[發明專利]一種水玻璃砂的制備方法

有效

• 申請號: 201910326021.5
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN109909443B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 趙金城
• 申請（專利權）人: 義烏市君勝科技有限公司
• 主分類號: B22C1/18
• 分類號: B22C1/18;B22C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種水玻璃砂的制備方法，屬于建筑材料制備技術領域。本發明將甘蔗渣與小麥秸稈于酸液中浸泡，初步分離其中的蔗糖、木質素、有機纖維等成分，再與淀粉混合進行微生物發酵處理，使淀粉、蔗糖、纖維等有機化合物水解，有效防止水玻璃砂被輕易潰散，本發明將有機物在雙氧水的條件下與次氯酸鈉反應，使各有機成分被氧化，生成更多的羧酸類化合物，有利于形成離子鍵粘結吸附各水玻璃砂中的其它成分，并促進植物纖維的主鏈斷裂，纖維分子分子量減小，充分結合硅酸鹽，并調節pH值使硅酸鹽反應生成二氧化硅，使氧化硅充分分散于各纖維成分中，從而提高纖維成分的剛性和強度，進而提高水玻璃砂的強度，是水玻璃砂更加耐沖刷。

技術領域

本發明公開了一種水玻璃砂的制備方法，屬于建筑材料制備技術領域。

背景技術

水玻璃是各種聚硅酸鹽水溶液的統稱。鑄造上常用的是鈉（Na₂O·mSiO₂）水玻璃，其次是鉀（K₂O·mSiO₂）水玻璃，此外還有鋰（Li₂O·mSiO₂）水玻璃，鉀鈉（mK₂O·Na₂O·mSiO₂）水玻璃季氨鹽（季氨鹽）水玻璃等。

在鑄造生產中砂型鑄造是鑄造工藝的主要方法，占整個鑄件生產的80%～90%，在砂型鑄造涉及的諸多粘結劑中，水玻璃砂作為無機粘結劑使水玻璃砂成為最有可能實現綠色鑄造生產要求的鑄造工藝方法。但水玻璃砂也同樣存在著很多問題，例如在生產過程中水玻璃砂強度較低，水玻璃加入量大，水玻璃砂流動性差等。

近年來隨著各國對環境污染的控制越來越嚴格，使水玻璃的各項研究進入了新的階段，例如在有關專利中介紹了通過對水玻璃的改性使水玻璃的加入量降低到3%，而即時強度達到0.4Mpa，一小時強度達到1.7Mpa。還有專利中介紹了通過對水玻璃的改性使水玻璃的加入量降低到2%，而使水玻璃砂的即時強度達到2.0Mpa，一小時強度達到3.8Mpa。通過各國科研工作者對水玻璃研究的不斷深入，使造型過程中水玻璃的加入量、水玻璃砂的強度問題已不斷被解決，但是水玻璃砂的流動性差的問題仍然是其在鑄造行業中發展的瓶頸。

與樹脂砂型比較，低模數水玻璃砂存在強度低、潰散性不好、鑄件清砂以及舊砂再生回用困難等許多問題，一直困擾著鑄造工作者幾十年的時間，至今也沒有得到較好的解決。

為解決低模數水玻璃砂存在的上述問題，我國在相當長的時間里，對水玻璃砂開展了大量的科研攻關工作，但仍未取得突破性進展。原因是人們企圖在低模數鈉水玻璃加入量較高的情況下，通過加入各種有機或無機潰散劑等附加物的辦法來解決存在的問題，但收效甚微。俄羅斯РусинаВ.В.等人提出，在模數≤2.0的水玻璃混合料中加入煤渣附加物的辦法，可使水玻璃的粘結強度提高5～10倍，由于采用的水玻璃的模數太低，Na₂O含量太高，不適用于鑄造工業，而僅大量應用于建筑行業。日本二俁騰美等人采用微波加熱提高水玻璃砂芯的強度，將砂中水玻璃加入量減少到1％～2％，達到改善水玻璃砂潰散性的目的，但是微波照射的砂芯的抗濕性較差，在生產中未能得到應用。俄羅斯ЖуКОВСКИЙ等人通過試驗找出了水玻璃砂潰散性差的根本原因，他認為金屬液高溫澆注時，水玻璃砂在強熱的作用下，其中的Na₂O對石英砂的侵蝕與燒結，形成燒結體。這種燒結體的強度在常溫下決定了水玻璃砂殘留強度的高低。所以，減少燒結體的形成量，即減少Na₂O對石英砂的侵蝕與燒結，是降低水玻璃砂的殘留強度，提高其潰散性的根本方法。因此，大幅度降低砂中Na₂O的含量，即鈉離子的數量，才是解決該問題的根本方法。但是，長期的生產實踐表明，水玻璃的粘結強度低，若想提高水玻璃型芯砂的強度就需要加大水玻璃的加入量，相應地，也就必然導致其潰散性差。

因此，發明一種強度高且不易潰散的水玻璃砂對建筑材料制備技術領域是很有必要的。

發明內容