[發明專利]一種鑄造用粘結劑及其應用

有效

• 申請號: 202010061967.6
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111250647B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 劉偉華;劉冰洋;宋來;李英民
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B22C1/16
• 分類號: B22C1/16
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發明涉及一種鑄造用粘結劑及其應用。鑄造用粘結劑包括組分聚丙烯酸，組分磷酸鹽和組分二氧化硅，以組分聚丙烯酸的質量為基準，組分磷酸鹽占組分聚丙烯酸的質量百分比為：0%~30%；組分二氧化硅占組分聚丙烯酸的質量百分比為：0%~50%。本發明提供一種硬化溫度范圍寬、硬化強度高，且在硬化過程中無刺激性氣體產生的粘結劑。

技術領域

本發明涉及鑄造造型材料領域，具體涉及一種鑄造用粘結劑及其應用。

背景技術

鑄造生產中，加熱硬化制芯，是將液態樹脂和原砂混勻后射入到一定溫度的金屬芯盒內，粘結劑在很短時間即可縮聚而硬化的制芯方法。至今被廣泛應用，但所用樹脂多為呋喃樹脂和酚醛樹脂等，雖然具有較高的使用強度，但在鑄造生產過程仍有煙霧和刺激性氣味產生，污染了工作環境，而且實現硬化的溫度范圍窄，溫度控制要求嚴格。華中理工大學徐正達等人在《熱加工工藝》中發表了《聚丙烯酸鹽粘結劑砂溫芯盒制芯工藝》，其研制了一種聚丙烯酸鹽樹脂粘結劑以及與之相適應的固化劑，成功的應用于溫芯盒制芯工藝，但加熱時間較長，且常溫強度較低，只有1.1～1.2MPa。目前沒有一種環保型的、強度高、硬化溫度范圍寬、硬化速度快的粘結劑。

發明內容

發明目的：

本發明提供一種鑄造用粘結劑及其應用，其目的是解決以上技術問題，提供一種硬化溫度范圍寬、硬化強度高，且在硬化過程中無刺激性氣體產生的粘結劑。

技術方案：

一種鑄造用粘結劑，包括組分I聚丙烯酸，組分II磷酸鹽和組分III二氧化硅，以組分I聚丙烯酸的質量為基準，組分II磷酸鹽占組分I聚丙烯酸的質量百分比為：0％～30％；組分III二氧化硅占組分I聚丙烯酸的質量百分比為：0％～50％。

組分I聚丙烯酸由水、丙烯酸以及引發劑聚合而成，包括以下質量的百分比的原料：

丙烯酸 13％～26％；

水 73.57％～86.63％；

引發劑 0.37％～0.43％。

所述丙烯酸為無色液體，所述引發劑為過硫酸鹽中的一種或多種。

組分I聚丙烯酸通過以下步驟制得，根據質量比稱取丙烯酸、水和引發劑，水和引發劑攪拌混合，加熱溫度升至70℃～95℃時，使引發劑充分溶解，再加入丙烯酸，保溫反應5min～70min，在保溫反應過程中引入硼酸或硼酸鹽進行改性，冷卻出料備用。

組分II磷酸鹽是指由磷酸和堿性氧化物或氫氧化物經過化學合成產生的磷酸鹽溶液。

組分II磷酸鹽為磷酸單鹽或磷酸復鹽溶液。

組分II磷酸鹽通過硼酸、檸檬酸或者草酸進行改性為改性磷酸鹽。

組分III二氧化硅為結晶型二氧化硅、非結晶型二氧化硅、硅微粉、微硅粉、表面改性的二氧化硅或以二氧化硅為主要成分的礦物質中的一種或多種。

鑄造用粘結劑的應用，鑄造用粘結劑制備型砂的應用。

稱量原砂重量2.0％～3.0％的組分I聚丙烯酸，按照質量百分比稱量好組分II磷酸鹽和組分III二氧化硅，然后將稱量好的組分II磷酸鹽和組分III二氧化硅與原砂預混40s～60s，然后加入稱量好的組分I聚丙烯酸，混砂制芯；加熱硬化制芯工藝中，芯盒溫度為100～250℃，加熱時間為1～4min。

優點效果：

本發明研究了一種鑄造用粘結劑，適用于加熱硬化，不含苯酚甲醛等有害物質，硬化溫度適用寬、硬化速度快，制備出的砂芯強度高，澆注過程中無有毒有害物質排放，是一種環保型鑄造用粘結劑系統。