一種機械鑄造用型砂粘結劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種機械鑄造用型砂粘結劑，由海泡石粉、糠基硫醇、高嶺土粉、乳化瀝青、聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸乙酯、過氧化苯甲酰、十二水合硫酸鋁鉀、丙烯酸乳液、2，2?二羥甲基丙酸、五氧化二鈮粉末、聚乙烯醇、纖維素鈉、二甲基硅油、過氧化二苯甲酰、氧化鋁粉末、氯丁橡膠、煤焦油、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸四鈉、苯基異氰酸酯組成，所制備的產品通過合理的配比和混合，使各組分之間產生協同作用，克服了各自單獨使用時的不足，形成了具有優良的耐高溫、抗腐蝕、高粘結性、機械性等性能的交聯結構。
【專利說明】
一種機械鑄造用型砂粘結劑及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種機械鑄造用型砂粘結劑及其制備方法，屬于機械鑄造型砂生產制 備技術領域。
【背景技術】
[0002] 砂型鑄造--在砂型中生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可 用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單 件生產、成批生產和大量生產均能適應，長期以來，一直是鑄造生產中的基本工藝。制造砂 型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是娃質砂。娃砂的尚溫性能不能 滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使制成的砂型和型芯具有一 定的強度，在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞，一般要在鑄造中加入型砂粘結 劑，將松散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土，也可采用各種干性油 或半干性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種機械鑄造用型砂粘結劑及其制備方法，以便更好地實 現機械鑄造用型砂的粘結效果，便于根據需要使用。
[0004] 為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。
[0005] -種機械鑄造用型砂粘結劑，由以下質量份數的組分組成:海泡石粉16~20份、糠 基硫醇18~22份、高嶺土粉14~18份、乳化瀝青12~16份、聚丙烯酸酯乳液18~22份、丙烯 酸乙酯14~18份、過氧化苯甲酰12~16份、十二水合硫酸錯鉀18~22份、丙稀酸乳液14~18 份、2,2_二羥甲基丙酸12~16份、五氧化二鈮粉末18~22份、聚乙烯醇14~18份、纖維素鈉 14~18份、二甲基硅油12~16份、過氧化二苯甲酰18~22份、氧化鋁粉末14~18份、氯丁橡 膠12~16份、煤焦油18~22份、聚乙烯醇14~18份、乙二胺四乙酸四鈉12~16份、苯基異氰 酸酯18~22份。
[0006] 進一步地，上述機械鑄造用型砂粘結劑，由以下質量份數的組分組成:海泡石粉16 份、糠基硫醇18份、高嶺土粉14份、乳化瀝青12份、聚丙烯酸酯乳液18份、丙烯酸乙酯14份、 過氧化苯甲酰12份、十二水合硫酸鋁鉀18份、丙烯酸乳液14份、2,2_二羥甲基丙酸12份、五 氧化二鈮粉末18份、聚乙烯醇14份、纖維素鈉14份、二甲基硅油12份、過氧化二苯甲酰18份、 氧化鋁粉末14份、氯丁橡膠12份、煤焦油18份、聚乙烯醇14份、乙二胺四乙酸四鈉12份、苯基 異氰酸酯18份。
[0007] 進一步地，上述機械鑄造用型砂粘結劑，由以下質量份數的組分組成:海泡石粉18 份、糠基硫醇20份、高嶺土粉16份、乳化瀝青14份、聚丙烯酸酯乳液20份、丙烯酸乙酯16份、 過氧化苯甲酰14份、十二水合硫酸鋁鉀20份、丙烯酸乳液16份、2,2_二羥甲基丙酸14份、五 氧化二鈮粉末20份、聚乙烯醇16份、纖維素鈉16份、二甲基硅油14份、過氧化二苯甲酰20份、 氧化鋁粉末16份、氯丁橡膠14份、煤焦油20份、聚乙烯醇16份、乙二胺四乙酸四鈉14份、苯基 異氰酸酯20份。
[0008] 進一步地，上述機械鑄造用型砂粘結劑，由以下質量份數的組分組成:海泡石粉20 份、糠基硫醇22份、高嶺土粉18份、乳化瀝青16份、聚丙烯酸酯乳液22份、丙烯酸乙酯18份、 過氧化苯甲酰16份、十二水合硫酸鋁鉀22份、丙烯酸乳液18份、2,2_二羥甲基丙酸16份、五 氧化二鈮粉末22份、聚乙烯醇18份、纖維素鈉18份、二甲基硅油16份、過氧化二苯甲酰22份、 氧化鋁粉末18份、氯丁橡膠16份、煤焦油22份、聚乙烯醇18份、乙二胺四乙酸四鈉16份、苯基 異氰酸酯22份。
[0009] 進一步地，海泡石粉由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、50 ~80目、80~100目，上述三種海泡石粉的混合質量比例為3~5:4~8:1。
[0010]進一步地，所述五氧化二鈮粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為 30~50目、50~80目、80~100目，上述三種五氧化二鈮粉末的混合質量比例為3~5:4~8: 1〇
[0011] 進一步地，所述丙烯酸乳液的粘度在25°C為12000~HOOOmpa. s。
[0012]進一步地，所述氧化鋁粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為20~ 50目、50~70目、70~90目，上述三種氧化鋁粉末的混合質量比例為2~4:3~5:1。
[0013] 進一步地，所述聚丙稀酸酯乳液的粘度在25°C為8000~1000 Ompa. S。
[0014] 進一步地，上述機械鑄造用型砂粘結劑制備方法步驟如下：
[0015] (1)將所述質量份數的海泡石粉、糠基硫醇、高嶺土粉、乳化瀝青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、過氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纖維素鈉、二甲基硅油、過氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四鈉、苯基異氰酸酯予以混合，依次加入攪拌罐中，以200rpm的速度充分 攪拌30分鐘；
[0016] (2)加入所述質量份數的十二水合硫酸鋁鉀、丙烯酸乳液、2,2_二羥甲基丙酸、五 氧化二鈮粉末，以300rpm的速度充分攪拌60分鐘；
[0017] (3)加入所述質量份數的氧化鋁粉末、氯丁橡膠、煤焦油，以400rpm的速度充分攪 拌90分鐘，得到粘結劑產品。
[0018] 該發明的有益效果在于:本機械鑄造用型砂粘結劑，由海泡石粉、糠基硫醇、高嶺 土粉、乳化瀝青、聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸乙酯、過氧化苯甲酰、十二水合硫酸鋁鉀、丙烯酸 乳液、2,2_二羥甲基丙酸、五氧化二鈮粉末、聚乙烯醇、纖維素鈉、二甲基硅油、過氧化二苯 甲酰、氧化鋁粉末、氯丁橡膠、煤焦油、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸四鈉、苯基異氰酸酯組成，所 制備的產品通過合理的配比和混合，使各組分之間產生協同作用，克服了各自單獨使用時 的不足，形成了具有優良的耐高溫、抗腐蝕、高粘結性、機械性等性能的交聯結構。本發明提 供的室溫下剪切強度可以達到45MPa以上，280°C時的剪切強度為16MPa以上，能夠滿足被粘 接件在280Γ下長期工作的要求。本發明所采用的原料產生協同作用，大大提升了粘結劑的 抗老化性能、提升了粘結劑的溫度適應范圍，其溫度適應范圍為-80~280 °C。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本發明。
[0020] 實施例1
[0021] 本實施例中的機械鑄造用型砂粘結劑，由以下質量份數的組分組成:海泡石粉16 份、糠基硫醇18份、高嶺土粉14份、乳化瀝青12份、聚丙烯酸酯乳液18份、丙烯酸乙酯14份、 過氧化苯甲酰12份、十二水合硫酸鋁鉀18份、丙烯酸乳液14份、2,2_二羥甲基丙酸12份、五 氧化二鈮粉末18份、聚乙烯醇14份、纖維素鈉14份、二甲基硅油12份、過氧化二苯甲酰18份、 氧化鋁粉末14份、氯丁橡膠12份、煤焦油18份、聚乙烯醇14份、乙二胺四乙酸四鈉12份、苯基 異氰酸酯18份。
[0022]所述海泡石粉由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、50~80 目、80~100目，上述三種海泡石粉的混合質量比例為3:4:1。
[0023]所述五氧化二鈮粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、 50~80目、80~100目，上述三種五氧化二鈮粉末的混合質量比例為3:4:1。
[0024]所述丙烯酸乳液的粘度在25°C為12000mpa.s。
[0025]所述氧化鋁粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為20~50目、50~ 70目、70~90目，上述三種氧化鋁粉末的混合質量比例為2:3:1。
[0026]所述聚丙烯酸酯乳液的粘度在25°C為SOOOmpa. s。
[0027] 上述機械鑄造用型砂粘結劑制備方法步驟如下：
[0028] (1)將所述質量份數的海泡石粉、糠基硫醇、高嶺土粉、乳化瀝青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、過氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纖維素鈉、二甲基硅油、過氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四鈉、苯基異氰酸酯予以混合，依次加入攪拌罐中，以200rpm的速度充分 攪拌30分鐘；
[0029] (2)加入所述質量份數的十二水合硫酸鋁鉀、丙烯酸乳液、2,2_二羥甲基丙酸、五 氧化二鈮粉末，以300rpm的速度充分攪拌60分鐘；
[0030] (3)加入所述質量份數的氧化鋁粉末、氯丁橡膠、煤焦油，以400rpm的速度充分攪 拌90分鐘，得到粘結劑產品。
[0031] 實施例2
[0032] 本實施例中的機械鑄造用型砂粘結劑，由以下質量份數的組分組成:海泡石粉18 份、糠基硫醇20份、高嶺土粉16份、乳化瀝青14份、聚丙烯酸酯乳液20份、丙烯酸乙酯16份、 過氧化苯甲酰14份、十二水合硫酸鋁鉀20份、丙烯酸乳液16份、2,2_二羥甲基丙酸14份、五 氧化二鈮粉末20份、聚乙烯醇16份、纖維素鈉16份、二甲基硅油14份、過氧化二苯甲酰20份、 氧化鋁粉末16份、氯丁橡膠14份、煤焦油20份、聚乙烯醇16份、乙二胺四乙酸四鈉14份、苯基 異氰酸酯20份。
[0033]所述海泡石粉由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、50~80 目、80~100目，上述三種海泡石粉的混合質量比例為4:46:1。
[0034]所述五氧化二鈮粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、 50~80目、80~100目，上述三種五氧化二鈮粉末的混合質量比例為4:6:1。
[0035]所述丙烯酸乳液的粘度在25°C為13000mpa.s。
[0036]所述氧化鋁粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為20~50目、50~ 70目、70~90目，上述三種氧化鋁粉末的混合質量比例為3:4:1。
[0037]所述聚丙烯酸酯乳液的粘度在25°C為9000mpa.s。
[0038] 上述機械鑄造用型砂粘結劑制備方法步驟如下：
[0039] (1)將所述質量份數的海泡石粉、糠基硫醇、高嶺土粉、乳化瀝青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、過氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纖維素鈉、二甲基硅油、過氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四鈉、苯基異氰酸酯予以混合，依次加入攪拌罐中，以200rpm的速度充分 攪拌30分鐘；
[0040] (2)加入所述質量份數的十二水合硫酸鋁鉀、丙烯酸乳液、2,2_二羥甲基丙酸、五 氧化二鈮粉末，以300rpm的速度充分攪拌60分鐘；
[0041] (3)加入所述質量份數的氧化鋁粉末、氯丁橡膠、煤焦油，以400rpm的速度充分攪 拌90分鐘，得到粘結劑產品。
[0042] 實施例3
[0043]本實施例中的機械鑄造用型砂粘結劑，由以下質量份數的組分組成:海泡石粉20 份、糠基硫醇22份、高嶺土粉18份、乳化瀝青16份、聚丙烯酸酯乳液22份、丙烯酸乙酯18份、 過氧化苯甲酰16份、十二水合硫酸鋁鉀22份、丙烯酸乳液18份、2,2_二羥甲基丙酸16份、五 氧化二鈮粉末22份、聚乙烯醇18份、纖維素鈉18份、二甲基硅油16份、過氧化二苯甲酰22份、 氧化鋁粉末18份、氯丁橡膠16份、煤焦油22份、聚乙烯醇18份、乙二胺四乙酸四鈉16份、苯基 異氰酸酯22份。
[0044]所述海泡石粉由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、50~80 目、80~100目，上述三種海泡石粉的混合質量比例為5:8:1。
[0045]所述五氧化二鈮粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、 50~80目、80~100目，上述三種五氧化二鈮粉末的混合質量比例為5:8:1。
[0046] 所述丙烯酸乳液的粘度在25°C為HOOOmpa. s。
[0047]所述氧化鋁粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為20~50目、50~ 70目、70~90目，上述三種氧化鋁粉末的混合質量比例為4:5:1。
[0048]所述聚丙烯酸酯乳液的粘度在25°C為1000 Ompa. s。
[0049] 上述機械鑄造用型砂粘結劑制備方法步驟如下：
[0050] (1)將所述質量份數的海泡石粉、糠基硫醇、高嶺土粉、乳化瀝青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、過氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纖維素鈉、二甲基硅油、過氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四鈉、苯基異氰酸酯予以混合，依次加入攪拌罐中，以200rpm的速度充分 攪拌30分鐘；
[0051] (2)加入所述質量份數的十二水合硫酸鋁鉀、丙烯酸乳液、2,2_二羥甲基丙酸、五 氧化二鈮粉末，以300rpm的速度充分攪拌60分鐘；
[0052] (3)加入所述質量份數的氧化鋁粉末、氯丁橡膠、煤焦油，以400rpm的速度充分攪 拌90分鐘，得到粘結劑產品。
[0053] 對比例1
[0054] 1)分別稱取重均分子量為70000~75000的熱塑性丙烯酸樹脂25份，有機硅改性丙 烯酸樹脂20份，依次加入攪拌罐中，以IOOrpm的速度充分攪拌40分鐘；
[0055] b)繼續加入三聚氰胺樹脂10份，苯基三氯硅烷7份，，乙烯基三甲氧基硅烷5份，以 IOOrpm的速度充分攪拌60分鐘；
[0056] c)向步驟b)的混合物中繼續加入鈦白粉7份，凹凸棒粉5份，二氯四氟乙烷5份，乙 二醇單丁醚20份，以IOOrpm的速度充分攪拌60分鐘，得到本對比例中的粘結劑產品。
[0057] 對比例2
[0058] 1)分別稱取環氧改性羥基丙烯酸樹脂25份，重均分子量為70000~75000的熱塑性 丙烯酸樹脂25份，依次加入攪拌罐中，以IOOrpm的速度充分攪拌40分鐘；
[0059] 2)繼續加入三聚氰胺樹脂10份，苯基三氯硅烷7份，，乙烯基三甲氧基硅烷5份，以 IOOrpm的速度充分攪拌60分鐘；
[0060] 3)向步驟b)的混合物中繼續加入鈦白粉7份，凹凸棒粉5份，二氯四氟乙烷5份，乙 二醇單丁醚20份，以IOOrpm的速度充分攪拌60分鐘，得到粘結劑產品。
[0061] 將實施例1、實施例2、實施例3和對比例1、對比例2所制備的粘結劑在-80~280°C 下測試各自的剪切強度以及耐受時間，測試時間為360天，具體結果如下表1-5所示：

[0072]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為 本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于：由以下質量份數的組分組成:海泡石粉16 ~20份、糠基硫醇18~22份、高嶺土粉14~18份、乳化瀝青12~16份、聚丙烯酸酯乳液18~ 22份、丙烯酸乙酯14~18份、過氧化苯甲酰12~16份、十二水合硫酸鋁鉀18~22份、丙烯酸 乳液14~18份、2,2_二羥甲基丙酸12~16份、五氧化二鈮粉末18~22份、聚乙烯醇14~18 份、纖維素鈉14~18份、二甲基硅油12~16份、過氧化二苯甲酰18~22份、氧化鋁粉末14~ 18份、氯丁橡膠12~16份、煤焦油18~22份、聚乙烯醇14~18份、乙二胺四乙酸四鈉12~16 份、苯基異氰酸酯18~22份。2. 根據權利要求1所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述機械鑄造用型砂粘 結劑由以下質量份數的組分組成:海泡石粉16份、糠基硫醇18份、高嶺土粉14份、乳化瀝青 12份、聚丙烯酸酯乳液18份、丙烯酸乙酯14份、過氧化苯甲酰12份、十二水合硫酸鋁鉀18份、 丙烯酸乳液14份、2,2_二羥甲基丙酸12份、五氧化二鈮粉末18份、聚乙烯醇14份、纖維素鈉 14份、二甲基硅油12份、過氧化二苯甲酰18份、氧化鋁粉末14份、氯丁橡膠12份、煤焦油18 份、聚乙烯醇14份、乙二胺四乙酸四鈉12份、苯基異氰酸酯18份。3. 根據權利要求1所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述機械鑄造用型砂粘 結劑由以下質量份數的組分組成:海泡石粉18份、糠基硫醇20份、高嶺土粉16份、乳化瀝青 14份、聚丙烯酸酯乳液20份、丙烯酸乙酯16份、過氧化苯甲酰14份、十二水合硫酸鋁鉀20份、 丙烯酸乳液16份、2,2_二羥甲基丙酸14份、五氧化二鈮粉末20份、聚乙烯醇16份、纖維素鈉 16份、二甲基硅油14份、過氧化二苯甲酰20份、氧化鋁粉末16份、氯丁橡膠14份、煤焦油20 份、聚乙烯醇16份、乙二胺四乙酸四鈉14份、苯基異氰酸酯20份。4. 根據權利要求1所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述機械鑄造用型砂粘 結劑由以下質量份數的組分組成:海泡石粉20份、糠基硫醇22份、高嶺土粉18份、乳化瀝青 16份、聚丙烯酸酯乳液22份、丙烯酸乙酯18份、過氧化苯甲酰16份、十二水合硫酸鋁鉀22份、 丙烯酸乳液18份、2,2_二羥甲基丙酸16份、五氧化二鈮粉末22份、聚乙烯醇18份、纖維素鈉 18份、二甲基硅油16份、過氧化二苯甲酰22份、氧化鋁粉末18份、氯丁橡膠16份、煤焦油22 份、聚乙烯醇18份、乙二胺四乙酸四鈉16份、苯基異氰酸酯22份。5. 根據權利要求1至4所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述海泡石粉由三 種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、50~80目、80~100目，上述三種海泡 石粉的混合質量比例為3~5:4~8:1。6. 根據權利要求1至4所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述五氧化二鈮粉 末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30~50目、50~80目、80~100目，上述三 種五氧化二銀粉末的混合質量比例為3~5:4~8:1。7. 根據權利要求1至4所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述丙烯酸乳液的 粘度在 25°C 為 12000 ~HOOOmpa. s。8. 根據權利要求1至4所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述氧化鋁粉末由 三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為20~50目、50~70目、70~90目，上述三種氧 化鋁粉末的混合質量比例為2~4:3~5:1。9. 根據權利要求1至4所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述聚丙烯酸酯乳 液的粘度在25°C為8000~1000 Ompa. s。10. 根據權利要求1或4所述的機械鑄造用型砂粘結劑，其特征在于:所述機械鑄造用型 砂粘結劑制備方法步驟如下： (1) 將所述質量份數的海泡石粉、糠基硫醇、高嶺土粉、乳化瀝青、聚丙烯酸酯乳液、丙 烯酸乙酯、過氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纖維素鈉、二甲基硅油、過氧化二苯甲酰、聚乙烯醇、乙 二胺四乙酸四鈉、苯基異氰酸酯予以混合，依次加入攪拌罐中，以200rpm的速度充分攪拌30 分鐘； (2) 加入所述質量份數的十二水合硫酸鋁鉀、丙烯酸乳液、2,2_二羥甲基丙酸、五氧化 二鈮粉末，以300rpm的速度充分攪拌60分鐘； (3) 加入所述質量份數的氧化鋁粉末、氯丁橡膠、煤焦油，以400rpm的速度充分攪拌90 分鐘，得到粘結劑產品。
【文檔編號】B22C1/16GK105921685SQ201610301714
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月8日
【發明人】王璐
【申請人】王璐