一种机械铸造用型砂粘结剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种机械铸造用型砂粘结剂，由海泡石粉、糠基硫醇、高岭土粉、乳化沥青、聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸乙酯、过氧化苯甲酰、十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、2，2?二羟甲基丙酸、五氧化二铌粉末、聚乙烯醇、纤维素钠、二甲基硅油、过氧化二苯甲酰、氧化铝粉末、氯丁橡胶、煤焦油、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸四钠、苯基异氰酸酯组成，所制备的产品通过合理的配比和混合，使各组分之间产生协同作用，克服了各自单独使用时的不足，形成了具有优良的耐高温、抗腐蚀、高粘结性、机械性等性能的交联结构。
【专利说明】
一种机械铸造用型砂粘结剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种机械铸造用型砂粘结剂及其制备方法，属于机械铸造型砂生产制 备技术领域。
【背景技术】
[0002] 砂型铸造--在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可 用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单 件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。制造砂 型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是娃质砂。娃砂的尚温性能不能 满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一 定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结 剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油 或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种机械铸造用型砂粘结剂及其制备方法，以便更好地实 现机械铸造用型砂的粘结效果，便于根据需要使用。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
[0005] -种机械铸造用型砂粘结剂，由以下质量份数的组分组成:海泡石粉16~20份、糠 基硫醇18~22份、高岭土粉14~18份、乳化沥青12~16份、聚丙烯酸酯乳液18~22份、丙烯 酸乙酯14~18份、过氧化苯甲酰12~16份、十二水合硫酸错钾18~22份、丙稀酸乳液14~18 份、2,2_二羟甲基丙酸12~16份、五氧化二铌粉末18~22份、聚乙烯醇14~18份、纤维素钠 14~18份、二甲基硅油12~16份、过氧化二苯甲酰18~22份、氧化铝粉末14~18份、氯丁橡 胶12~16份、煤焦油18~22份、聚乙烯醇14~18份、乙二胺四乙酸四钠12~16份、苯基异氰 酸酯18~22份。
[0006] 进一步地，上述机械铸造用型砂粘结剂，由以下质量份数的组分组成:海泡石粉16 份、糠基硫醇18份、高岭土粉14份、乳化沥青12份、聚丙烯酸酯乳液18份、丙烯酸乙酯14份、 过氧化苯甲酰12份、十二水合硫酸铝钾18份、丙烯酸乳液14份、2,2_二羟甲基丙酸12份、五 氧化二铌粉末18份、聚乙烯醇14份、纤维素钠14份、二甲基硅油12份、过氧化二苯甲酰18份、 氧化铝粉末14份、氯丁橡胶12份、煤焦油18份、聚乙烯醇14份、乙二胺四乙酸四钠12份、苯基 异氰酸酯18份。
[0007] 进一步地，上述机械铸造用型砂粘结剂，由以下质量份数的组分组成:海泡石粉18 份、糠基硫醇20份、高岭土粉16份、乳化沥青14份、聚丙烯酸酯乳液20份、丙烯酸乙酯16份、 过氧化苯甲酰14份、十二水合硫酸铝钾20份、丙烯酸乳液16份、2,2_二羟甲基丙酸14份、五 氧化二铌粉末20份、聚乙烯醇16份、纤维素钠16份、二甲基硅油14份、过氧化二苯甲酰20份、 氧化铝粉末16份、氯丁橡胶14份、煤焦油20份、聚乙烯醇16份、乙二胺四乙酸四钠14份、苯基 异氰酸酯20份。
[0008] 进一步地，上述机械铸造用型砂粘结剂，由以下质量份数的组分组成:海泡石粉20 份、糠基硫醇22份、高岭土粉18份、乳化沥青16份、聚丙烯酸酯乳液22份、丙烯酸乙酯18份、 过氧化苯甲酰16份、十二水合硫酸铝钾22份、丙烯酸乳液18份、2,2_二羟甲基丙酸16份、五 氧化二铌粉末22份、聚乙烯醇18份、纤维素钠18份、二甲基硅油16份、过氧化二苯甲酰22份、 氧化铝粉末18份、氯丁橡胶16份、煤焦油22份、聚乙烯醇18份、乙二胺四乙酸四钠16份、苯基 异氰酸酯22份。
[0009] 进一步地，海泡石粉由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、50 ~80目、80~100目，上述三种海泡石粉的混合质量比例为3~5:4~8:1。
[0010]进一步地，所述五氧化二铌粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为 30~50目、50~80目、80~100目，上述三种五氧化二铌粉末的混合质量比例为3~5:4~8: 1〇
[0011] 进一步地，所述丙烯酸乳液的粘度在25°C为12000~HOOOmpa. s。
[0012]进一步地，所述氧化铝粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为20~ 50目、50~70目、70~90目，上述三种氧化铝粉末的混合质量比例为2~4:3~5:1。
[0013] 进一步地，所述聚丙稀酸酯乳液的粘度在25°C为8000~1000 Ompa. S。
[0014] 进一步地，上述机械铸造用型砂粘结剂制备方法步骤如下：
[0015] (1)将所述质量份数的海泡石粉、糠基硫醇、高岭土粉、乳化沥青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、过氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纤维素钠、二甲基硅油、过氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四钠、苯基异氰酸酯予以混合，依次加入搅拌罐中，以200rpm的速度充分 搅拌30分钟；
[0016] (2)加入所述质量份数的十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、2,2_二羟甲基丙酸、五 氧化二铌粉末，以300rpm的速度充分搅拌60分钟；
[0017] (3)加入所述质量份数的氧化铝粉末、氯丁橡胶、煤焦油，以400rpm的速度充分搅 拌90分钟，得到粘结剂产品。
[0018] 该发明的有益效果在于:本机械铸造用型砂粘结剂，由海泡石粉、糠基硫醇、高岭 土粉、乳化沥青、聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸乙酯、过氧化苯甲酰、十二水合硫酸铝钾、丙烯酸 乳液、2,2_二羟甲基丙酸、五氧化二铌粉末、聚乙烯醇、纤维素钠、二甲基硅油、过氧化二苯 甲酰、氧化铝粉末、氯丁橡胶、煤焦油、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸四钠、苯基异氰酸酯组成，所 制备的产品通过合理的配比和混合，使各组分之间产生协同作用，克服了各自单独使用时 的不足，形成了具有优良的耐高温、抗腐蚀、高粘结性、机械性等性能的交联结构。本发明提 供的室温下剪切强度可以达到45MPa以上，280°C时的剪切强度为16MPa以上，能够满足被粘 接件在280Γ下长期工作的要求。本发明所采用的原料产生协同作用，大大提升了粘结剂的 抗老化性能、提升了粘结剂的温度适应范围，其温度适应范围为-80~280 °C。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本发明。
[0020] 实施例1
[0021] 本实施例中的机械铸造用型砂粘结剂，由以下质量份数的组分组成:海泡石粉16 份、糠基硫醇18份、高岭土粉14份、乳化沥青12份、聚丙烯酸酯乳液18份、丙烯酸乙酯14份、 过氧化苯甲酰12份、十二水合硫酸铝钾18份、丙烯酸乳液14份、2,2_二羟甲基丙酸12份、五 氧化二铌粉末18份、聚乙烯醇14份、纤维素钠14份、二甲基硅油12份、过氧化二苯甲酰18份、 氧化铝粉末14份、氯丁橡胶12份、煤焦油18份、聚乙烯醇14份、乙二胺四乙酸四钠12份、苯基 异氰酸酯18份。
[0022]所述海泡石粉由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、50~80 目、80~100目，上述三种海泡石粉的混合质量比例为3:4:1。
[0023]所述五氧化二铌粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、 50~80目、80~100目，上述三种五氧化二铌粉末的混合质量比例为3:4:1。
[0024]所述丙烯酸乳液的粘度在25°C为12000mpa.s。
[0025]所述氧化铝粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为20~50目、50~ 70目、70~90目，上述三种氧化铝粉末的混合质量比例为2:3:1。
[0026]所述聚丙烯酸酯乳液的粘度在25°C为SOOOmpa. s。
[0027] 上述机械铸造用型砂粘结剂制备方法步骤如下：
[0028] (1)将所述质量份数的海泡石粉、糠基硫醇、高岭土粉、乳化沥青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、过氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纤维素钠、二甲基硅油、过氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四钠、苯基异氰酸酯予以混合，依次加入搅拌罐中，以200rpm的速度充分 搅拌30分钟；
[0029] (2)加入所述质量份数的十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、2,2_二羟甲基丙酸、五 氧化二铌粉末，以300rpm的速度充分搅拌60分钟；
[0030] (3)加入所述质量份数的氧化铝粉末、氯丁橡胶、煤焦油，以400rpm的速度充分搅 拌90分钟，得到粘结剂产品。
[0031] 实施例2
[0032] 本实施例中的机械铸造用型砂粘结剂，由以下质量份数的组分组成:海泡石粉18 份、糠基硫醇20份、高岭土粉16份、乳化沥青14份、聚丙烯酸酯乳液20份、丙烯酸乙酯16份、 过氧化苯甲酰14份、十二水合硫酸铝钾20份、丙烯酸乳液16份、2,2_二羟甲基丙酸14份、五 氧化二铌粉末20份、聚乙烯醇16份、纤维素钠16份、二甲基硅油14份、过氧化二苯甲酰20份、 氧化铝粉末16份、氯丁橡胶14份、煤焦油20份、聚乙烯醇16份、乙二胺四乙酸四钠14份、苯基 异氰酸酯20份。
[0033]所述海泡石粉由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、50~80 目、80~100目，上述三种海泡石粉的混合质量比例为4:46:1。
[0034]所述五氧化二铌粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、 50~80目、80~100目，上述三种五氧化二铌粉末的混合质量比例为4:6:1。
[0035]所述丙烯酸乳液的粘度在25°C为13000mpa.s。
[0036]所述氧化铝粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为20~50目、50~ 70目、70~90目，上述三种氧化铝粉末的混合质量比例为3:4:1。
[0037]所述聚丙烯酸酯乳液的粘度在25°C为9000mpa.s。
[0038] 上述机械铸造用型砂粘结剂制备方法步骤如下：
[0039] (1)将所述质量份数的海泡石粉、糠基硫醇、高岭土粉、乳化沥青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、过氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纤维素钠、二甲基硅油、过氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四钠、苯基异氰酸酯予以混合，依次加入搅拌罐中，以200rpm的速度充分 搅拌30分钟；
[0040] (2)加入所述质量份数的十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、2,2_二羟甲基丙酸、五 氧化二铌粉末，以300rpm的速度充分搅拌60分钟；
[0041] (3)加入所述质量份数的氧化铝粉末、氯丁橡胶、煤焦油，以400rpm的速度充分搅 拌90分钟，得到粘结剂产品。
[0042] 实施例3
[0043]本实施例中的机械铸造用型砂粘结剂，由以下质量份数的组分组成:海泡石粉20 份、糠基硫醇22份、高岭土粉18份、乳化沥青16份、聚丙烯酸酯乳液22份、丙烯酸乙酯18份、 过氧化苯甲酰16份、十二水合硫酸铝钾22份、丙烯酸乳液18份、2,2_二羟甲基丙酸16份、五 氧化二铌粉末22份、聚乙烯醇18份、纤维素钠18份、二甲基硅油16份、过氧化二苯甲酰22份、 氧化铝粉末18份、氯丁橡胶16份、煤焦油22份、聚乙烯醇18份、乙二胺四乙酸四钠16份、苯基 异氰酸酯22份。
[0044]所述海泡石粉由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、50~80 目、80~100目，上述三种海泡石粉的混合质量比例为5:8:1。
[0045]所述五氧化二铌粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、 50~80目、80~100目，上述三种五氧化二铌粉末的混合质量比例为5:8:1。
[0046] 所述丙烯酸乳液的粘度在25°C为HOOOmpa. s。
[0047]所述氧化铝粉末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为20~50目、50~ 70目、70~90目，上述三种氧化铝粉末的混合质量比例为4:5:1。
[0048]所述聚丙烯酸酯乳液的粘度在25°C为1000 Ompa. s。
[0049] 上述机械铸造用型砂粘结剂制备方法步骤如下：
[0050] (1)将所述质量份数的海泡石粉、糠基硫醇、高岭土粉、乳化沥青、聚丙烯酸酯乳 液、丙烯酸乙酯、过氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纤维素钠、二甲基硅油、过氧化二苯甲酰、聚乙烯 醇、乙二胺四乙酸四钠、苯基异氰酸酯予以混合，依次加入搅拌罐中，以200rpm的速度充分 搅拌30分钟；
[0051] (2)加入所述质量份数的十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、2,2_二羟甲基丙酸、五 氧化二铌粉末，以300rpm的速度充分搅拌60分钟；
[0052] (3)加入所述质量份数的氧化铝粉末、氯丁橡胶、煤焦油，以400rpm的速度充分搅 拌90分钟，得到粘结剂产品。
[0053] 对比例1
[0054] 1)分别称取重均分子量为70000~75000的热塑性丙烯酸树脂25份，有机硅改性丙 烯酸树脂20份，依次加入搅拌罐中，以IOOrpm的速度充分搅拌40分钟；
[0055] b)继续加入三聚氰胺树脂10份，苯基三氯硅烷7份，，乙烯基三甲氧基硅烷5份，以 IOOrpm的速度充分搅拌60分钟；
[0056] c)向步骤b)的混合物中继续加入钛白粉7份，凹凸棒粉5份，二氯四氟乙烷5份，乙 二醇单丁醚20份，以IOOrpm的速度充分搅拌60分钟，得到本对比例中的粘结剂产品。
[0057] 对比例2
[0058] 1)分别称取环氧改性羟基丙烯酸树脂25份，重均分子量为70000~75000的热塑性 丙烯酸树脂25份，依次加入搅拌罐中，以IOOrpm的速度充分搅拌40分钟；
[0059] 2)继续加入三聚氰胺树脂10份，苯基三氯硅烷7份，，乙烯基三甲氧基硅烷5份，以 IOOrpm的速度充分搅拌60分钟；
[0060] 3)向步骤b)的混合物中继续加入钛白粉7份，凹凸棒粉5份，二氯四氟乙烷5份，乙 二醇单丁醚20份，以IOOrpm的速度充分搅拌60分钟，得到粘结剂产品。
[0061] 将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1、对比例2所制备的粘结剂在-80~280°C 下测试各自的剪切强度以及耐受时间，测试时间为360天，具体结果如下表1-5所示：
[0072]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于：由以下质量份数的组分组成:海泡石粉16 ~20份、糠基硫醇18~22份、高岭土粉14~18份、乳化沥青12~16份、聚丙烯酸酯乳液18~ 22份、丙烯酸乙酯14~18份、过氧化苯甲酰12~16份、十二水合硫酸铝钾18~22份、丙烯酸 乳液14~18份、2,2_二羟甲基丙酸12~16份、五氧化二铌粉末18~22份、聚乙烯醇14~18 份、纤维素钠14~18份、二甲基硅油12~16份、过氧化二苯甲酰18~22份、氧化铝粉末14~ 18份、氯丁橡胶12~16份、煤焦油18~22份、聚乙烯醇14~18份、乙二胺四乙酸四钠12~16 份、苯基异氰酸酯18~22份。2. 根据权利要求1所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述机械铸造用型砂粘 结剂由以下质量份数的组分组成:海泡石粉16份、糠基硫醇18份、高岭土粉14份、乳化沥青 12份、聚丙烯酸酯乳液18份、丙烯酸乙酯14份、过氧化苯甲酰12份、十二水合硫酸铝钾18份、 丙烯酸乳液14份、2,2_二羟甲基丙酸12份、五氧化二铌粉末18份、聚乙烯醇14份、纤维素钠 14份、二甲基硅油12份、过氧化二苯甲酰18份、氧化铝粉末14份、氯丁橡胶12份、煤焦油18 份、聚乙烯醇14份、乙二胺四乙酸四钠12份、苯基异氰酸酯18份。3. 根据权利要求1所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述机械铸造用型砂粘 结剂由以下质量份数的组分组成:海泡石粉18份、糠基硫醇20份、高岭土粉16份、乳化沥青 14份、聚丙烯酸酯乳液20份、丙烯酸乙酯16份、过氧化苯甲酰14份、十二水合硫酸铝钾20份、 丙烯酸乳液16份、2,2_二羟甲基丙酸14份、五氧化二铌粉末20份、聚乙烯醇16份、纤维素钠 16份、二甲基硅油14份、过氧化二苯甲酰20份、氧化铝粉末16份、氯丁橡胶14份、煤焦油20 份、聚乙烯醇16份、乙二胺四乙酸四钠14份、苯基异氰酸酯20份。4. 根据权利要求1所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述机械铸造用型砂粘 结剂由以下质量份数的组分组成:海泡石粉20份、糠基硫醇22份、高岭土粉18份、乳化沥青 16份、聚丙烯酸酯乳液22份、丙烯酸乙酯18份、过氧化苯甲酰16份、十二水合硫酸铝钾22份、 丙烯酸乳液18份、2,2_二羟甲基丙酸16份、五氧化二铌粉末22份、聚乙烯醇18份、纤维素钠 18份、二甲基硅油16份、过氧化二苯甲酰22份、氧化铝粉末18份、氯丁橡胶16份、煤焦油22 份、聚乙烯醇18份、乙二胺四乙酸四钠16份、苯基异氰酸酯22份。5. 根据权利要求1至4所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述海泡石粉由三 种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目，上述三种海泡 石粉的混合质量比例为3~5:4~8:1。6. 根据权利要求1至4所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述五氧化二铌粉 末由三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目，上述三 种五氧化二银粉末的混合质量比例为3~5:4~8:1。7. 根据权利要求1至4所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述丙烯酸乳液的 粘度在 25°C 为 12000 ~HOOOmpa. s。8. 根据权利要求1至4所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述氧化铝粉末由 三种粒径目数的粉体组成，其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目，上述三种氧 化铝粉末的混合质量比例为2~4:3~5:1。9. 根据权利要求1至4所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述聚丙烯酸酯乳 液的粘度在25°C为8000~1000 Ompa. s。10. 根据权利要求1或4所述的机械铸造用型砂粘结剂，其特征在于:所述机械铸造用型 砂粘结剂制备方法步骤如下： (1) 将所述质量份数的海泡石粉、糠基硫醇、高岭土粉、乳化沥青、聚丙烯酸酯乳液、丙 烯酸乙酯、过氧化苯甲酰、聚乙烯醇、纤维素钠、二甲基硅油、过氧化二苯甲酰、聚乙烯醇、乙 二胺四乙酸四钠、苯基异氰酸酯予以混合，依次加入搅拌罐中，以200rpm的速度充分搅拌30 分钟； (2) 加入所述质量份数的十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、2,2_二羟甲基丙酸、五氧化 二铌粉末，以300rpm的速度充分搅拌60分钟； (3) 加入所述质量份数的氧化铝粉末、氯丁橡胶、煤焦油，以400rpm的速度充分搅拌90 分钟，得到粘结剂产品。
【文档编号】B22C1/16GK105921685SQ201610301714
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月8日
【发明人】王璐
【申请人】王璐