CN115555512A - 一种防潮防结块覆膜砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及覆膜砂生产技术领域,尤其涉及一种防潮防结块覆膜砂,包括原砂、树脂、固化剂、润滑剂,以及有机硅憎水剂。本发明还涉及一种防潮防结块覆膜砂的制备方法,包括以下制备步骤:将原砂加热到130‑150℃后倒入混砂机中,按比例加入树脂搅拌25‑40s,加入固化剂搅拌35‑55s,加入润滑剂搅拌25‑55s;将固化后的覆膜砂进入破碎筛机破碎后,再次进入搅拌混砂机内,加入有机硅憎水剂,搅拌15‑25s后,可得到防潮覆膜砂。本发明采用液态有机硅憎水剂,具有微膨胀的特性,可在覆膜砂表面生成憎水高分子化合物,进而形成憎水性能优异网状有机硅树脂膜;同时制备的覆膜砂为双层覆膜结构,有机硅憎水膜覆盖在树脂膜之上,进一步增强了覆膜砂的防水性。
Description
技术领域
本发明涉及覆膜砂生产技术领域,尤其涉及一种防潮防结块覆膜砂及其制备方法。
背景技术
覆膜砂是砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂,其种类丰富,包括离心铸造用覆膜砂、激冷覆膜砂、湿态覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆膜砂等,多用于铸钢件、铸铁件,也是汽车、拖拉机、液压件等最佳造型材料之一。
中国的覆膜砂技术始于20世纪50年代中期,60年代曾经一度停用。进入80年代,由于汽车工业的迅速发展和机械产品出口的需要,对铸件的质量提出了更高的要求,从而促进了覆膜砂生产和应用技术的快速发展。1986年济南铸造锻压技术研究所首先开发出了新型覆膜砂生产技术,树脂加入量由80年代初的6~10%下降到3~4%,接近同期国际先进水平。90年代初期全国各地的覆膜砂厂迅速发展起来,新产品、新技术不断涌现,到21世纪,我国覆膜砂行业的年产销量已经达到90万吨以上,广泛用于汽车缸体、缸盖、进气歧管,各类管件、泵体等各种复杂铸件的生产。
在铸造生产中,铸件粘砂是铸件不合格的主要原因之一。这是由于覆膜砂特殊的物理特性,极易吸收空气中的水汽,形成粘砂;同时,砂芯空隙率高,不够密实,导致铁水渗入空隙中,形成粘砂。为了避免这些问题,目前市场现有的覆膜砂只能现制作现使用,室温条件下停留时间不得超过4小时,在高温高湿的环境中保存不超过半小时,否则就会吸湿结块,性能衰减巨大,不能使用。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种防潮防结块覆膜砂及其制备方法。
一方面,本发明提供一种防潮防结块覆膜砂,由以下重量份数的原料组成:原砂1000份、粘结剂15-35份、固化剂6-15份;润滑剂1-2.5份,有机硅憎水剂1.5-2.5份。
进一步地,原砂是硅砂、石英砂、宝珠砂、锆英砂、陶粒砂中的一种或多种混合构成的混合物。
进一步地,粘结剂为铸造用酚醛树脂,所述固化剂为乌洛托品水溶液,润滑剂为硬脂酸钙。
更进一步地,乌洛托品水溶液中乌洛托品的质量分数为25%。
进一步地,有机硅憎水剂为液态有机硅憎水剂。
另一方面,本发明还提供一种防潮防结块覆膜砂的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取原砂,加热后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂搅拌,加入固化剂搅拌,加入润滑剂搅拌;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)将破碎后的覆膜砂再次倒入混砂机内,加入有机硅憎水剂,搅拌;
(5)冷却筛分,包装。
进一步地,步骤(1)加热温度为130-150℃。
进一步地,步骤(2)加入粘结剂搅拌时间为25-40s,加入固化剂搅拌时间为35-55s,加入润滑剂搅拌为25-55s。
进一步地,步骤(4)所述搅拌时间为15-25s,所述混砂机转速为50-150r/min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明的一种防潮防结块覆膜砂,加入的液态有机硅憎水剂,其分子结构中的硅醇基能与硅酸盐材料--原砂中的硅醇基发生脱水交联反应,从而增加覆膜砂的砂芯密实度,减少铁水渗入;液态有机硅憎水剂具有微膨胀的特性,可在覆膜砂表面生成一层几个分子厚的不溶性的憎水高分子化合物,进而形成防水性能优异网状的有机硅树脂膜,具有良好防水性能;液态有机硅憎水剂添加量过多时会降低覆膜砂的强度,提高覆膜砂的熔点,阻碍覆膜砂成型,而液态有机硅憎水剂添加量较少会导致覆膜砂表面憎水剂附着不均,防水效果不佳,本发明中添加憎水剂的剂量合理,使得制备的覆膜砂具有良好的防潮防结块性能。
2.本发明制备的一种防潮防结块覆膜砂,控制原料的添加顺序和反应时间,将固化后的覆膜砂破碎后再与有机硅憎水剂混合搅拌,将有机硅憎水膜覆盖在树脂膜之上,制备出具有双层覆膜结构的覆膜砂,使其难以吸水巢结,进一步增强了覆膜砂的防潮防结块特性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例,对本发明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
一种防潮防结块覆膜砂,各原材料按照重量份数进行配料,其中原砂为50/100内蒙硅砂1000g、粘结剂酚醛树脂25g、固化剂25%乌洛托品水溶液10g;润滑剂硬质酸钙1.5g,液态有机硅憎水剂1.5g。
制备过程如下:
(1)称取原砂,加热到140℃后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂酚醛树脂,搅拌30s,加入固化剂乌洛托品水溶液搅拌40s,加入润滑剂硬质酸钙搅拌40s;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)将破碎后的覆膜砂再次倒入混砂机内,加入液态有机硅憎水剂,搅拌20s;
(5)冷却筛分,包装。
将上述原料重量份数组成以及制作方法所制得的防潮防结块覆膜砂进行吸湿性试验,试验时将上述防潮防结块覆膜砂置于恒温箱中,温度设置为50℃,并在恒温箱中放置一杯水,使其湿度为90%,测定不同时间覆膜砂的性能。其性能指标如表1。
由表1可知,本实施例制备的覆膜砂保存时间长,防水效果好,防潮防结块的性能显著。
表1防潮防结块覆膜砂性能试验
实施例2
一种防潮防结块覆膜砂,各原材料按照重量份数进行配料,其中原砂为内蒙50/100硅砂1000g、粘结剂为酚醛树脂25g、固化剂25%乌洛托品水溶液10g;润滑剂为硬质酸钙1.5g,液态有机硅憎水剂2.0g。
制备过程如下:
(1)称取原砂,加热到140℃后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂酚醛树脂,搅拌30s,加入固化剂乌洛托品水溶液搅拌40s,加入润滑剂硬质酸钙搅拌40s;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)将破碎后的覆膜砂再次倒入混砂机内,加入液态有机硅憎水剂,搅拌20s;
(5)冷却筛分,包装。
将上述原料重量份数组成以及制作方法所制得的防潮防结块覆膜砂进行吸湿性试验,试验时将上述防潮防结块覆膜砂置于恒温箱中,温度设置为45度,并在恒温箱中放置一杯水,使其湿度为80%,测定不同时间覆膜砂的性能。其性能指标如表2。
由表2可知,本实施例制备的覆膜砂保存时间长,防水效果好,防潮防结块的性能显著。
表2防潮防结块覆膜砂性能试验
实施例3
一种防潮防结块覆膜砂,各原材料按照重量份数进行配料,其中原砂为内蒙50/100硅砂1000g、粘结剂为酚醛树脂25g、固化剂25%乌洛托品水溶液10g;润滑剂为硬质酸钙1.5g,液态有机硅憎水剂2.5g。
制备过程如下:
(1)称取原砂,加热到140℃后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂酚醛树脂,搅拌30s,加入固化剂乌洛托品水溶液搅拌40s,加入润滑剂硬质酸钙搅拌40s;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)将破碎后的覆膜砂再次倒入混砂机内,加入液态有机硅憎水剂,搅拌20s;
(5)冷却筛分,包装。
将上述原料重量份数组成以及制作方法所制得的防潮防结块覆膜砂进行吸湿性试验,试验时将上述防潮防结块覆膜砂置于恒温箱中,温度设置为50℃,并在恒温箱中放置一杯水,使其湿度为90%,测定不同时间覆膜砂的性能。其性能指标如表3。
由表3可知,本实施例制备的覆膜砂保存时间长,由于憎水剂添加偏多,其强度有所下降,但防水效果更好,防结块的性能显著。
表3防潮防结块覆膜砂性能试验
对比例1
为了更好地体现本发明制备的一种防潮防结块覆膜砂的防水性能,本对比例准备了传统覆膜砂作为对比样本进行性能比较。本对比例中各原材料按照实施例1中的重量份数进行配料,其中原砂为内蒙50/100硅砂1000g、粘结剂为酚醛树脂25g、固化剂25%乌洛托品水溶液10g;润滑剂为硬质酸钙1.5g,不含液态有机硅憎水剂。
制备过程如下:
(1)称取原砂,加热到140℃后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂酚醛树脂,搅拌30s,加入固化剂乌洛托品水溶液搅拌40s,加入润滑剂硬质酸钙搅拌40s;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)冷却筛分,包装。
将上述原料重量份数组成以及制作方法所制得的覆膜砂进行吸湿性试验,试验时将上述覆膜砂置于恒温箱中,温度设置为50℃,并在恒温箱中放置一杯水,使其湿度为90%,测定不同时间覆膜砂的性能。其性能指标如表4。
由表4可知,本对比例制备的覆膜砂未添加有机硅憎水剂,基本没有防水效果,在短时间内就开始受潮结块。
表4覆膜砂性能试验
对比例2
为了更好地体现本发明中加入液态有机硅憎水剂的作用,本对比例准备了加入少量液态有机硅憎水剂作为对比样本进行性能比较。本对比例中各原材料按照实施例1中的重量份数进行配料,其中原砂为内蒙50/100硅砂1000g、粘结剂为酚醛树脂25g、固化剂为25%乌洛托品水溶液10g;润滑剂为硬质酸钙1.5g,有机硅憎水剂1.0g。
制备过程如下:
(1)称取原砂,加热到140℃后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂酚醛树脂,搅拌30s,加入固化剂乌洛托品水溶液搅拌40s,加入润滑剂硬质酸钙搅拌40s;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)冷却筛分,包装。
将上述原料重量份数组成以及制作方法所制得的覆膜砂进行吸湿性试验,试验时将上述覆膜砂置于恒温箱中,温度设置为50℃,并在恒温箱中放置一杯水,使其湿度为90%,测定不同时间覆膜砂的性能。其性能指标如表5。
由表5可知,本对比例制备的覆膜砂添加的憎水剂过少,有一定的防水效果但是不显著,在短时间内就开始受潮结块。
表5覆膜砂性能试验
对比例3
为了更好地体现本发明中加入液态有机硅憎水剂的作用,本对比例准备了加入过量液态有机硅憎水剂作为对比样本进行性能比较。本对比例中各原材料按照实施例1中的重量份数进行配料,其中原砂为内蒙50/100硅砂1000g、粘结剂为酚醛树脂25g、固化剂25%乌洛托品水溶液10g;润滑剂为硬质酸钙1.5g,有机硅憎水剂3.0g。
制备过程如下:
(1)称取原砂,加热到140℃后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂酚醛树脂,搅拌30s,加入固化剂乌洛托品水溶液搅拌40s,加入润滑剂硬质酸钙搅拌40s;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)冷却筛分,包装。
将上述原料重量份数组成以及制作方法所制得的覆膜砂进行吸湿性试验,试验时将上述覆膜砂置于恒温箱中,温度设置为50℃,并在恒温箱中放置一杯水,使其湿度为90%,测定不同时间覆膜砂的性能。其性能指标如表6。
由表6可知,本对比例制备的覆膜砂添加的憎水剂过多,防水防结块效果好,但由于憎水剂添加过量,其抗拉强度有明显的下降。
表6覆膜砂性能试验
将实施例实验数据(表1、2、3)对比例试验数据(表4、5、6)与相比可知:本发明制备的一种防潮防结块覆膜砂,在保证了材料抗拉强度的前提下,防水防结块效果显著。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述,但是应该理解的是,这里具体的描述,不应理解为对本发明的实质和范围的限定,本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改,都属于本发明所保护的范围。
Claims (8)
1.一种防潮防结块覆膜砂,其特征在于,由以下重量份数的原料组成:原砂1000份、粘结剂15-35份、固化剂6-15份;润滑剂1-2.5份,有机硅憎水剂1.5-2.5份。
2.根据权利要求1所述的一种防潮防结块覆膜砂,其特征在于,所述原砂是硅砂、石英砂、宝珠砂、锆英砂、陶粒砂中的一种或多种混合构成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种防潮防结块覆膜砂,其特征在于,所述粘结剂为铸造用酚醛树脂,所述固化剂为乌洛托品水溶液,所述润滑剂为硬脂酸钙。
4.根据权利要求1所述的一种防潮防结块覆膜砂,其特征在于,所述有机硅憎水剂为液态有机硅憎水剂。
5.权利要求1-4任一项所述的一种防潮防结块覆膜砂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取原砂,加热后,倒入混砂机中;
(2)加入粘结剂搅拌,加入固化剂搅拌,加入润滑剂搅拌;
(3)将固化后的覆膜砂倒入破碎筛机中破碎;
(4)将破碎后的覆膜砂再次倒入混砂机内,加入有机硅憎水剂,搅拌;
(5)冷却筛分,包装。
6.根据权利要求5所述的一种防潮防结块覆膜砂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述加热温度为130-150℃。
7.根据权利要求5所述的一种防潮防结块覆膜砂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述加入粘结剂搅拌时间为25-40s,所述加入固化剂搅拌时间为35-55s,所述加入润滑剂搅拌为25-55s。
8.根据权利要求5所述的一种防潮防结块覆膜砂的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述搅拌时间为15-25s,所述混砂机转速为50-150r/min。
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CN117181990A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-12-08 | 胜利油田金岛实业有限责任公司 | 一种耐高温覆膜砂及其制备方法 |
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