一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環(huán)保型砂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)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(huán)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(yīng)活性高，經(jīng)其改性后的動物膠粘結(jié)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(fù)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(lián)雜化，使得砂料間形成高透氣微孔結(jié)構(gòu)，獲得了優(yōu)良的透氣性。本發(fā)明制備的型砂環(huán)保無毒，粘結(jié)牢固，抗沖擊韌性佳，易于清理和重利用，切合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，在鑄件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)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(huán)保型砂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄造型砂技術(shù)領(lǐng)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(huán)保型砂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[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(jié)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(jié)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(chǎn)中的作用極為重要，因型砂的質(zhì)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(xiàn)在以下幾個方面:
(I)具有較高的強度和熱穩(wěn)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(dāng)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(yè)的發(fā)展，對鑄造業(yè)的要求越來越高，而型砂的質(zhì)量是關(guān)系到鑄件質(zhì)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(chǎn)生污染性氣體?！兑环N復(fù)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(huán)保易降解，潰散效果好，為開發(fā)新型的型砂提供了可行的發(fā)展方向，然而由于動物膠的天然屬性，在實際應(yīng)用過程中提高粘結(jié)強度、加快固化速度仍是研究的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)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(huán)保型砂及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環(huán)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(zhì)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(xù)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(xù)攪拌混合3-5h，攪拌結(jié)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(fā)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(yīng)活性高，經(jīng)其改性后的動物膠粘結(jié)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(fù)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(lián)雜化，使得砂料間形成高透氣微孔結(jié)構(gòu)，獲得了優(yōu)良的透氣性。本發(fā)明制備的型砂環(huán)保無毒，粘結(jié)牢固，抗沖擊韌性佳，易于清理和重利用，切合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，在鑄件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)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(zhì)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(xù)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(xù)攪拌混合3h，攪拌結(jié)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(jù)相關(guān)測試標(biāo)準測試得到的結(jié)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(shù):86.5%ο
【主權(quán)項】
1.一種以纖維素硫酸酯改性動物膠作為粘接劑的環(huán)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(quán)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(huán)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(zhì)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(xù)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(quán)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(huán)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(xù)攪拌混合3-5h，攪拌結(jié)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(fā)明人】岳承平
【申請人】馬鞍山市創(chuàng)誠鑄造有限公司