CN110802196A - 一种型壳用硅溶胶粘结剂 - Google Patents

一种型壳用硅溶胶粘结剂 Download PDF

Info

Publication number
CN110802196A
CN110802196A CN201911005583.6A CN201911005583A CN110802196A CN 110802196 A CN110802196 A CN 110802196A CN 201911005583 A CN201911005583 A CN 201911005583A CN 110802196 A CN110802196 A CN 110802196A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silica sol
shell
sol binder
binder
auxiliary agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911005583.6A
Other languages
English (en)
Inventor
袁桂忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dfic Precision Casting Anhui Co Ltd
Original Assignee
Dfic Precision Casting Anhui Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dfic Precision Casting Anhui Co Ltd filed Critical Dfic Precision Casting Anhui Co Ltd
Priority to CN201911005583.6A priority Critical patent/CN110802196A/zh
Publication of CN110802196A publication Critical patent/CN110802196A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/186Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents contaming ammonium or metal silicates, silica sols

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种型壳用硅溶胶粘结剂,其组分及质量百分比为:碱性硅溶胶85‑90%,介孔二氧化硅纳米球0.6‑1.2%,氢氧化钙0.1‑0.2%,纳米纤维素0.3‑0.5%,分散助剂0.15‑0.25%,余量为水;所述分散助剂包括六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚‑2000、三乙醇胺。本发明的型壳用硅溶胶粘结剂既具有较快的干燥速度,能缩短层间干燥时间,提高型壳的生产效率,制壳周期短,制壳效率高,又能提高型壳的常温强度,而且残留强度低,易于清理,适合生产几何形状复杂的铸件。

Description

一种型壳用硅溶胶粘结剂
技术领域
本发明涉及熔模铸造粘结剂技术领域,尤其涉及一种型壳用硅溶胶粘结剂。
背景技术
熔模铸造型壳是由耐火材料、粘结剂和一些其他添加剂组成的,粘结剂直接影响着型壳以及铸件的质量,还有生产周期和成本,具有至关重要的作用。硅溶胶粘结剂具有良好的粘结性,使用方便,安全环保,得到广泛的应用。但是,普通硅溶胶粘结剂的制壳干燥速度较慢,制得的型壳常温强度低,制壳周期长,生产效率低。而且,普通硅溶胶粘结剂制得型壳的残留强度较高,型壳不易清理。这些因素限制了硅溶胶粘结剂在熔模精密铸造领域的推广应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种型壳用硅溶胶粘结剂,干燥速度快,制得的型壳常温强度高,制壳周期短,制壳效率高,而且残留强度低,易于清理。
本发明提出的一种型壳用硅溶胶粘结剂,其组分及质量百分比为:
碱性硅溶胶85-90%,介孔二氧化硅纳米球0.6-1.2%,氢氧化钙0.1-0.2%,纳米纤维素0.3-0.5%,分散助剂0.15-0.25%,余量为水;
所述分散助剂包括六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺,所述六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺的重量比为1:(0.2-0.3):(0.1-0.2)。
优选地,其组分及质量百分比为:碱性硅溶胶88%,介孔二氧化硅纳米球0.85%,氢氧化钙0.15%,纳米纤维素0.4%,分散助剂0.6%,余量为水。
优选地,所述分散助剂中,六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺的重量比为1:0.25:0.15。
优选地,所述碱性硅溶胶的固含量为30-35%,胶粒直径为10-10.5nm,pH为9.5-10。
优选地,所述介孔二氧化硅纳米球的粒径为100-200nm,比表面积为500-1000m2/g。
优选地,所述纳米纤维素的直径为20-50nm,长度为200-500nm。
优选地,型壳用硅溶胶粘结剂制备方法如下:
S1、先将分散助剂在水中充分溶解,然后加入介孔二氧化硅纳米球和纳米纤维素分散均匀,再加入氢氧化钙搅拌均匀,得到混悬液;
S2、将步骤S1得到的混悬液与碱性硅溶胶混合搅拌均匀,即得型壳用硅溶胶粘结剂。
优选地,型壳用硅溶胶粘结剂制备方法如下:
S1、先将分散助剂在水中充分溶解,然后加入介孔二氧化硅纳米球和纳米纤维素,超声分散5-15min,再加入氢氧化钙,在400-800r/min的条件下搅拌0.5-1h,得到混悬液;
S2、将步骤S1得到的混悬液在搅拌条件下滴加入碱性硅溶胶中,搅拌转速为600-1000r/min,滴加时间为10-20min,滴加完毕即得型壳用硅溶胶粘结剂。
本发明的有益效果如下:
本发明的型壳用硅溶胶粘结剂包括下述原料:碱性硅溶胶,介孔二氧化硅纳米球,氢氧化钙,纳米纤维素,分散助剂,水。分散助剂包括六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺。其中,氢氧化钙能释放Ca2+,夺取Si-OH中的氢离子,形成硅氧烷(–Si–O–Si–)网络,促进硅溶胶粒子间的缩合反应,促进硅溶胶胶凝,介孔二氧化硅纳米球能利用毛细作用吸附硅溶胶中的水,促进硅溶胶脱水浓缩而发生胶凝,介孔二氧化硅纳米球与氢氧化钙配合,能更有效地促进粘结剂的胶凝,从而提高型壳的干燥速度,但是,胶凝速度过快会导致型壳的结构疏松,强度下降;纳米纤维素既能形成三维网络结构,与硅溶胶形成的三维网络结构交织,起到强化作用,提高型壳的常温强度,又能在型壳焙烧时烧失,降低型壳的残留强度,便于型壳清理;六偏磷酸钠能增加表面负电荷,提供静电斥力,聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺具有亲水长链,能提供空间位阻,六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺配合,能提高介孔二氧化硅纳米球、氢氧化钙、纳米纤维素在粘结剂体系中的分散作用,提高硅溶胶胶凝的均匀性,从而更好地提高型壳的常温强度。综上所述,本发明的型壳用硅溶胶粘结剂既具有较快的干燥速度,能缩短层间干燥时间,提高型壳的生产效率,制壳周期短,制壳效率高,又能提高型壳的常温强度,而且残留强度低,易于清理,适合生产几何形状复杂的铸件。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种型壳用硅溶胶粘结剂,其组分及质量百分比为:
碱性硅溶胶85%,介孔二氧化硅纳米球0.6%,氢氧化钙0.1%,纳米纤维素0.3%,分散助剂0.15%,余量为水。
实施例2
一种型壳用硅溶胶粘结剂,其组分及质量百分比为:
碱性硅溶胶85%,介孔二氧化硅纳米球0.6%,氢氧化钙0.1%,纳米纤维素0.3%,分散助剂0.15%,余量为水。
碱性硅溶胶的固含量为30%,胶粒直径为10nm,pH为9.5。
介孔二氧化硅纳米球的粒径为100nm,比表面积为500m2/g。
纳米纤维素的直径为20nm,长度为200nm。
分散助剂包括六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺,其中六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺的重量比为1:0.2:0.1。
制备方法如下:
S1、先将分散助剂在水中充分溶解,然后加入介孔二氧化硅纳米球和纳米纤维素,超声分散5min,再加入氢氧化钙,在400r/min的条件下搅拌0.5h,得到混悬液;
S2、将步骤S1得到的混悬液在搅拌条件下滴加入碱性硅溶胶中,搅拌转速为600r/min,滴加时间为10min,滴加完毕即得型壳用硅溶胶粘结剂。
实施例3
一种型壳用硅溶胶粘结剂,其组分及质量百分比为:
碱性硅溶胶88%,介孔二氧化硅纳米球0.85%,氢氧化钙0.15%,纳米纤维素0.4%,分散助剂0.6%,余量为水。
碱性硅溶胶的固含量为32%,胶粒直径为10nm,pH为10。
介孔二氧化硅纳米球的粒径为100nm,比表面积为600m2/g。
纳米纤维素的直径为30nm,长度为450nm。
分散助剂包括六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺,其中六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺的重量比为1:0.25:0.15。
制备方法如下:
S1、先将分散助剂在水中充分溶解,然后加入介孔二氧化硅纳米球和纳米纤维素,超声分散10min,再加入氢氧化钙,在600r/min的条件下搅拌0.5h,得到混悬液;
S2、将步骤S1得到的混悬液在搅拌条件下滴加入碱性硅溶胶中,搅拌转速为800r/min,滴加时间为15min,滴加完毕即得型壳用硅溶胶粘结剂。
试验例
用实施例2-3制得的硅溶胶粘结剂与普通硅溶胶粘结剂分组制作型壳材料,普通硅溶胶粘结剂的成分为碱性硅溶胶,其固含量为30%,胶粒直径为10nm,pH为9.5。各层涂料配比如表1所示:
表1各层涂料配比(重量)
石英粉 莫来石粉 消泡剂 润湿剂 粘结剂
面层 35 - 0.05 0.05 10
过渡层 30 - - - 10
加固层 - 15 - - 10
封浆层 - 15 - - 10
面层撒砂采用100目莫来石砂,过渡层撒砂采用50目莫来石砂,加固层撒砂采用20目莫来石砂。
将各组制得的型壳材料按照HB5352.1-86《熔模铸造型壳抗弯强度测量方法》进行强度测试,其中常温强度测试采取在110℃保温2h后的试样;残留强度测试采取在1500℃保温1h后冷却的试样。层间干燥时间以涂挂下一层时可顺利涂挂为标准。测试结果如表2所示:
表2型壳材料性能测试结果
Figure BDA0002242656000000051
由此可见,采用本发明粘结剂制得的型壳常温强度高,制壳周期短,而且残留强度低,易于清理。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,其组分及质量百分比为:
碱性硅溶胶85-90%,介孔二氧化硅纳米球0.6-1.2%,氢氧化钙0.1-0.2%,纳米纤维素0.3-0.5%,分散助剂0.15-0.25%,余量为水;
所述分散助剂包括六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺,所述六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺的重量比为1:(0.2-0.3):(0.1-0.2)。
2.根据权利要求1所述的型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,其组分及质量百分比为:碱性硅溶胶88%,介孔二氧化硅纳米球0.85%,氢氧化钙0.15%,纳米纤维素0.4%,分散助剂0.6%,余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,所述分散助剂中,六偏磷酸钠、聚乙二醇单甲醚-2000、三乙醇胺的重量比为1:0.25:0.15。
4.根据权利要求1-3任一项所述的型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,所述碱性硅溶胶的固含量为30-35%,胶粒直径为10-10.5nm,pH为9.5-10。
5.根据权利要求1-4任一项所述的型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,所述介孔二氧化硅纳米球的粒径为100-200nm,比表面积为500-1000m2/g。
6.根据权利要求1-5任一项所述的型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,所述纳米纤维素的直径为20-50nm,长度为200-500nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,制备方法如下:
S1、先将分散助剂在水中充分溶解,然后加入介孔二氧化硅纳米球和纳米纤维素分散均匀,再加入氢氧化钙搅拌均匀,得到混悬液;
S2、将步骤S1得到的混悬液与碱性硅溶胶混合搅拌均匀,即得型壳用硅溶胶粘结剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的型壳用硅溶胶粘结剂,其特征在于,制备方法如下:
S1、先将分散助剂在水中充分溶解,然后加入介孔二氧化硅纳米球和纳米纤维素,超声分散5-15min,再加入氢氧化钙,在400-800r/min的条件下搅拌0.5-1h,得到混悬液;
S2、将步骤S1得到的混悬液在搅拌条件下滴加入碱性硅溶胶中,搅拌转速为600-1000r/min,滴加时间为10-20min,滴加完毕即得型壳用硅溶胶粘结剂。
CN201911005583.6A 2019-10-22 2019-10-22 一种型壳用硅溶胶粘结剂 Pending CN110802196A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911005583.6A CN110802196A (zh) 2019-10-22 2019-10-22 一种型壳用硅溶胶粘结剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911005583.6A CN110802196A (zh) 2019-10-22 2019-10-22 一种型壳用硅溶胶粘结剂

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110802196A true CN110802196A (zh) 2020-02-18

Family

ID=69488816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911005583.6A Pending CN110802196A (zh) 2019-10-22 2019-10-22 一种型壳用硅溶胶粘结剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110802196A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1414054A (zh) * 2002-09-16 2003-04-30 章浩龙 一种硅溶胶粘结剂及其制造方法
CN1438082A (zh) * 2002-09-16 2003-08-27 章浩龙 一种硅溶胶粘结剂及其制造方法
CN1907851A (zh) * 2005-08-02 2007-02-07 日产化学工业株式会社 有机溶剂分散二氧化硅溶胶及其制造方法
CN101885036A (zh) * 2010-06-25 2010-11-17 武汉市智发科技开发有限公司 增强快干硅溶胶的改性配方
CN102585623A (zh) * 2012-03-14 2012-07-18 沈阳顺风新城建筑材料有限公司 一种纳米介孔二氧化钛/纳米硅溶胶涂料及其制备方法
CN102921880A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 徐州鹏举金鱼草工艺品有限公司 铸铁件消失铸造模用水基涂料
CN104399874A (zh) * 2014-12-01 2015-03-11 上海交通大学 用于镁合金熔模精密铸造的六方氮化硼型壳面层涂料
CN106363131A (zh) * 2016-09-21 2017-02-01 上海万泽精密铸造有限公司 钛合金铸造用陶瓷型壳面层改性的方法
CN107598076A (zh) * 2017-08-01 2018-01-19 安徽霍山科皖特种铸造有限责任公司 一种熔模铸造陶瓷型壳用硅溶胶粘结剂的制备方法
CN108047849A (zh) * 2017-12-21 2018-05-18 金华联创塑粉科技有限公司 一种低甲醛环保型涂料及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1414054A (zh) * 2002-09-16 2003-04-30 章浩龙 一种硅溶胶粘结剂及其制造方法
CN1438082A (zh) * 2002-09-16 2003-08-27 章浩龙 一种硅溶胶粘结剂及其制造方法
CN1907851A (zh) * 2005-08-02 2007-02-07 日产化学工业株式会社 有机溶剂分散二氧化硅溶胶及其制造方法
CN101885036A (zh) * 2010-06-25 2010-11-17 武汉市智发科技开发有限公司 增强快干硅溶胶的改性配方
CN102585623A (zh) * 2012-03-14 2012-07-18 沈阳顺风新城建筑材料有限公司 一种纳米介孔二氧化钛/纳米硅溶胶涂料及其制备方法
CN102921880A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 徐州鹏举金鱼草工艺品有限公司 铸铁件消失铸造模用水基涂料
CN104399874A (zh) * 2014-12-01 2015-03-11 上海交通大学 用于镁合金熔模精密铸造的六方氮化硼型壳面层涂料
CN106363131A (zh) * 2016-09-21 2017-02-01 上海万泽精密铸造有限公司 钛合金铸造用陶瓷型壳面层改性的方法
CN107598076A (zh) * 2017-08-01 2018-01-19 安徽霍山科皖特种铸造有限责任公司 一种熔模铸造陶瓷型壳用硅溶胶粘结剂的制备方法
CN108047849A (zh) * 2017-12-21 2018-05-18 金华联创塑粉科技有限公司 一种低甲醛环保型涂料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈文静等: "杂化介孔二氧化硅溶胶的制备及表征 ", 《湖南工业大学学报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023553454A (ja) 霧化コア用ナノ多孔質セラミックス及びその製造方法
CN112301508B (zh) 一种二氧化硅气凝胶复合保温面料及其制备方法
CN108097866B (zh) 一种提高无机粘结剂砂强度的方法
CN115433018B (zh) 一种碳化硅陶瓷片及其制备方法
CN110357642A (zh) 光固化3d打印用浆料、制备方法及氮化硅陶瓷
CN110655379A (zh) 一种纳米复合隔热板及其制备方法
CN110802196A (zh) 一种型壳用硅溶胶粘结剂
CN101786139A (zh) 一种聚合物改性的硅溶胶及其制造方法
CN118109682A (zh) 一种球团用红矿复合土
CN113443901A (zh) 高强度氧化铝泡沫陶瓷及其制备方法
CN111018552A (zh) 一种高度均一性纳米微孔隔热板及其制备方法
CN110526586A (zh) 一种低密度空心玻璃微珠的制备方法
CN111499295B (zh) 一种高抗水吸附性能的蒸养水泥基材料及其制备方法
CN115321940B (zh) 一种改性水玻璃结合白刚玉砂型模具的制备方法
CN107791274B (zh) 一种机器人手腕体及其制备方法
CN114669717B (zh) 一种改性硅溶胶及其制备方法和用途
CN107721432A (zh) 一种碳化硅陶瓷材料的制备方法
CN114213842B (zh) 一种激光烧结玻璃微球尼龙复合粉末
CN114835952B (zh) 一种石墨烯-氮化硅杂化气凝胶及其制备方法和环氧树脂基复合材料及其制备方法
CN114012029B (zh) 一种氨基树脂改性硅溶胶及其制备方法
CN117263599B (zh) 一种耐折型硅基硬质保温材料及其制备方法
JP3989250B2 (ja) 成形用材料の製造方法、成形体の製造方法、焼結体の製造方法、成形用材料および成形体
CN115319018B (zh) 一种钇溶胶及其制备方法
JP7511297B2 (ja) フレキシブルゾルゲル研磨用ブロックの製造方法
CN115784671B (zh) 一种机制砂生产过程中尾渣制备免烧砖的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200218