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      一種鑄造水玻璃用固化劑及其制備方法和用圖_2

      文檔序號:9899458閱讀:來源:國知局
      7%、28%、29%、30%等;無定形二氧化硅占所述固化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是30%、32%、 33%、33·5%、34%、35%、36·5%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、43·5%、44%、 45%、46·5%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、58%、60%等;水 占所述固化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是5%、6%、8%、10%、12%、13%、13.5%、14%、15%、 16.5%、20%、22%、23%、25%、28%、30%等,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及 出于簡明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
      [0026] 根據(jù)本發(fā)明,典型但非限制性的所述固化劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以含有:酯20%;無定形 二氧化硅50% ;水30% ;或者,酯23% ;無定形二氧化硅49% ;水28%等等。
      [0027] 根據(jù)本發(fā)明,所述鑄造水玻璃用固化劑中還可以含有醇,其主要是用于加速固化 劑各組分的溶解,也可以采用公知的其它有機(jī)溶劑。典型但非限制性的醇類溶劑可以選自 乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、苯甲醇、乙二醇或聚乙二醇中的任意一種或至少兩 種的混合物,但優(yōu)選為乙醇。采用乙醇作為有機(jī)溶劑時(shí),其能夠使所述固化劑的懸浮液更加 均一穩(wěn)定。乙醇無論是懸浮液的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性都是最優(yōu)的選擇。
      [0028]根據(jù)本發(fā)明,所述固化劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以含有:酯20-40%;無定形二氧化硅30-60% ;醇2-12% ;水3-18%。典型但非限制性的組合有:酯20% ;無定形二氧化硅60% ;醇 2% ;水18% ;或者,醋32% ;無定形二氧化娃50% ;醇3% ;水15% ;或者,醋35% ;無定形二氧 化硅48 % ;醇5 % ;水12 %等等。
      [0029] 本發(fā)明的目的之二還在于提供了一種鑄造水玻璃用固化劑的制備方法,其包括以 下步驟:
      [0030] (1)先將按配比稱量的酯加入高速攪拌機(jī)攪拌罐內(nèi),啟動(dòng)攪拌;
      [0031] (2)投入按配比稱量好的水,任選地,再投入按配比稱量好的醇;調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速在800 轉(zhuǎn)/分以上,加入無定形二氧化娃,繼續(xù)攪拌l〇 -20min,使其成為懸浮液,得到所述的鑄造水 玻璃用固化劑。
      [0032] 根據(jù)本發(fā)明,所述制備方法中用到的酯、水、無定形二氧化硅或者醇,都是依據(jù)如 前所述本發(fā)明目的之一中的重量配比、質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及具體選擇來進(jìn)行稱量的,在此不再贅 述。
      [0033] 本發(fā)明通過將包含酯、無定形二氧化硅和水的固化劑各組分通過高速剪切,均勻 攪拌混合從而配制成均一的懸浮液。在水玻璃自硬砂的制備過程中,可以將該均一的懸浮 液實(shí)行一次性加入,有效避免了粉體污染,操作更加簡單,計(jì)量、添加使用方便,可用于大規(guī) 模的工業(yè)化生產(chǎn),大大提高了生產(chǎn)效率。
      [0034]根據(jù)本發(fā)明,步驟(2)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為800轉(zhuǎn)/分以上,例如可以在900-1000轉(zhuǎn)/分的 范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,例如可以是950轉(zhuǎn)/分、955轉(zhuǎn)/分、960轉(zhuǎn)/分、965轉(zhuǎn)/分、970轉(zhuǎn)/分、 980轉(zhuǎn)/分、985轉(zhuǎn)/分、990轉(zhuǎn)/分、1000轉(zhuǎn)/分,以及上述數(shù)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出 于簡明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
      [0035] 根據(jù)本發(fā)明,所述鑄造水玻璃用固化劑的制備方法例如可以包括以下步驟:
      [0036] (1)先將按配比稱量的酯加入高速攪拌機(jī)攪拌罐內(nèi),啟動(dòng)攪拌;
      [0037] (2)投入按配比稱量好的水;調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速在800轉(zhuǎn)/分以上,加入無定形二氧化硅,繼 續(xù)攪拌10_20min,使其成為均勻的液體,得到所述的鑄造水玻璃用固化劑。
      [0038]作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案,所述鑄造水玻璃用固化劑的制備方法例如可以包括 以下步驟:
      [0039] (1)先將按配比稱量的酯加入高速攪拌機(jī)攪拌罐內(nèi),啟動(dòng)攪拌;
      [0040] (2)投入按配比稱量好的水和醇;調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速在800轉(zhuǎn)/分以上,加入無定形二氧化 硅,繼續(xù)攪拌10_20min,使其成為均勻的液體,得到所述的鑄造水玻璃用固化劑。
      [0041]根據(jù)本發(fā)明,在進(jìn)行鑄造水玻璃用固化劑的制備時(shí),優(yōu)選先將酯加入攪拌罐進(jìn)行 攪拌,然后再加入其它組分。該加入順序可以更有效地避免物料摻混時(shí)的粉塵污染,也更有 利于漿料的均一。
      [0042]本發(fā)明的目的之三還在于提供了一種鑄造水玻璃用固化劑的用途,所述用途是指 將本發(fā)明目的之一的固化劑用于制備鑄型和型芯。
      [0043] 根據(jù)本發(fā)明,所述鑄型和型芯優(yōu)選用于金屬鑄造,尤其是用于鑄鐵和鑄鋼。
      [0044] 本發(fā)明在制備鑄型和型芯時(shí),所述固化劑的加入,除了能更好地增加水玻璃砂的 強(qiáng)度,提高其力學(xué)性能外,還能有效避免粉體污染,使操作簡單,計(jì)量、添加使用方便,并能 實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),對水玻璃自硬砂推廣應(yīng)用具有長遠(yuǎn)意義。
      [0045] 本發(fā)明的目的之四還在于提供了 一種水玻璃自硬砂,所述水玻璃自硬砂按質(zhì)量分 數(shù)含有:石英砂95-98% ;水玻璃1.8-2.5% ;液體增強(qiáng)劑0.6-1.6% ;其中,所述液體增強(qiáng)劑 即為本發(fā)明目的之一所述的鑄造水玻璃用固化劑。
      [0046] 根據(jù)本發(fā)明,所述水玻璃自硬砂按質(zhì)量分?jǐn)?shù)含有:石英砂95-98 % ;水玻璃1.8_ 2.5 % ;液體增強(qiáng)劑0.6-1.6 %,其典型但非限制性的組合為:石英砂96% ;水玻璃2.5 % ;液 體增強(qiáng)劑1.5 % ;或者,石英砂96 % ;水玻璃2.4 % ;液體增強(qiáng)劑1.6 % ;或者,石英砂97.2 % ; 水玻璃2.2 % ;液體增強(qiáng)劑0.6 % ;或者,石英砂97.5 % ;水玻璃1.8 % ;液體增強(qiáng)劑0.7 %等 等,限于篇幅及出于簡明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
      [0047] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少具有以下有益效果:
      [0048] (1)本發(fā)明通過將包含酯、無定形二氧化硅和水的固化劑各組分通過高速剪切混 合配制成懸浮液,再將其應(yīng)用于水玻璃自硬砂的制備中,從而實(shí)現(xiàn)了鑄造水玻璃用固化劑 的一次性加入,無粉體污染,操作簡單,計(jì)量、添加使用方便,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。
      [0049] (2)本發(fā)明通過在固化劑中添加無定形二氧化硅,尤其是硅微粉的加入,可以顯著 增加水玻璃砂的強(qiáng)度,并在成型后經(jīng)較長時(shí)間的貯存后其強(qiáng)度仍保持在較高水平,大大改 善了鑄型或型芯的力學(xué)性能,使其成型24h后的鑄型或型芯的抗拉強(qiáng)度能達(dá)到0.605MPa。
      【具體實(shí)施方式】
      [0050] 為便于理解本發(fā)明,本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了,所述實(shí)施 例僅僅是幫助理解本發(fā)明,不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
      [0051 ] 實(shí)施例1 組分 配比(質(zhì)量/g) 二乙酸甘油酯 30 乙二醇二乙酸酯 60
      [0052] 三乙酸甘油酯 300 碳酸丙烯酯 10 桂微粉 600 乙醇 30
      [0053] 水 50
      [0054] 制備工藝
      [0055] 1、稱取二乙酸甘油酯、乙二醇二乙酸酯、三乙酸甘油酯和碳酸丙烯酯,將其加入高 速攪拌機(jī)攪拌罐內(nèi),啟動(dòng)攪拌,攪拌60min;
      [0056] 2、加入乙醇和水,調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速在900-1100轉(zhuǎn)/分,加入硅微粉,繼續(xù)攪拌IOmin, 得水玻璃自硬砂液體增強(qiáng)劑a(即本發(fā)明的鑄造水玻璃用固化劑)。
      [0057] 實(shí)施例2
      [0058] (1)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了將乙醇替換為甲醇外;
      [0059] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0060] 實(shí)施例3
      [0061] (1)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了將乙醇替換為丙醇外;
      [0062] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0063] 實(shí)施例4
      [0064] (1)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了將乙醇替換為異丙醇外;
      [0065] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0066] 實(shí)施例5
      [0067] (1)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了將乙醇替換為丁醇外;
      [0068] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0069] 實(shí)施例6
      [0070] (1)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了將乙醇替換為苯甲醇外;
      [0071] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0072] 實(shí)施例7
      [0073] (1)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了將乙醇替換為乙二醇外;
      [0074] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0075] 實(shí)施例8
      [0076] (1)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了將乙醇替換為聚乙二醇外;
      [0077] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0078] 實(shí)施例9
      [0079] (I)按照實(shí)施例1中的各組分進(jìn)行配比,除了不加乙醇外;
      [0080] (2)制備工藝同實(shí)施例1。
      [0081] 將實(shí)施例1-9制備得到的水玻璃自硬砂液體增強(qiáng)劑進(jìn)行穩(wěn)定性測試,其結(jié)果如表1 所示。
      [0082] 表 1
      [0084] 穩(wěn)定性測試標(biāo)準(zhǔn):參考JB/T5107-91《砂型鑄造用涂料》
      [0085] 操作步驟
      [0086]把代表性固化劑樣品倒入干燥的量筒中,使其達(dá)到100mL標(biāo)高處。在靜止?fàn)顟B(tài)下, 按不同型號固化劑檢測要求的具體放置5h,讀取澄清層面積,準(zhǔn)確至lml。
      [0087] 結(jié)果計(jì)算
      [0088]
      [0089]式中:
      [0090] C------固化劑的懸浮率,%
      [0091] V------量筒中固化劑
      ...
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