本發(fā)明涉及硅砂加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅砂預(yù)處理劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

天然硅砂中二氧化硅含量高，具有耐熱性好、粒型規(guī)整等特點，是鑄造砂型的重要材料。目前鑄造工業(yè)上采用冷芯盒法將樹脂作為粘接劑與天然硅砂混合，在固化劑作用下使鑄造混合料硬化得到堅硬的固態(tài)鑄造砂型模。冷芯盒制芯法廣泛使用的樹脂粘接劑有酚醛樹脂、聚異氰酸酯和環(huán)氧樹脂等，固化后的砂型模需要有一定的力學(xué)強度，以保證搬運或澆鑄過程中型模不被破壞。目前砂型模提高強度的方法主要有：1、增加樹脂的用量，2、在樹脂和天然硅砂混合時添加偶聯(lián)劑，這些方法存在一些缺陷，增加樹脂用量會使型模的發(fā)氣量增加，影響鑄件表面質(zhì)量且增加生產(chǎn)成本，而在樹脂和天然硅砂混合時添加的偶聯(lián)劑并沒有添加在硅砂和樹脂的界面處，降低了偶聯(lián)劑的效率，強度增加并不明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種硅砂預(yù)處理劑及其應(yīng)用，使得砂型模的強度提高，降低型砂中樹脂用量，節(jié)約成本。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種硅砂預(yù)處理劑，由以下重量份的原料組成：羥乙基纖維素5-12份、聚丙烯酰胺10-20份、配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑5-8份、硬脂酸鋅2-3份、油酸6-9份、改性鉻酸鈉10-15份和助劑30-45份，所述助劑由硅油、水和乙醇組成；

所述改性鉻酸鈉的制備方法為：稱取10g氫氧化鈉溶于500ml去離子水中配制成0.5mol/l氫氧化鈉溶液，稱取15g鉻酸鈉溶于氫氧化鈉溶液中，攪拌30-40min，過濾，將過濾后的鉻酸鈉放入500-520℃烘箱中保溫2-3h，制得改性鉻酸鈉；

所述助劑配制方法為：將體積比為2:3的水和乙醇混合均勻，將混合液加熱到60-70℃，向混合液中加入1/4混合液體積的硅油，攪拌均勻，制得助劑。

優(yōu)選的，所述預(yù)處理劑由以下重量份的原料組成：羥乙基纖維素7份、聚丙烯酰胺15份、配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑6份、、硬脂酸鋅2份、油酸6份、改性鉻酸鈉12份和助劑40份。

優(yōu)選的，所述預(yù)處理劑制備方法如下：(1)將羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺和配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻，用研缽研磨10-20min得混合粉末；(2)將助劑和油酸混合均勻，加入硬脂酸鋅和改性鉻酸鈉，攪拌均勻，制得混合液；(3)將步驟(1)制備的混合粉末加入到步驟(2)混合液中，攪拌均勻，；(4)將步驟(3)制得的混合液放入30-35℃烘箱中保溫攪拌8-10h，制得所述預(yù)處理劑。

所述的硅砂預(yù)處理劑在硅砂上的應(yīng)用，方法如下：將硅砂放于旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，預(yù)處理劑經(jīng)霧化器霧化后噴涂于硅砂表面，將噴涂后的硅砂放入真空爐中烘干，用振動篩將烘干的硅砂振動篩分，得到預(yù)處理硅砂。

優(yōu)選的，所述烘干溫度為60-80℃。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了一種硅砂預(yù)處理劑及其應(yīng)用，其有益效果為：預(yù)處理劑可以在硅砂表面包覆一層薄膜，該薄膜能夠增加硅砂和樹脂之間的粘接力，提高砂芯的強度；羥乙基纖維素和聚丙烯酰胺在配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用下發(fā)生內(nèi)部交聯(lián)和外部偶聯(lián)，在預(yù)處理劑中起主導(dǎo)作用，硬脂酸鋅可以在預(yù)處理劑噴涂在硅砂表面時使預(yù)處理劑更加均勻的分散在硅砂表面，油酸增加預(yù)處理劑的整體性，防止噴涂后的硅砂在烘干過程中發(fā)生分解剝落。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

一種硅砂預(yù)處理劑，由以下重量份的原料組成：羥乙基纖維素7份、聚丙烯酰胺15份、配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑6份、硬脂酸鋅2份、油酸6份、改性鉻酸鈉12份和助劑40份，所述助劑由硅油、水和乙醇組成；

所述改性鉻酸鈉的制備方法為：稱取10g氫氧化鈉溶于500ml去離子水中配制成0.5mol/l氫氧化鈉溶液，稱取15g鉻酸鈉溶于氫氧化鈉溶液中，攪拌30min，過濾，將過濾后的鉻酸鈉放入510℃烘箱中保溫2h，制得改性鉻酸鈉；

所述助劑配制方法為：將體積比為2:3的水和乙醇混合均勻，將混合液加熱到65℃，向混合液中加入1/4混合液體積的硅油，攪拌均勻，制得助劑。

所述預(yù)處理劑制備方法如下：(1)將羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺和配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻，用研缽研磨10min得混合粉末；(2)將助劑和油酸混合均勻，加入硬脂酸鋅和改性鉻酸鈉，攪拌均勻，制得混合液；(3)將步驟(1)制備的混合粉末加入到步驟(2)混合液中，攪拌均勻，；(4)將步驟(3)制得的混合液放入35℃烘箱中保溫攪拌8h，制得所述預(yù)處理劑。

所述硅砂預(yù)處理劑在硅砂上的應(yīng)用，方法如下：將硅砂放于旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，預(yù)處理劑經(jīng)霧化器霧化后噴涂于硅砂表面，將噴涂后的硅砂放入真空爐中烘干，用振動篩將烘干的硅砂振動篩分，得到預(yù)處理硅砂。所述烘干溫度為80℃。

實施例2：

一種硅砂預(yù)處理劑，由以下重量份的原料組成：羥乙基纖維素5份、聚丙烯酰胺12份、配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑8份、硬脂酸鋅2份、油酸9份、改性鉻酸鈉15份和助劑45份，所述助劑由硅油、水和乙醇組成；

所述改性鉻酸鈉的制備方法為：稱取10g氫氧化鈉溶于500ml去離子水中配制成0.5mol/l氫氧化鈉溶液，稱取15g鉻酸鈉溶于氫氧化鈉溶液中，攪拌35min，過濾，將過濾后的鉻酸鈉放入520℃烘箱中保溫3h，制得改性鉻酸鈉；

所述助劑配制方法為：將體積比為2:3的水和乙醇混合均勻，將混合液加熱到70℃，向混合液中加入1/4混合液體積的硅油，攪拌均勻，制得助劑。

所述預(yù)處理劑制備方法如下：(1)將羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺和配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻，用研缽研磨20min得混合粉末；(2)將助劑和油酸混合均勻，加入硬脂酸鋅和改性鉻酸鈉，攪拌均勻，制得混合液；(3)將步驟(1)制備的混合粉末加入到步驟(2)混合液中，攪拌均勻，；(4)將步驟(3)制得的混合液放入30℃烘箱中保溫攪拌9h，制得所述預(yù)處理劑。

所述硅砂預(yù)處理劑在硅砂上的應(yīng)用，方法如下：將硅砂放于旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，預(yù)處理劑經(jīng)霧化器霧化后噴涂于硅砂表面，將噴涂后的硅砂放入真空爐中烘干，用振動篩將烘干的硅砂振動篩分，得到預(yù)處理硅砂。所述烘干溫度為70℃。

實施例3：

一種硅砂預(yù)處理劑，由以下重量份的原料組成：羥乙基纖維素10份、聚丙烯酰胺10份、配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑5份、硬脂酸鋅3份、油酸7份、改性鉻酸鈉10份和助劑35份，所述助劑由硅油、水和乙醇組成；

所述改性鉻酸鈉的制備方法為：稱取10g氫氧化鈉溶于500ml去離子水中配制成0.5mol/l氫氧化鈉溶液，稱取15g鉻酸鈉溶于氫氧化鈉溶液中，攪拌40min，過濾，將過濾后的鉻酸鈉放入510℃烘箱中保溫2h，制得改性鉻酸鈉；

所述助劑配制方法為：將體積比為2:3的水和乙醇混合均勻，將混合液加熱到60℃，向混合液中加入1/4混合液體積的硅油，攪拌均勻，制得助劑。

所述預(yù)處理劑制備方法如下：(1)將羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺和配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻，用研缽研磨15min得混合粉末；(2)將助劑和油酸混合均勻，加入硬脂酸鋅和改性鉻酸鈉，攪拌均勻，制得混合液；(3)將步驟(1)制備的混合粉末加入到步驟(2)混合液中，攪拌均勻，；(4)將步驟(3)制得的混合液放入35℃烘箱中保溫攪拌10h，制得所述預(yù)處理劑。

所述硅砂預(yù)處理劑在硅砂上的應(yīng)用，方法如下：將硅砂放于旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，預(yù)處理劑經(jīng)霧化器霧化后噴涂于硅砂表面，將噴涂后的硅砂放入真空爐中烘干，用振動篩將烘干的硅砂振動篩分，得到預(yù)處理硅砂。所述烘干溫度為65℃。

實施例4：

一種硅砂預(yù)處理劑，由以下重量份的原料組成：羥乙基纖維素12份、聚丙烯酰胺20份、配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑7份、硬脂酸鋅3份、油酸8份、改性鉻酸鈉14份和助劑30份，所述助劑由硅油、水和乙醇組成；

所述改性鉻酸鈉的制備方法為：稱取10g氫氧化鈉溶于500ml去離子水中配制成0.5mol/l氫氧化鈉溶液，稱取15g鉻酸鈉溶于氫氧化鈉溶液中，攪拌35min，過濾，將過濾后的鉻酸鈉放入500℃烘箱中保溫3h，制得改性鉻酸鈉；

所述助劑配制方法為：將體積比為2:3的水和乙醇混合均勻，將混合液加熱到65℃，向混合液中加入1/4混合液體積的硅油，攪拌均勻，制得助劑。

所述預(yù)處理劑制備方法如下：(1)將羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺和配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻，用研缽研磨10min得混合粉末；(2)將助劑和油酸混合均勻，加入硬脂酸鋅和改性鉻酸鈉，攪拌均勻，制得混合液；(3)將步驟(1)制備的混合粉末加入到步驟(2)混合液中，攪拌均勻，；(4)將步驟(3)制得的混合液放入30℃烘箱中保溫攪拌8h，制得所述預(yù)處理劑。

所述硅砂預(yù)處理劑在硅砂上的應(yīng)用，方法如下：將硅砂放于旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，預(yù)處理劑經(jīng)霧化器霧化后噴涂于硅砂表面，將噴涂后的硅砂放入真空爐中烘干，用振動篩將烘干的硅砂振動篩分，得到預(yù)處理硅砂。所述烘干溫度為60℃。

性能測試：

(1)達到相同抗拉強度時，鑄造時樹脂加入量如下：

(2)達到相同抗拉強度時，鑄造時砂芯的發(fā)氣量如下：

由以上表格可知，硅砂經(jīng)預(yù)處理劑預(yù)處理后，在達到相同抗拉強度的情況下，預(yù)處理后的硅砂可以減少樹脂用量，從而節(jié)約成本，同時發(fā)氣量也減少，提高型砂的強度。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。