[發(fā)明專利]一種無煙無味環(huán)保樹脂砂及其制備工藝

在審

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• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107695284A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪詩宏;洪寶山
• 申請（專利權(quán)）人: 洪詩宏;洪寶山
• 主分類號: B22C1/02
• 分類號: B22C1/02
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 傅家強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于殼型鑄造工藝領(lǐng)域，具體涉及一種無煙無味環(huán)保樹脂砂及其制備工藝。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中常用的鑄鋼件用型砂主要有呋喃樹脂砂、堿性酚醛樹脂砂等，呋喃樹脂砂雖然舊砂利用率高，但是其高溫退讓性差，樹脂中含有較高的N含量，固化劑中含有較高的S含量，因此壁厚薄不勻的容易產(chǎn)生裂紋，厚大件容易造成N氣孔，并且一些低碳鑄鋼件易造成增碳，最嚴(yán)重的是在混砂、造型、澆注、落砂清理時(shí)產(chǎn)生有刺激性的氣味，污染環(huán)境；由于堿性酚醛樹脂砂的樹脂中不含N，固化劑中不含S，鑄鋼時(shí)不會(huì)產(chǎn)生N氣孔、針孔等缺陷，對樹脂砂進(jìn)行科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，普通酚醛樹脂在≤200℃以下能夠穩(wěn)定存在，但是≥200℃時(shí)由于分子鏈中的亞甲基與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致酚醛樹脂被氧化而失效，堿性酚醛樹脂常溫下只有部分樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在澆注受熱時(shí)還有一個(gè)再硬化的過程，因此高溫尺寸穩(wěn)定性好，但其常溫強(qiáng)度較低，上述使用任何樹脂砂在制殼、制芯時(shí)均會(huì)產(chǎn)生煙霧和甲苯、醛的燃燒味道，同時(shí)在澆注時(shí)殼模加熱燃燒時(shí)的彌漫煙霧和固化劑散發(fā)的刺鼻、刺眼，影響健康，現(xiàn)場員工難以接受的工作環(huán)境，從而工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種無煙無味環(huán)保樹脂砂，另一目的是提供一種制備上述樹脂砂的工藝。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種無煙無味環(huán)保樹脂砂，包括以下重量份的原料：水洗原砂90-110份、甲階酚醛樹脂8-15份、固化劑6-10份、磷酸4-8份、硼酸0.2-0.5份、潤滑劑0.1-0.3份。

進(jìn)一步的，所述甲階酚醛樹脂的端基為羥甲基。

進(jìn)一步的，所述固化劑為六次甲基四胺。

進(jìn)一步的，所述六次甲基四胺在使用時(shí)配置為質(zhì)量濃度為83-98％的六次甲基四胺溶液。

進(jìn)一步的，所述潤滑劑為硬脂酸鈣。

進(jìn)一步的，所述磷酸在使用時(shí)配置為質(zhì)量濃度為30-45％的磷酸溶液，所述硼酸在使用時(shí)配置為質(zhì)量濃度為25-30％的磷酸溶液。

一種無煙無味環(huán)保樹脂砂的制備工藝，包括以下步驟：

(1)、將水洗原砂過篩清洗烘干后，放入混砂機(jī)中攪拌；

(2)、分別將磷酸和硼酸配置成磷酸溶液和硼酸溶液；

(3)、按順序依次加入甲階酚醛樹脂、固化劑、磷酸溶液、硼酸溶液、潤滑劑混合攪拌；

(4)、將混合好的原砂烘干，制得樹脂砂。

進(jìn)一步的，所述步驟(1)包括：將水洗原砂過70-150目篩，清洗至含塵量≦3％，烘干至含水量≦3％，放入50-80r/min的混砂機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述步驟(4)中混合好的原砂烘干至含水量≦1.5％，制得樹脂砂。

由上述對本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：加入磷酸和硼酸，磷酸中的酸根可以去除制砂時(shí)產(chǎn)生的甲醛和甲苯，去除刺激性氣味的產(chǎn)生，硼酸可以去除制砂時(shí)產(chǎn)生的煙霧，減少對環(huán)境的污染；從微觀角度看，由于B-O鍵的鍵能(774kj/mol)>C-C鍵的鍵能(332kj/mol)，在酚醛樹脂引入以硼原子為主，利用硼化合物對酚醛樹脂起到改性作用，并且P-O鍵的鍵能(410kj/mol)和P＝O鍵的鍵能(619kj/mol)也>C-C鍵的鍵能，因此將磷原子引入酚醛樹脂也能得到提高它的穩(wěn)定及耐熱性能；制得的樹脂砂經(jīng)檢測其抗壓強(qiáng)度≧30.5mpa，粘度為500-1800mpa*s，射芯加熱3min，硬化效果好。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種無煙無味環(huán)保樹脂砂，包括以下重量份的原料：水洗原砂90-110份、甲階酚醛樹脂8-15份、固化劑6-10份、磷酸4-8份、硼酸0.2-0.5份、潤滑劑0.1-0.3份，具體的，甲階酚醛樹脂的端基為羥甲基；固化劑為六次甲基四胺；潤滑劑為硬脂酸鈣，進(jìn)一步的，磷酸使用時(shí)配置成質(zhì)量濃度為30-45％的磷酸溶液，硼酸使用時(shí)配置成質(zhì)量濃度為25-30％的硼酸溶液，六次甲基四胺使用時(shí)配置成質(zhì)量濃度為83-98％的六次甲基四胺溶液；

一種無煙無味環(huán)保樹脂砂的制備工藝，包括以下步驟：

(1)、將水洗原砂過70-150目篩，清洗至含塵量≦3％，烘干至含水量≦3％，放入50-80r/min的混砂機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；

(2)、分別將磷酸和硼酸配置成磷酸溶液和硼酸溶液，其中，磷酸溶液的質(zhì)量溶度為30-45％，硼酸溶液的質(zhì)量濃度為25-30％；