发明领域本发明涉及一种覆膜砂，具体涉及一种低臭气型覆膜砂，属于覆膜砂材料领域。
背景技术：
：树脂覆膜砂通常是指用于模具制芯热固化工艺使用的，骨料为耐高温无机天然石英砂或人工砂，骨料表面裹覆了一层有机高分子树脂的铸造材料。随着铸造行业的绿色环保性的要求越来越高，由于覆膜砂中含有的乌洛托品固化剂，在制芯时随着树脂加热固化而发生的物理化学过程中，会向作业环境大量排放如氨气等的有害物质，严重地污染工作环境，给操作工人的身体带来严重的危害，76ppm的氨气对人的粘膜有刺激；当浓度达到300ppm时，粘膜表面会产生损伤；如果浓度更高，则会引起眼睑浮肿、咳嗽、呼吸困难和呕吐等症状，甚至引起细支气管和肺泡充血、浮肿、出血及肺气肿等疾病，长期低浓度的氨气也可引起慢性肺部疾病。现在普遍使用的含有潜伏性固化剂乌洛托品的覆膜砂基础上开发出全新的具有低氨气味的覆膜砂产品是技术进步的必然，减少制芯氨气的排放，降低对工人健康的影响，有利于提高树脂覆膜砂的环境友好性能的同时，也给树脂覆膜砂制造商提出技术改进要求。技术实现要素：本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种低臭气型覆膜砂。本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种低臭气型覆膜砂，所述低臭气型覆膜砂具体包括如下重量份数的组分：天然矽砂：80-90份，改性酚醛树脂：15-20份，矿物纤维：5-10份，水：5-8份，钙粉：2-5份，fe3o4:2-5份。本发明通过采用天然矽砂作为骨材，加入改性酚醛树脂作为接连骨材的粘结剂，并加入液态热固性酚醛树脂取代乌洛托品作为改性酚醛树脂的硬化剂，由于液态热固性酚醛树脂中带有能与酚醛树脂中环氧基羟基起反应的基团，在一定条件下加热能相互交联达到固化，从而制成无氨覆膜砂；同时，本发明通过加入矿物纤维，能使得到的覆膜砂具有一定的机械强度。在上述一种低臭气型覆膜砂中，通过采用天然矽砂作为骨料，天然矽砂中含有90％及以上的二氧化硅，且具有极高的耐火度，一般在1700℃以上，尤其是，天然矽砂的组成粒度均匀整齐，均匀率都在90％及以上，细率较低，透气性优良，作为覆膜砂的骨材使用，有利于制成的覆膜砂具有优良性能。另外，本发明采用改性酚醛树脂作为接连骨材的粘结剂，所述改性酚醛树脂的制备方法具体包括如下步骤：将熔化的苯酚、质量为苯酚质量1.5-2.3％的改性剂、液态热固性酚醛树脂放入甲醛水溶液中，调节ph至1.7-2.3，缓慢升温至85-90℃停止加热，回流40-60min，加入偶联剂并搅拌均匀。在本发明低臭气型覆膜砂中，所述改性剂为有机硅与蔗糖的混合物，且质量比(4-5)：1。本发明通过有机硅对酚醛树脂进行改性，有机硅中含有大量可以和多羟甲基酚发生反应的端羟基，将直链型的有机硅大分子带入到酚醛树脂中并带入大量的硅氧健，柔软的长直链和有机硅本身的柔韧性会使酚醛树脂的柔韧性得以提高，又因为硅氧键的键能比碳氧键的键能大，所以有机硅改性增大了酚醛树脂的耐热性。同时，本发明通过加入蔗糖，加入少量蔗糖时，蔗糖与酚醛树脂反应，产品分子量变大，粘度和粘接强度都变大，柔韧性相差不大。当蔗糖加入过多时，蔗糖先和有机硅与酚醛树脂发生发应，羟甲基的含量大量减少，会导致有机硅和蔗糖没有完全参与反应，剩余单体量增多，导致粘度、粘接强度和柔韧性降低，同时没有反应完的蔗糖固化后很脆，也使树脂柔韧性变差。因此，本发明选用上述成分的有机硅和蔗糖。在本发明低臭气型覆膜砂中，所述苯酚的质量为天然矽砂质量的1.2-1.5％；所述液态热固性酚醛树脂的质量为天然矽砂质量的0.35-0.57％；所述甲醛溶液的加入量与苯酚的质量比为(1.2-1.4)：1，所述甲醛溶液的质量分数为37-45％。其次，本发明在覆膜砂中加入矿物纤维，由于树脂在受热反应时收缩，会出现大量的微裂缝和微孔洞，树脂砂体应力集中，导致其破坏应力大幅降低，由于纤维的弹性模量远大于固化树脂，纤维复合砂体破坏时纤维主要为拔出而非断裂，当树脂基体与纤维结合非常紧密时，纤维将抑制基体产生过大形变，在树脂-纤维界面层会出现剪切应力和剪切应变，因此，矿物纤维的加入能增强覆膜砂的抗压强度。在上述一种低臭气型覆膜砂中，加入少量水，能作为液态热固性酚醛树脂的溶剂，使它均匀分布在树脂膜上；同时能起降温作用，缩短覆膜砂混合时间，提高生产率。在上述一种低臭气型覆膜砂中，通过加入硬脂酸钙，有利于改善或防止覆膜砂储存过程中结块，增加覆膜砂的流动性，使制出的壳芯表面致密，并能提高其强度，同时也有利于改善壳芯的起模性。在上述一种低臭气型覆膜砂中，通过加入fe3o4，有助于减少铸件气孔，同时减少铸钢件渗c，同时防止铸件脉纹及铸钢件桔皮缺陷。本发明的另一个目的在于提供一种上述低臭气型覆膜砂的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：称量混炼：称取矽砂，加热至150-170℃，加入改性酚醛树脂、矿物纤维、水、钙粉和fe3o4，混炼50-60s得混合物；去除结块：将混合物破碎、经震动筛，再通过流动冷却机得一次混合物；再去除：将一次混合物再次经震动筛得半成品；称量包装：将半成品经称量和包装后得成品。在上述一种低臭气型覆膜砂的制备方法中，所述流动冷却机中的温度为30-40℃。与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、本发明低臭气型覆膜砂采用改性酚醛树脂作为接连骨材的粘结剂,同时采用液态热固性酚醛树脂作为改性酚醛树脂的硬化剂，能够避免乌洛托品的使用，从而造成氨气的污染；2、本发明低臭气型覆膜砂采用有机硅和蔗糖对酚醛树脂进行改性，同时在覆膜砂中加入矿物纤维，能够使制得的覆膜砂具有耐热性能和韧性；3、本发明低臭气型覆膜砂通过合理配伍的成分，并配合特定的制备方法，使制得的覆膜砂低臭气，且机械性能优良。具体实施方式以下是本发明的具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。表1：实施例1-5中低臭气型覆膜砂的组分及重量份数实施例1称量混炼：按照表1实施例1称取矽砂，加热至150℃，加入改性酚醛树脂、矿物纤维、水、钙粉和fe3o4，混炼50s得混合物；其中，改性酚醛树脂的制备方法具体包括如下步骤：将熔化的苯酚、质量为苯酚质量1.5％的改性剂、液态热固性酚醛树脂放入甲醛水溶液中，调节ph至1.7，缓慢升温至85℃停止加热，回流40min，加入偶联剂并搅拌均匀；改性剂为有机硅与蔗糖的混合物，且质量比4：1；所述苯酚的质量为天然矽砂质量的1.2％；所述液态热固性酚醛树脂的质量为天然矽砂质量的0.35％；甲醛水溶液的加入量与苯酚的质量比为1.2：1，所述甲醛水溶液的质量分数为37％；去除结块：将混合物破碎、经震动筛，再通过流动冷却机得一次混合物；所述流动冷却机中的温度为30℃；再去除：将一次混合物再次经震动筛得半成品；称量包装：将半成品经称量和包装后得成品。实施例2称量混炼：按照表1实施例2称取矽砂，加热至155℃，加入改性酚醛树脂、矿物纤维、水、钙粉和fe3o4，混炼52s得混合物；其中，改性酚醛树脂的制备方法具体包括如下步骤：将熔化的苯酚、质量为苯酚质量1.7％的改性剂、液态热固性酚醛树脂放入甲醛水溶液中，调节ph至1.8，缓慢升温至86℃停止加热，回流45min，加入偶联剂并搅拌均匀；改性剂为有机硅与蔗糖的混合物，且质量比4.2：1；所述苯酚的质量为天然矽砂质量的1.3％；所述液态热固性酚醛树脂的质量为天然矽砂质量的0.40％；甲醛水溶液的加入量与苯酚的质量比为1.25：1，所述甲醛水溶液的质量分数为39％；去除结块：将混合物破碎、经震动筛，再通过流动冷却机得一次混合物；所述流动冷却机中的温度为32℃；再去除：将一次混合物再次经震动筛得半成品；称量包装：将半成品经称量和包装后得成品。实施例3称量混炼：按照表1实施例3称取矽砂，加热至160℃，加入改性酚醛树脂、矿物纤维、水、钙粉和fe3o4，混炼55s得混合物；其中，改性酚醛树脂的制备方法具体包括如下步骤：将熔化的苯酚、质量为苯酚质量1.9％的改性剂、液态热固性酚醛树脂放入甲醛水溶液中，调节ph至2，缓慢升温至88℃停止加热，回流50min，加入偶联剂并搅拌均匀；改性剂为有机硅与蔗糖的混合物，且质量比4.5：1；所述苯酚的质量为天然矽砂质量的1.35％；所述液态热固性酚醛树脂的质量为天然矽砂质量的0.46％；甲醛水溶液的加入量与苯酚的质量比为1.3：1，所述甲醛水溶液的质量分数为41％；去除结块：将混合物破碎、经震动筛，再通过流动冷却机得一次混合物；所述流动冷却机中的温度为35℃；再去除：将一次混合物再次经震动筛得半成品；称量包装：将半成品经称量和包装后得成品。实施例4称量混炼：按照表1实施例4称取矽砂，加热至165℃，加入改性酚醛树脂、矿物纤维、水、钙粉和fe3o4，混炼58s得混合物；其中，改性酚醛树脂的制备方法具体包括如下步骤：将熔化的苯酚、质量为苯酚质量2％的改性剂、液态热固性酚醛树脂放入甲醛水溶液中，调节ph至2.2，缓慢升温至88℃停止加热，回流58min，加入偶联剂并搅拌均匀；改性剂为有机硅与蔗糖的混合物，且质量比4.8：1；所述苯酚的质量为天然矽砂质量的1.40％；所述液态热固性酚醛树脂的质量为天然矽砂质量的0.50％；甲醛水溶液的加入量与苯酚的质量比为1.35：1，所述甲醛水溶液的质量分数为42％；去除结块：将混合物破碎、经震动筛，再通过流动冷却机得一次混合物；所述流动冷却机中的温度为38℃；再去除：将一次混合物再次经震动筛得半成品；称量包装：将半成品经称量和包装后得成品。实施例5称量混炼：按照表1实施例5称取矽砂，加热至170℃，加入改性酚醛树脂、矿物纤维、水、钙粉和fe3o4，混炼60s得混合物；其中，改性酚醛树脂的制备方法具体包括如下步骤：将熔化的苯酚、质量为苯酚质量2.3％的改性剂、液态热固性酚醛树脂放入甲醛水溶液中，调节ph至2.3，缓慢升温至90℃停止加热，回流60min，加入偶联剂并搅拌均匀；改性剂为有机硅与蔗糖的混合物，且质量比5：1；所述苯酚的质量为天然矽砂质量的1.5％；所述液态热固性酚醛树脂的质量为天然矽砂质量的0.57％；甲醛水溶液的加入量与苯酚的质量比为1.4：1，所述甲醛水溶液的质量分数为45％；去除结块：将混合物破碎、经震动筛，再通过流动冷却机得一次混合物；所述流动冷却机中的温度为40℃；再去除：将一次混合物再次经震动筛得半成品；称量包装：将半成品经称量和包装后得成品。实施例6与实施例1的区别仅在于，该实施例低臭气型覆膜砂采用普通改性酚醛树脂，其他与实施例1相同，此处不再赘述。实施例7与实施例1的区别仅在于，该实施例低臭气型覆膜砂采用普通制备工艺，其他与实施例1相同，此处不再赘述。对比例1与实施例1的区别仅在于，该对比例低臭气型覆膜砂为普通市售覆膜砂，其他与实施例1相同，此处不再赘述。对比例2与实施例1的区别仅在于，该对比例低臭气型覆膜砂采用普通骨材，其他与实施例1相同，此处不再赘述。对比例3与实施例1的区别仅在于，该对比例低臭气型覆膜砂采用乌洛托品作为硬化剂，其他与实施例1相同，此处不再赘述。对比例4与实施例1的区别仅在于，该对比例低臭气型覆膜砂中没有加入矿物纤维，其他与实施例1相同，此处不再赘述。将实施例1-7及对比例1-4中的低臭气型覆膜砂进行性能检测，检测结果如表2所示。表2：实施例1-7及对比例1-4中的低臭气型覆膜砂测试结果实施例即时抗弯强度常温抗弯强度氨气发气量实施例12.895.6823实施例22.915.6722实施例32.875.6921实施例42.905.7121实施例52.875.7020实施例61.784.2389实施例71.984.7645对比例11.123.32363对比例22.345.2334对比例32.655.62298对比例42.344.7843从上述结果可以看出，本发明低臭气型覆膜砂采用改性酚醛树脂作为接连骨材的粘结剂,同时采用液态热固性酚醛树脂作为改性酚醛树脂的硬化剂，能够避免乌洛托品的使用，从而造成氨气的污染；同时，本发明低臭气型覆膜砂采用有机硅和蔗糖对酚醛树脂进行改性，同时在覆膜砂中加入矿物纤维，能够使制得的覆膜砂具有耐热性能和韧性。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属
技术领域：
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。当前第1页12