[發(fā)明專利]一種熱穩(wěn)定型覆膜砂的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811266415.8
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109365740B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞小峰;陳珺;王素香;郭威
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇亞威鑄造材料科技有限公司
• 主分類號: B22C1/10
• 分類號: B22C1/10;B22C1/02;B22C5/00
• 代理公司: 北京華識知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

本發(fā)明公開了一種熱穩(wěn)定型覆膜砂的制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先以石英砂為原料，使其粉碎過篩得到過篩粉末，再以甲基三甲氧基硅烷、二氨基二苯砜、蒸餾水為原料，加入異鋅酸金屬鋅作為固化劑，提高硅樹脂的熱穩(wěn)定性，硅樹脂的鏈段中不存在雙鍵、三鍵等不飽和鍵，使得其不易吸收紫外線以及不易被臭氧氧化而導(dǎo)致老化，其耐候性強(qiáng)，本發(fā)明以脂肪酸、間苯二甲酸、乙二醇、二甲苯為原料，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下加熱合成醇酸樹脂，醇酸樹脂具有良好的柔韌性、附著力和物理機(jī)械性能，把石英砂預(yù)熱到一定溫度后，加入改性樹脂使其熔融，通過攪拌使得改性硅樹脂包覆在砂粒表面，保證了覆膜砂的流動性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種熱穩(wěn)定型覆膜砂的制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

覆膜砂砂粒表面在造型前即覆有一層固體樹脂膜的型砂或芯砂。覆膜砂主要采用優(yōu)質(zhì)精選天然石英砂為原砂，熱塑性酚醛樹脂，烏洛托品及增強(qiáng)劑為原料。根據(jù)用戶的不同技術(shù)需求，在固化速度、脫膜性、流動性、潰散性、鑄件表面光潔度、儲存等方面適當(dāng)調(diào)整配比。有冷法和熱法兩種覆膜工藝：冷法用乙醇將樹脂溶解，并在混砂過程中加入烏洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇揮發(fā)，得覆膜砂；熱法把砂預(yù)熱到一定溫度，加樹脂使其熔融，攪拌使樹脂包覆在砂粒表面，加烏洛托品水溶液及潤滑劑，冷卻、破碎、篩分得覆膜砂。

覆膜砂工藝過程是將粉狀的熱固性酚醛樹脂與原砂機(jī)械混合，加熱時固化。后發(fā)展成用熱塑性酚醛樹脂加潛伏性固化劑（烏洛托品）和潤滑劑通過一定的覆膜工藝配制成覆膜砂，當(dāng)覆膜砂受熱時包覆在砂粒表面的樹脂熔融，在烏洛托品分解出的亞甲基的作用下，熔融的樹脂由線性結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變成不熔融的體型結(jié)構(gòu)，從而使覆膜砂固化成型。中國的覆膜砂技術(shù)始于20世紀(jì)50年代中期，進(jìn)入80年代，由于汽車工業(yè)的迅速發(fā)展和機(jī)械產(chǎn)品出口的需要，對鑄件的質(zhì)量提出了更高的要求，從而促進(jìn)了覆膜砂生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展。伴隨發(fā)動機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，近年出現(xiàn)的一些新型缸體，攜帶工藝難度較大的結(jié)構(gòu)。比如水腔側(cè)面沒有出砂孔，油道腔貫通整個缸體而且曲率大，水腔內(nèi)有窄細(xì)過水結(jié)構(gòu)，甚至出現(xiàn)了缸筒、缸蓋一體化鑄造的鑄件。

通過傳統(tǒng)工藝制備的覆膜砂在被用于鑄造生產(chǎn)中制芯時，流動性差，導(dǎo)致它容易在鑄件上粘砂，由于在高溫時的熱穩(wěn)定性差，使其在澆注生產(chǎn)鑄件的過程中無法抵抗砂芯因膨脹產(chǎn)生的熱應(yīng)力，導(dǎo)致砂芯開裂金屬液滲入使鑄件產(chǎn)生裂紋。

因此，發(fā)明一種熱穩(wěn)定性好且流動性好的熱穩(wěn)定型覆膜砂對建筑材料技術(shù)領(lǐng)域具有積極意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題，針對目前市面上存在的覆膜砂流動性差，導(dǎo)致它容易在鑄件上粘砂，并且覆膜砂的熱穩(wěn)定性差，使其在澆注生產(chǎn)鑄件的過程中無法抵抗砂芯因膨脹產(chǎn)生的熱應(yīng)力，導(dǎo)致砂芯開裂金屬液滲入使鑄件產(chǎn)生裂紋的缺陷，提供了一種熱穩(wěn)定型覆膜砂的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種熱穩(wěn)定型覆膜砂的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）將石英砂放入粉碎機(jī)中粉碎后過100目篩，收集過篩粉末，得到粉碎石英砂，備用；

（2）將甲基三甲氧基硅烷、二氨基二苯砜、蒸餾水混合后倒入回流裝置中，在溫度為60～70℃的條件下，攪拌回流4～5h后倒入反應(yīng)釜中，在溫度為140～150℃的條件下，攪拌反應(yīng)2～3h，得到混合物；

（3）向上述混合物中加入異辛酸鋅，攪拌30～40min后冷卻至室溫，即得甲基苯基硅樹脂，備用；

（4）將脂肪酸、間苯二甲酸、乙二醇、二甲苯倒入四口燒瓶中，并向四口瓶中通入氮?dú)庵敝林脫Q出所有空氣，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，加熱升溫至120～150℃，得到醇酸樹脂；

（5）將備用甲基苯基硅樹脂與上述醇酸樹脂混合后倒入反應(yīng)釜中，在溫度為100～110℃的條件下，攪拌反應(yīng)2～3h，得到改性硅樹脂；