模制材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種模制材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 鑄造業(yè)對改善人們的生活質(zhì)量起了重要作用，但也對生活環(huán)境造成了極大破壞。 鑄造是機(jī)械制造業(yè)中污染最嚴(yán)重的一個行業(yè)，其中造型制芯用粘結(jié)劑是造成污染的主要根 源。粘結(jié)劑需滿足以下要求：（1)通過粘結(jié)劑制備的鑄型在澆筑時應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性和 耐高溫性；（2)澆筑金屬液釋放的熱量使粘結(jié)劑在鑄型材料顆粒間的粘結(jié)強度下降甚至消 除，易于潰散。
[0003] 鑄造用粘結(jié)劑主要有機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)粘結(jié)劑，有機(jī)粘結(jié)劑如呋喃樹脂、脲烷樹脂； 無機(jī)粘結(jié)劑如水玻璃、磷酸鹽。在液態(tài)金屬澆入鑄型時有機(jī)粘結(jié)劑熱分解可能釋放出甲苯、 二甲苯、苯酚、一氧化碳和懸浮物等有毒氣體和有害物質(zhì)，雖然可通過相關(guān)措施來減少排放 但是不可能完全避免，無機(jī)-有機(jī)混合粘結(jié)劑也是如此。為了避免澆鑄過程期中有毒氣體 和有害物質(zhì)的排放，必須采用不含或僅含少量有機(jī)化合物的無機(jī)粘結(jié)劑。
[0004] 目前，環(huán)境問題是當(dāng)今國際社會關(guān)注的全球性熱點問題，相關(guān)國家的法律、法規(guī)對 鑄造廠排放的氣體和物質(zhì)、工人生產(chǎn)環(huán)境的要求越來越高，因此綠色環(huán)保、成本低且質(zhì)量好 的無機(jī)粘結(jié)劑是開發(fā)的重點。而現(xiàn)有的無機(jī)粘結(jié)劑同有機(jī)粘結(jié)劑制備的鑄型相比，強度低、 抗?jié)裥圆?；澆筑后，鑄型的潰散性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種模制材料，本發(fā)明提供的模制 材料制備得到的鑄型強度高、抗?jié)裥院谩⑸⑿院谩?br>[0006] 本發(fā)明提供了一種模制材料，由模制材料基料和輔料制成；
[0007] 所述輔料包括水玻璃和木質(zhì)素-糖組合物；
[0008] 所述木質(zhì)素-糖組合物包括木質(zhì)素磺酸鹽和糖類；
[0009] 所述糖類選自單糖、雙糖、低聚糖和糖醇中的一種或多種；
[0010] 所述木質(zhì)素磺酸鹽和糖類的質(zhì)量比為（1〇~30) : (10~60)。
[0011] 優(yōu)選的，所述木質(zhì)素磺酸鹽和糖類的質(zhì)量比為20 : (10~60)。
[0012] 優(yōu)選的，所述木質(zhì)素磺酸鹽選自木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂、木質(zhì)素磺酸鈣和木 質(zhì)素磺酸銨中的一種或多種。
[0013] 優(yōu)選的，所述單糖選自木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖和果糖中 的一種或多種；
[0014] 所述雙糖選自蔗糖、乳糖和麥芽糖中的一種或幾種；
[0015] 所述低聚糖為功能性低聚糖；
[0016] 所述糖醇選自木糖醇和山梨糖醇中的一種或多種。
[0017] 優(yōu)選的，所述木質(zhì)素-糖組合物和所述模制材料的質(zhì)量比為（1~10) :1〇〇〇。
[0018] 優(yōu)選的，所述水玻璃的模數(shù)為I. 8~3. 0。
[0019] 優(yōu)選的，所述水玻璃中二氧化硅和所述模制材料的質(zhì)量比為（0. 5~1. 5) : 1000。
[0020] 優(yōu)選的，所述糖類選自單糖、雙糖、低聚糖和糖醇中的兩種或兩種以上。
[0021] 本發(fā)明提供了一種鑄型的制備方法，包括：
[0022] 制備上述權(quán)利要求所述的模制材料；
[0023] 將所述模制材料加熱并通入熱空氣固化得到鑄型。
[0024] 本發(fā)明提供了一種木質(zhì)素-糖組合物，包括：
[0025] 木質(zhì)素磺酸鹽和糖類；
[0026] 所述糖類為單糖、雙糖、低聚糖和糖醇中的一種或多種；
[0027] 所述木質(zhì)素磺酸鹽和糖類的質(zhì)量比為（10~30) : (10~60)。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種模制材料，由模制材料基料和輔料制成；所述 輔料包括水玻璃和木質(zhì)素-糖組合物；所述木質(zhì)素-糖組合物包括木質(zhì)素磺酸鹽和糖類； 所述糖類選自單糖、雙糖、低聚糖和糖醇中的一種或多種；所述木質(zhì)素磺酸鹽和糖類的質(zhì)量 比為（10~30) : (10~60)。本發(fā)明提供的模制材料由模制材料基料和輔料制成，其中輔 料包括木質(zhì)素-糖組合物，本發(fā)明提供的木質(zhì)素-糖組合物可以部分替代水玻璃作為模制 材料的粘合劑，應(yīng)用于模制材料領(lǐng)域粘合效果好、成本低，并且與水玻璃共同制備得到的鑄 型強度高，抗?jié)裥院?，潰散性好。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的模制材料制備得到的鑄型即 時強度大于〇. 70MPa，24h高干強度大于2. 15MPa，24h高濕強度大于0. 42MPa，潰散強度大于 0. 30MPa〇
【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明提供了一種模制材料，由模制材料基料和輔料制成；
[0030] 所述輔料包括水玻璃和木質(zhì)素-糖組合物；
[0031] 所述木質(zhì)素-糖組合物包括木質(zhì)素磺酸鹽和糖類；
[0032] 所述糖類選自單糖、雙糖、低聚糖和糖醇中的一種或多種；
[0033] 所述木質(zhì)素磺酸鹽和糖類的質(zhì)量比為（10~30) : (10~60)。
[0034] 本發(fā)明提供了一種模制材料，包括模制材料基料，本發(fā)明對于所述模制材料基料 不進(jìn)行限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的模制材料基料即可，優(yōu)選可以為橄欖石、鉻鐵礦石、蛭 石、石英砂、玻璃珠和球形材料中的一種或幾種。
[0035] 在本發(fā)明中，所述模制材料包括輔料，所述輔料包括水玻璃和木質(zhì)素-糖組合物， 所述木質(zhì)素-糖組合物包括木質(zhì)素磺酸鹽和糖類，所述木質(zhì)素磺酸鹽優(yōu)選選自木質(zhì)素磺酸 鈉、木質(zhì)素磺酸鎂、木質(zhì)素磺酸鈣和木質(zhì)素磺酸銨中的一種或多種，更優(yōu)選選自木質(zhì)素磺酸 鈉、木質(zhì)素磺酸鎂和木質(zhì)素磺酸鈣中的一種或多種，最優(yōu)選為木質(zhì)素磺酸鈉和木質(zhì)素磺酸 鈣中的一種或多種。
[0036] 本發(fā)明對于上述木質(zhì)素磺酸鹽的來源不進(jìn)行限定，可以為市售，也可以為自制。
[0037] 本發(fā)明所述水玻璃的模數(shù)優(yōu)選為1. 8~3. 0 ;所述水玻璃Si02/M20優(yōu)選為M為鈉 或鉀，也就是為鈉水玻璃或鉀水玻璃。所述水玻璃中二氧化硅和所述模制材料的質(zhì)量比優(yōu) 選為（0? 5 ~L 5) :1000,更優(yōu)選為（0? 6 ~L 4) :1000。
[0038] 本發(fā)明所述糖類選自單糖、雙糖、低聚糖和糖醇中的一種或多種；更優(yōu)選選自單 糖、雙糖和低聚糖中的一種或多種；所述單糖優(yōu)選選自木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘 露糖、鼠李糖和果糖中的一種或多種；所述雙糖選自蔗糖、乳糖和麥芽糖中的一種或幾種； 所述低聚糖優(yōu)選為功能性低聚糖；所述糖醇優(yōu)選選自木糖醇和山梨糖醇中的一種或多種。 所述功能性低聚糖優(yōu)選選自低聚木糖或低聚果糖。
[0039] 在本發(fā)明中，所述木質(zhì)素磺酸鹽和糖類的質(zhì)量比為（10~30) : (10~60)，優(yōu)選為 (12 ~28) : (10 ~60)，更優(yōu)選為（15 ~25) : (15 ~55)。
[0040] 本發(fā)明所述糖類更優(yōu)選選自單糖、雙糖、低聚糖和糖醇中的兩種或兩種以上，最優(yōu) 選選自單糖、雙糖和低聚糖中的兩種或兩種以上。
[0041] 在本發(fā)明中，所述木質(zhì)素_糖組合物和所述模制材料的質(zhì)量比優(yōu)選為（1~10): 1000,更優(yōu)選為（1. 5~8) : 1000,最優(yōu)選為（1~5) : 1000。
[0042] 在本發(fā)明一部分實施例中，所述糖類優(yōu)選包括單糖和雙糖，所述單糖和雙糖的質(zhì) 量比優(yōu)選為（5~30) : (5~25)，更優(yōu)選為（6~28) : (6~23);在本發(fā)明一部分實施例中， 所述糖類優(yōu)選包括單糖和低聚糖，所述單糖和低聚糖的質(zhì)量比優(yōu)選為（5~30) : (5~25)， 更優(yōu)選為（7~28) : (7~23);在本發(fā)明一部分分實施例中，所述糖類優(yōu)選包括雙糖和低聚 糖，所述雙糖和低聚糖的質(zhì)量比優(yōu)選為（5~25) : (5~25)，更優(yōu)選為（6~23) : (7~23)。
[0043] 在本發(fā)明一部分實施例中，所述糖類優(yōu)選包括單糖、雙糖和低聚糖，所述單糖、雙 糖和低聚糖的質(zhì)量比優(yōu)選為（5~30) : (5~25) : (5~25)，更優(yōu)選為（6~28) : (6~23): (7~23);本發(fā)明對于上述糖類的來源不進(jìn)行限定，可以為市售。
[0044] 本發(fā)明提供了一種鑄型的制備方法，包括：
[0045]