英砂、陶粒砂的混合砂。
实施例5
按重量份计称取原料，按照如下方法制备覆膜砂：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入24份白云石粉、7份磺化木质素纤维、14份热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌22min，得到混合物B，其中，搅拌釜转速为126转/分；
C、在混合物B中加入32份树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入80份原砂，混合后倒入混炼机中混炼26min，得到混合物D，其中，混炼温度为60℃；
E、将混合物D经过150目筛过筛后，即得到覆膜砂。
其中，耐高温添加剂为9份白炭黑、5份碳化硅、9份高岭土和6份硅藻土；树脂粘结剂包括31％增粘树脂、29％聚醋酸乙烯酯、19％氨丙基三乙氧基硅烷、9％聚乙烯蜡以及12％紫外线吸收剂；原砂采用石英砂、锆英砂、陶粒砂的混合砂。
实施例6
按重量份计称取原料，按照如下方法制备覆膜砂：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入25份白云石粉、8份磺化木质素纤维、15份热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌20min，得到混合物B，其中，搅拌釜转速为140转/分；
C、在混合物B中加入30份树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入85份原砂，混合后倒入混炼机中混炼35min，得到混合物D，其中，混炼温度为62℃；
E、将混合物D经过200目筛过筛后，即得到覆膜砂。
其中，耐高温添加剂为8份白炭黑、6份碳化硅、8份高岭土和7份硅藻土；树脂粘结剂包括30％增粘树脂、30％聚醋酸乙烯酯、20％氨丙基三乙氧基硅烷、10％聚乙烯蜡以及10％紫外线吸收剂；原砂采用硅砂、石英砂、锆英砂、陶粒砂的混合砂。
按照GB/T8583-2008的标准对本发明实施例1-实施例6制得覆膜砂进行抗弯强度和灼烧减量进行试验，并与普通的覆膜砂进行比较，得到数据如下表：
抗弯强度(MPa) 灼烧减量(％)
普通覆膜砂 7.5 2.8
实施例1 9.5 1.1
实施例2 9.4 1.1
实施例3 9.5 1.0
实施例4 9.3 0.9
实施例5 9.1 1.2
实施例6 9.8 0.8
由以上表格数据可知，通过本发明制备的覆膜砂在抗弯强度和灼烧减量这两种性能上均强于普通覆膜砂，其中，实施例6制得的覆膜砂能够达到最佳效果。
本发明采用的原料能够提高覆膜砂的耐高温性能、耐磨性和耐候性，本发明采用的制备工艺操作简单，成本低，能够确保原料中各组份充分混合。通过本发明制备工艺制得的覆膜砂强度高、抗拉强度高，有效的提高了覆膜砂的稳定性。试验测得本发明制备的覆膜砂抗弯强度在9.1-9.8MPa，灼烧减量在0.8％-1.2％，性能远远超过普通覆膜砂。本发明覆膜砂制备工艺能够适应铸铝、制芯的规模化生产。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种覆膜砂，其特征在于，其原料按重量份包括：原砂70-100份、树脂粘结剂20-40份、白云石粉20-30份、磺化木质素纤维5-10份、热塑性酚醛树脂10-20份、耐高温添加剂7-42份；所述树脂粘结剂包括28％-32％增粘树脂、26％-31％聚醋酸乙烯酯、17％-21％氨丙基三乙氧基硅烷、8％-12％聚乙烯蜡以及7％-13％紫外线吸收剂。
2.根据权利要求1所述的覆膜砂，其特征在于，所述耐高温添加剂为白炭黑、碳化硅、高岭土和硅藻土中的至少两种。
3.根据权利要求2所述的覆膜砂，其特征在于，所述耐高温添加剂中白炭黑5-12份、碳化硅3-8份、高岭土6-12份和硅藻土4-10份。
4.根据权利要求1所述的覆膜砂，其特征在于，所述原砂为硅砂、石英砂、锆英砂、陶粒砂中的一种或多种。
5.一种权利要求1-4中任一项所述的覆膜砂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、将耐高温添加剂混合后倒入碾碎机中碾碎成粉末混合物A；
B、在粉末混合物A中加入白云石粉、磺化木质素纤维、热塑性酚醛树脂混合后倒入搅拌釜中进行高速搅拌，得到混合物B；
C、在混合物B中加入树脂粘结剂，混合后进行充分搅拌，得到混合物C；
D、在混合物C中加入原砂，混合后倒入混炼机中混炼，得到混合物D；
E、将混合物D经过过筛后，即得到覆膜砂；
其中：按重量份计，原砂70-100份、树脂粘结剂20-40份、白云石粉20-30份、磺化木质素纤维5-10份、热塑性酚醛树脂10-20份、耐高温添加剂7-42份。
6.根据权利要求5所述的覆膜砂的制备工艺，其特征在于，所述步骤B中搅拌釜转速为80-150转/分，搅拌时间为10min-30min。
7.根据权利要求6所述的覆膜砂的制备工艺，其特征在于，所述步骤D中混炼温度为55℃-70℃，混炼时间为20min-50min。
8.根据权利要求7所述的覆膜砂的制备工艺，其特征在于，所述步骤E中混合物D经过100-200目筛过筛。
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