[發明專利]一種導電多晶莫來石纖維增強環氧樹脂砂的制備方法

在審

• 申請號: 201710480481.4
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107096869A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 谷和文;丁思潮
• 申請（專利權）人: 安徽銀力鑄造有限公司
• 主分類號: B22C1/02
• 分類號: B22C1/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種鑄造用樹脂砂的制備方法，具體涉及一種導電多晶莫來石纖維增強環氧樹脂砂的制備方法。

背景技術

用樹脂砂制芯、造型是近年來發展起來的一項新工藝。樹脂砂與普通粘土砂、水玻璃砂相比具有許多優點，并且能夠創造出更好的經濟效益及社會效益，既可以提高鑄件質量，又可以降低生產成本，樹脂砂的優勢如下：（1）提高鑄件質量：a、尺寸精度提高、輪廓清晰；b、鑄件表面質量提高；c、鑄件的致密度得到改善；（2）基本建設投資少，生產成本較低。

各種有機粘結劑的問世，有力推動了樹脂砂在造型和制芯工藝的應用，其中以呋喃樹脂砂的發展最為迅速。現在大量使用的呋喃樹脂砂因其強度對于糠醇加入量的過度依賴，很難降低成本，且可使用時間太短，只有5~10 min，嚴重制約其在大型鑄件中的應用。

環氧樹脂是指分子結構含有兩個或兩個以上環氧基團，以脂肪族或芳香族等有機化合物為骨架，并能通過環氧基團與多種聚酰胺樹脂發生反應形成有用的熱固性產物的一類高分子低聚體。其具粘接性能好、收縮率低、加工性能好、力學性能高等優良性能。目前還少有將環氧樹脂作為粘結劑應用于鑄造樹脂砂的報道，更未見到鑄造用抗靜電環氧樹脂砂的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種導電多晶莫來石纖維增強環氧樹脂砂的制備方法，本發明制得的樹脂砂具有高溫抗彎強度高，可使用時間長，潰散性好，抗靜電性能優異，耐腐蝕性好等優點。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種導電多晶莫來石纖維增強環氧樹脂砂的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照質量比80-100:2-4:1-3:0.5-1:0.3-0.6:0.01-0.02稱取基體砂料、導電多晶莫來石纖維、改性環氧樹脂、固化劑、稀釋劑和硅烷偶聯劑；

（2）將改性環氧樹脂與稀釋劑混合，在300-600r/min的轉速下攪拌3-6min，即得稀釋的改性環氧樹脂；

（3）將導電多晶莫來石纖維、基體砂料、硅烷偶聯劑加入混砂機中，在800-1200r/min的轉速下攪拌混合3-4min，然后加入稀釋的改性環氧樹脂，在500-1000r/min的轉速下攪拌混合2-3min，最后加入固化劑，在400-700r/min的轉速下攪拌混合1-2min，出砂即可。

所述基體砂料選自石英砂、鋯砂、燒結鎂砂、鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂、藍晶石砂、石灰石砂、石墨砂、寶珠砂中的一種，粒度控制在10-20μm。

所述導電多晶莫來石纖維的制備方法如下：

（1）按照固液比1:70-90將多晶莫來石纖維放入乙醇和丙酮等體積組成的混合溶液中浸泡清洗1-2h，取出烘干后再按照固液比1:80-100將多晶莫來石纖維放入強氧化性溶液中，水浴加熱至70-90℃，在2000-4000r/min的轉速下攪拌反應3-5h，再在300-500W的功率下超聲處理1-3h，抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，在80-90℃下干燥8-14h，即得羥基化多晶莫來石纖維；

（2）按照固液比1:50-60將羥基化多晶莫來石纖維加入蒸餾水中，在1500-3000r/min的轉速下攪拌分散1-2h，然后加入相當于多晶莫來石纖維質量15-20%的環氧氯丙烷，在1000-2000r/min的轉速下攪拌分散0.5-1.5h，再依次加入二甲胺和三乙烯四胺，二甲胺與環氧氯丙烷的摩爾比為1:1-1.5，三乙烯四胺的質量為環氧氯丙烷和二甲胺總質量的1-3%，水浴加熱至60-70℃，在500-1000r/min的轉速下攪拌反應5-8h，再在200-400W的功率下微波處理1-3h，抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌至濾液不含氯離子，在60-70℃下干燥12-24h，再在110-120℃下活化1-2h，即得聚環氧氯丙烷二甲胺陽離子改性多晶莫來石纖維；

（3）將氧化石墨烯加入蒸餾水中超聲攪拌制成質量分數為1-2%的氧化石墨烯分散液；再用質量分數為15%的鹽酸溶液調節氧化石墨烯分散液的pH=3-4；然后按照質量比1:40-50將聚環氧氯丙烷二甲胺陽離子改性多晶莫來石纖維加入調節pH后的氧化石墨烯分散液中，靜置30-40min，期間提拉2-3次，然后在紫外線燈下輻照2-3h，輻照強度為80-100μW/cm²，取出后用蒸餾水洗滌至中性，在60-70℃下干燥12-24h，即得石墨烯包覆多晶莫來石纖維復合導電材料。

所述改性環氧樹脂的制備方法如下：