CN108526385B - 一种消除静电覆膜砂及其制备方法 - Google Patents

一种消除静电覆膜砂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明得到的消除静电覆膜砂，减少了覆膜砂的分层现象，粒度分布更加均匀；提高了覆膜砂的流动性，使覆膜砂在制芯过程中增加了充型能力，降低了砂芯疏松、缺块等缺陷的产生几率，从而增加了铸件成品率，降低了生产成本，也消除了覆膜砂使用过程中静电对人体的危害。本发明的消除静电覆膜砂的制备方法，根据原料组成，适时调整制备工艺，先以酚醛树脂和抗静电剂共混，再加入至加热后的原砂中可以使酚酸树脂覆膜效果优异，且消除酚醛树脂与原砂共混过程中产生的静电，使生产的覆膜砂粒度分布和流动性能好。增加导电装置导出覆膜砂产品中的静电，可以使抗静电剂还没有产生作用是产生的静电得以及时消除。

Description

一种消除静电覆膜砂及其制备方法
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种消除静电覆膜砂及其制备方法。
背景技术
现有的覆膜砂生产主要是通过原砂与热塑性酚酸树脂加热共混，在固化剂的作用下，树脂包裹在砂粒表面，经破碎、冷却后成为铸造用覆膜砂。
但是，在生产覆膜砂的过程中，由于砂粒之间的摩擦作用，以及生产过程中产生的余热作用下，覆膜砂表面产生带点电子，这些电子不能及时排出，会残留在覆膜砂表面形成静电。而静电的存在会使覆膜砂的流动性变差、粒度分布不均，对覆膜砂产品的检测和生产使用造成了诸多不良影响
发明内容
基于以上问题，本发明的其一目的是提供一种可以消除静电的覆膜砂。
再一目的是提供所述消除静电覆膜砂的制备方法。
本发明的技术方案为：
本发明提供一种消除静电覆膜砂，包括以下重量份原料：100份原砂、1-2份酚醛树脂、1-1.5份固化剂、0.1-0.2份润滑剂；
以及添加酚醛树脂质量10-30％的抗静电剂。
酚醛树脂优选热塑性酚醛树脂。所述润滑剂优选为硬脂酸钙。
所述原砂优选为硅砂，硅油加入与抗静电剂结合的消除静电效果最好。
在生产覆膜砂的原料组分中，添加适量抗静电剂，可以消除由于酚醛树脂在与原砂共混的过程中因摩擦等原因产生的静电，添加量是综合消除静电作用以及酚醛树脂在原砂上的覆膜效果决定的。抗静电剂添加量过少，其消除静电效果差；添加量过多，会影响酚醛树脂的覆膜效果，对最终覆膜砂的使用性能产生不好的影响。
加入抗静电剂，并先以抗静电剂与酚醛树脂共混，在树脂表层形成细微的层状分布，构成导电性表层，内部形成球状分布，形成“芯壳结构”，并以此为通路泄露静电荷。
进一步的，本发明的消除静电覆膜砂，原料还包括0.1-0.5份硅油。硅油又称聚硅氧烷，加入硅油共混，湿润覆膜砂表面，且不影响覆膜砂流动性，硅油的润滑和疏水性可以减少覆膜砂之间的摩擦，避免产生过多的静电。加入硅油作为进一步消除静电作用的原料组分，一部分是考虑其疏水和润滑效果，还考虑其加入后不进一步引入其他成分杂质，不会对覆膜砂的使用性能产生不好的影响。且硅油与阳离子型表面活性剂作为抗氧化剂的组分结合使用，消除静电的效果优异。
优选的，本发明的消除静电覆膜砂，所述固化剂为乌洛托品水溶液，乌洛托品与水的重量比为1:2.5-3.5。
优选的，本发明的消除静电覆膜砂，所述抗静电剂为季铵盐类表面活性剂。
本发明提供所述的消除静电覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂和抗静电剂混合均匀，得到酚醛树脂和抗静电剂混合物；
(2)将原砂加热，加入酚醛树脂和抗静电剂混合物，搅拌均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入固化剂搅拌均匀后，加入硬脂酸钙，原料还包括硅油时，同时加入硅油，搅拌均匀，得到覆膜砂初砂；
(4)将所述覆膜砂初砂经破碎、冷却和筛分后，完成所述消除静电覆膜砂制备。
根据本发明的消除静电覆膜砂的制备方法，还包括步骤(5)，通过导电装置，将消除静电覆膜砂中产生的静电导出，进一步消除在生产覆膜砂过程中由于摩擦以及热能作用没有完全消除的静电，完成所述消除静电覆膜砂的制备。
根据本发明的消除静电覆膜砂的制备方法，在步骤(2)中，加热的目标温度为130-160℃。
根据本发明的消除静电覆膜砂的制备方法，在步骤(2)中，搅拌时间为10-30s。
根据本发明的消除静电覆膜砂的制备方法，在步骤(3)中，加入固化剂后搅拌时间为3-10s，加入硬脂酸钙，包括硅油时同时加入硅油后，搅拌时间为1-5s。
根据本发明的消除静电覆膜砂的制备方法，在步骤(4)中，将所述覆膜初砂冷却至50℃以下。
根据本发明的消除静电覆膜砂的制备方法。在步骤(5)中，在储砂仓中设置导电装置，将覆膜砂中的静电导出。
本发明的有益效果为：
本发明得到的消除静电覆膜砂，减少了覆膜砂的分层现象，粒度分布更加均匀；提高了覆膜砂的流动性，使覆膜砂在制芯过程中增加了充型能力，降低了砂芯疏松、缺块等缺陷的产生几率，从而增加了铸件成品率，降低了生产成本，也消除了覆膜砂使用过程中静电对人体的危害。
本发明的消除静电覆膜砂的制备方法，根据原料组成，适时调整制备工艺，先以酚醛树脂和抗静电剂共混，再加入至加热后的原砂中可以使酚酸树脂覆膜效果优异，且消除酚醛树脂与原砂共混过程中产生的静电，使生产的覆膜砂粒度分布和流动性能好。增加导电装置导出覆膜砂产品中的静电，可以使抗静电剂还没有产生作用是产生的静电得以及时消除。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
以下实施例以1份为1kg。
实施例1
本发明提供一种消除静电覆膜砂，包括以下重量份原料：100份硅砂、1份热塑性酚醛树脂、1.5份固化剂、0.1份硬脂酸钙；
以及添加酚醛树脂质量30％的抗静电剂；
所述固化剂为乌洛托品水溶液，乌洛托品与水的重量比为1:2.5。
所述消除静电覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂和抗静电剂混合均匀，得到酚醛树脂和抗静电剂混合物；
(2)将原砂加热至160℃，加入酚醛树脂和抗静电剂混合物，搅拌10s至混合均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入固化剂搅拌10s至混合均匀后，加入硬脂酸钙，原料还包括硅油时，同时加入硅油，搅拌1s至混合均匀，得到覆膜砂初砂；
(4)将所述覆膜砂初砂经破碎、筛分和冷却至50℃以下后，完成所述消除静电覆膜砂制备。
实施例2
本发明提供一种消除静电覆膜砂，包括以下重量份原料：100份硅砂、2份热塑性酚醛树脂、1份固化剂、0.2份硬脂酸钙、0.1份硅油；
以及添加酚醛树脂质量10％的抗静电剂；
所述固化剂为乌洛托品水溶液，乌洛托品与水的重量比为1:3.5。
所述消除静电覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂和抗静电剂混合均匀，得到酚醛树脂和抗静电剂混合物；
(2)将原砂加热至130℃，加入酚醛树脂和抗静电剂混合物，搅拌30s至混合均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入固化剂搅拌3s至混合均匀后，加入硬脂酸钙，原料还包括硅油时，同时加入硅油，搅拌5s至混合均匀，得到覆膜砂初砂；
(4)将所述覆膜砂初砂经破碎、筛分和冷却至50℃以下；
(5)在储砂仓中设置导电装置，将消除静电覆膜砂中产生的静电导出，完成所述消除静电覆膜砂制备。
实施例3
本发明提供一种消除静电覆膜砂，包括以下重量份原料：100份硅砂、1.5份热塑性酚醛树脂、1.2份固化剂、0.5份硬脂酸钙、0.2份硅油；
以及添加酚醛树脂质量20％的抗静电剂；
所述固化剂为乌洛托品水溶液，乌洛托品与水的重量比为1:3。
所述消除静电覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂和抗静电剂混合均匀，得到酚醛树脂和抗静电剂混合物；
(2)将原砂加热至150℃，加入酚醛树脂和抗静电剂混合物，搅拌20s至混合均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入固化剂搅拌5s至混合均匀后，加入硬脂酸钙，原料还包括硅油时，同时加入硅油，搅拌3s至混合均匀，得到覆膜砂初砂；
(4)将所述覆膜砂初砂经破碎、筛分和冷却至50℃以下；
(5)在储砂仓中设置导电装置，将消除静电覆膜砂中产生的静电导出，完成所述消除静电覆膜砂制备。
实施例4
本发明提供一种消除静电覆膜砂，包括以下重量份原料：100份硅砂、2份热塑性酚醛树脂、1.5份固化剂、0.2份硬脂酸钙、0.5份硅油；
以及添加酚醛树脂质量30％的抗静电剂；
所述固化剂为乌洛托品水溶液，乌洛托品与水的重量比为1:3。
所述消除静电覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂和抗静电剂混合均匀，得到酚醛树脂和抗静电剂混合物；
(2)将原砂加热至140℃，加入酚醛树脂和抗静电剂混合物，搅拌30s至混合均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入固化剂搅拌10s至混合均匀后，加入硬脂酸钙，原料还包括硅油时，同时加入硅油，搅拌5s至混合均匀，得到覆膜砂初砂；
(4)将所述覆膜砂初砂经破碎、筛分和冷却至50℃以下；
(5)在储砂仓中设置导电装置，将消除静电覆膜砂中产生的静电导出，完成所述消除静电覆膜砂制备。
本发明制得的所述消除静电覆膜砂与普通覆膜砂的性能参数对比如表1所示：
表1
检测项目 普通覆膜砂 消除静电覆膜砂
抗拉强度/MPa 5.0 5.4
流动性/(s/50g) 35 40
堆积密度/(g/ml) 1.58 1.62
表面电阻/Ω 10<sup>16</sup> 10<sup>3</sup>
由表1可以看出，本发明的消除静电覆膜砂与普通覆膜砂相比，表面电阻大大减小，抗拉强度、流动性和堆积密度参数都有显著提高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种消除静电覆膜砂，其特征在于，由以下重量份原料组成：100份原砂、1-2份酚醛树脂、1-1.5份固化剂、0.1-0.2份润滑剂、0.1-0.5份硅油；
以及添加酚醛树脂质量10-30％的抗静电剂，所述抗静电剂为季铵盐类表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的消除静电覆膜砂，其特征在于，所述固化剂为乌洛托品水溶液，乌洛托品与水的重量比为1:2.5-3.5。
3.权利要求1或2所述的消除静电覆膜砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂和抗静电剂混合均匀，得到酚醛树脂和抗静电剂混合物；
(2)将原砂加热，加入酚醛树脂和抗静电剂混合物，搅拌均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入固化剂搅拌均匀后，加入润滑剂硬脂酸钙，同时加入硅油，搅拌均匀，得到覆膜砂初砂；
(4)将所述覆膜砂初砂经破碎、筛分和冷却后，完成所述消除静电覆膜砂制备。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤(5)，通过导电装置，将消除静电覆膜砂中产生的静电导出，完成所述消除静电覆膜砂的制备。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，加热的目标温度为130-160℃。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，搅拌时间为10-30s，在步骤(3)中，加入固化剂后搅拌时间为3-10s，加入硬脂酸钙，加入硅油后，搅拌时间为1-5s。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，将所述覆膜初砂冷却至50℃以下。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，在储砂仓中设置导电装置，将覆膜砂中的静电导出。
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