[發(fā)明專利]再生砂制備的樹脂覆膜砂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310691994.1
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103691877B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊鷹
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長江造型材料（集團）股份有限公司;昆山長江造型材料有限公司;十堰長江造型材料有限公司;成都長江造型材料有限公司;長江造型材料（集團）科左后期有限公司;重慶長江造型材料（集團）仙桃有限公司
• 主分類號: B22C1/00
• 分類號: B22C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于再生砂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及再生砂制備的樹脂覆膜砂。

背景技術(shù)

樹脂覆膜砂作為一種被鑄造工業(yè)廣泛應(yīng)用的高效造型材料，已經(jīng)得到很大的發(fā)展。基于鑄造工藝要求，需要樹脂覆膜砂具有各種性能保證，樹脂覆膜砂材料經(jīng)過制芯、組芯、造型、澆注生產(chǎn)出尺寸合格的鑄件產(chǎn)品。

鑄造澆注過程是一個熱工過程，不同的金屬澆注溫度不同，有色金屬澆注溫度通常在660～710℃，黑色金屬澆注溫度通常在1350℃以上，顯然作為鑄型（芯）主要材料的樹脂覆膜砂材料必須要保證其在澆注溫度冷卻至常溫過程的型芯外形尺寸，否則獲得的鑄件不能具有合格的外形尺寸。

材料在受熱過程中均會應(yīng)為材料分子中的各種原子或基團的振動頻率加快，振動幅度加大，分子平均碰撞頻次增加或高分子連接空間自由度增加，造成材料宏觀尺寸增大或減小，外形尺寸的變化量相對于原有尺寸的比較量就是材料的收縮或膨脹現(xiàn)象的度量和表達。

復(fù)合材料的熱膨脹是各種材料組分微觀聚集體熱膨脹量品疊的結(jié)果。樹脂覆膜砂是由耐火骨料（石英砂、陶粒砂、寶珠砂、再生砂等）表面裹覆一層熱塑性酚醛高分子樹脂材料，并添加潛在性固化劑（烏洛托品、交聯(lián)劑、熱固性樹脂等）、各種功能性添加劑（固化促進劑、增塑劑、增強劑、氧化劑、還原劑、阻燃劑、表界面隔離劑、浸潤劑等）制備而成。通常裹覆在耐火材料表面上的樹脂膜很薄（大約在5～20μm），相對于耐火骨料（石英砂等）顆粒尺寸（在75～850μm）相比要小得多，因此，樹脂覆膜砂的熱膨脹性主要受耐火材料石英砂的影響，其次是高分子樹脂的熱膨脹性影響。

通常樹脂覆膜砂的基本制造工藝，是將由粒徑為20～200目（在75～850μm）的石英砂、陶粒砂、寶珠砂等耐火材料做骨料加熱到一定溫度下，加入熱塑性酚醛高分子樹脂材料與骨料混合，通過具有一定溫度的骨料（通常溫度高于熱塑性樹脂的軟化溫度以上）將熱量傳遞給加入的熱塑性高分子樹脂固體熔融變成可流動的粘性流體后，利用機械或其他具有可使粘性流體加速流動的作用力機構(gòu)的作用，使其在骨料表面裹覆一層高分子樹脂膜，并添加潛在性固化劑（烏洛托品、交聯(lián)劑、熱固性樹脂等）、各種功能性添加劑（固化促進劑、增塑劑、增強劑、氧化劑、還原劑、阻燃劑、表界面隔離劑、浸潤劑等）制備而成。

現(xiàn)有的樹脂覆膜砂通常是將產(chǎn)于中國北方的自然風(fēng)積干砂，其粒度組號為40/70，50/100，70/140單獨或幾種粒度組號的原砂混配成客戶需要的粒度號后，每100分重量的原砂，添加原砂重量的1.5～4.5%的高分子樹脂粘結(jié)劑，添加樹脂量10～18%的潛在性固化劑（如烏洛托品等）和其他添加劑(如固化促進劑、增塑劑、增強劑、氧化劑、還原劑、阻燃劑、表界面隔離劑、浸潤劑等）。制備而成的樹脂覆膜砂按相關(guān)國家標準測試，具有合符要求的即時抗彎強度、常溫抗彎強度、發(fā)氣量、熔點、流動性等性能。

因樹脂覆膜砂使用的是顆粒狀原砂，并在其表面進行樹脂復(fù)合性加工，要求其原砂顆粒的表面潔凈，同時相同重量顆粒物因不同粒徑的顆粒物占總重量的比例不同具有不同的比表面積，使得加入一定量樹脂時裹附的面積不同而覆膜的樹脂膜厚度、均勻性不同；

其次，樹脂覆膜砂使用的熱屬性高分子樹脂在加入固化劑在一定溫度下發(fā)生固化反應(yīng)的化學(xué)條件是一個重要因素，當相同比表面原砂顆粒不同堿性氧化物含量時，固化反應(yīng)速率和固化完全度會完全不同；

再者，具有相同粒度號和顆粒物分布，相同顆粒表面潔凈度，相同堿性氧化物含量的原砂，在其顆粒物的性狀（角形系數(shù)）不同時，砂粒的比表面積不同會造成相同樹脂加入量裹附時的樹脂覆膜均勻性不同；

其四，當原砂上述三個狀態(tài)均相同而所含有的水分不同時，會造成樹脂覆膜砂在高溫灼燒減量增加，發(fā)氣量增大，造成鑄件的氣廢品增加；

其五，不同品質(zhì)的原砂其礦物性組分不同，因此在高溫環(huán)境中表現(xiàn)出的熱膨脹性不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鑄件良品率高的再生砂制備的樹脂覆膜砂。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：再生砂制備的樹脂覆膜砂，由如下重量百分比的原材料構(gòu)成：再生砂10～80%以及原砂20～90%；將再生砂和原砂混合加入混砂機加熱器中進行加熱形成熱砂，待砂溫處于125～135℃后將熱砂放入混砂機內(nèi)；依次向熱砂中進入熱砂重量1～4%的酚醛樹脂、酚醛樹脂重量9～20%的固化劑以及熱砂重量0.1～0.2%的隔離劑進行混合。