一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂，該型砂利用纖維素硫酸酯對動物膠進行改性處理，制備得到一種新型的粘接劑，其中纖維素硫酸酯資源豐富，價格低廉，水溶性佳，表面反應活性高，經其改性后的動物膠粘結強度更高，加入的氧化石墨超聲分散形成氧化石墨烯，可改善復合粘接劑的流動性，提高粘接劑的拉伸強度；此外，原料中摻混的海藻酸鈉與氯化鈣可交聯雜化，使得砂料間形成高透氣微孔結構，獲得了優良的透氣性。本發明制備的型砂環保無毒，粘結牢固，抗沖擊韌性佳，易于清理和重利用，切合當前產業的發展需求，在鑄件領域具有廣闊的應用前景。
【專利說明】
一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及鑄造型砂技術領域，尤其涉及一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]型砂是指在鑄造中用來造型的材料，型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑以及輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。型砂在鑄造生產中的作用極為重要，因型砂的質量不好而造成的鑄件廢品約占鑄件總廢品的30?50%。通常意義上判斷型砂性能主要體現在以下幾個方面:
(I)具有較高的強度和熱穩定性；(2)良好的流動性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒間相互移動的能力；(3)—定的可塑性，即型砂在外力作用下變形，當外力去除后能保持所給予的形狀的能力；(4)較好的透氣性，即型砂孔隙透過氣體的能力；(5)高的潰散性，易于潰散清理。
[0003]隨著工業的發展，對鑄造業的要求越來越高，而型砂的質量是關系到鑄件質量的一個重要因素，目前市場的主流型砂主要有水玻璃、粘土等一類的無機粘接劑型砂以及合成樹脂、糊精等一類的有機粘接劑型砂。目前市場上主流的無機粘接劑類型砂主要存在潰散性差，易吸潮，舊砂利用率低等缺陷;樹脂砂雖然潰散性好，鑄造精度高，然而其在澆注過程中容易產生污染性氣體。《一種復合改性動物膠粘接劑制備工藝的研究》一文介紹了以改性動物膠作為粘接劑的型砂，這種類型的型砂環保易降解，潰散效果好，為開發新型的型砂提供了可行的發展方向，然而由于動物膠的天然屬性，在實際應用過程中提高粘結強度、加快固化速度仍是研究的重點。

【發明內容】

[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂，該型砂由以下重量份的原料制成:200-400目廢舊陶瓷砂60-80、400-600目電熔鎂砂20-30、纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑12-16、三氧化二釔0.1-0.2、濃度為5-10%的海藻酸鈉水溶液4-5、濃度為1-10%的氯化鈣水溶液6-10、去離子水10-15。
[0006]所述的纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑由以下重量份的原料制成:纖維素硫酸酯5_8、動物I父30-40、3-氯-2-輕丙基二甲基氯化錢1_2、氧化石墨1_2、質量濃度為10_15%的戊二醛水溶液5-8、去離子水30-50;其制備方法為:先將動物膠與去離子水混合，加熱至50-60°C，攪拌形成均勻溶液，隨后加入氧化石墨，超聲分散4-5h后加入纖維素硫酸酯、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，繼續攪拌混合2-3h后加入戊二醛水溶液，攪拌混合均勻后即得所述的纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑。
[0007]該型砂的制備方法為:先將三氧化二釔與去離子水混合研磨分散4_5h，接著加入廢舊陶瓷啥、電熔鎂砂、海藻酸鈉水溶液，攪拌混合50-80min，隨后加入氯化鈣水溶液，繼續攪拌混合3-5h，攪拌結束后加入纖維素酯改性動物膠粘接劑混合5-10min，即得。
[0008]本發明利用纖維素硫酸酯對動物膠進行改性處理，制備得到一種新型的粘接劑，其中纖維素硫酸酯資源豐富，價格低廉，水溶性佳，表面反應活性高，經其改性后的動物膠粘結強度更高，加入的氧化石墨超聲分散形成氧化石墨烯，可改善復合粘接劑的流動性，提高粘接劑的拉伸強度;此外，原料中摻混的海藻酸鈉與氯化鈣可交聯雜化，使得砂料間形成高透氣微孔結構，獲得了優良的透氣性。本發明制備的型砂環保無毒，粘結牢固，抗沖擊韌性佳，易于清理和重利用，切合當前產業的發展需求，在鑄件領域具有廣闊的應用前景。
【具體實施方式】
[0009]該實施例型砂由以下重量份的原料制成:200目廢舊陶瓷砂60、400目電熔鎂砂20、纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑12、三氧化二釔0.1、濃度為5%的海藻酸鈉水溶液4、濃度為I %的氯化鈣水溶液6、去離子水1。
[0010]其中纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑由以下重量份的原料制成:纖維素硫酸酯5、動物膠30、3_氯-2-羥丙基三甲基氯化銨1、氧化石墨1、質量濃度為10%的戊二醛水溶液5、去離子水30;其制備方法為:先將動物膠與去離子水混合，加熱至500C，攪拌形成均勻溶液，隨后加入氧化石墨，超聲分散4h后加入纖維素硫酸酯、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，繼續攪拌混合2h后加入戊二醛水溶液，攪拌混合均勻后即得所述的纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑。
[0011 ]該實施例型砂的制備方法為:先將三氧化二釔與去離子水混合研磨分散4h，接著加入廢舊陶瓷啥、電熔鎂砂、海藻酸鈉水溶液，攪拌混合50min，隨后加入氯化鈣水溶液，繼續攪拌混合3h，攪拌結束后加入纖維素酯改性動物膠粘接劑混合5min，即得。
[0012]該實施例制備得到的型砂根據相關測試標準測試得到的結果如下:
濕壓強度:106.5KPa ；緊實率:40.6%;透氣率:103;熱濕拉強度:46.8KPa ；破碎指數:86.5%ο
【主權項】
1.一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂，其特征在于，該型砂由以下重量份的原料制成:200-400目廢舊陶瓷砂60-80、400-600目電熔鎂砂20-30、纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑12-16、三氧化二釔0.1-0.2、濃度為5-10%的海藻酸鈉水溶液4-5、濃度為1-10%的氯化鈣水溶液6-10、去離子水10-15。2.如權利要求1所述的一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂，其特征在于，所述的纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑由以下重量份的原料制成:纖維素硫酸酯5_8、動物I父30-40、3-氯-2-輕丙基二甲基氯化錢1_2、氧化石墨1_2、質量濃度為10_15%的戊二醛水溶液5-8、去離子水30-50;其制備方法為:先將動物膠與去離子水混合，加熱至50-60°C，攪拌形成均勻溶液，隨后加入氧化石墨，超聲分散4-5h后加入纖維素硫酸酯、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，繼續攪拌混合2-3h后加入戊二醛水溶液，攪拌混合均勻后即得所述的纖維素硫酸酯改性動物膠粘接劑。3.如權利要求1所述的一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環保型砂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為:先將三氧化二釔與去離子水混合研磨分散4-5h，接著加入廢舊陶瓷啥、電熔鎂砂、海藻酸鈉水溶液，攪拌混合50-80min，隨后加入氯化鈣水溶液，繼續攪拌混合3-5h，攪拌結束后加入纖維素酯改性動物膠粘接劑混合5-10min，即得。
【文檔編號】B22C1/00GK105964882SQ201610457020
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】岳承平
【申請人】馬鞍山市創誠鑄造有限公司