專利名稱：鑄造用型芯砂粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種粘合鑄造用型芯砂的粘合劑。
目前，鑄造用型芯砂有三類，它們是合脂類、無(wú)機(jī)類、高分子類粘結(jié)劑。高分子類粘結(jié)劑是以聚乙烯醇縮甲醛(簡(jiǎn)稱PVA縮甲醛)為代表，如中國(guó)專利CN1044246A、CN1062683A、CN87101061A所公開(kāi)的幾種粘合劑。它們使型芯砂的發(fā)氣量小，潰散性高，離芯殘留少，因而使鑄件的質(zhì)量得到很大提高，同時(shí)由于污染小，耗能少，所以使得此類粘結(jié)劑在鑄造工業(yè)上逐步得到推廣應(yīng)用。但是以PVA縮甲醛為粘合劑的型芯砂的干、濕強(qiáng)度不高，吸濕性大，易粘模，蠕變性大，摻入量高，貯藏時(shí)間短，因而此類粘合劑的應(yīng)用受到了限制。
本發(fā)明的目的就在于將PVA縮甲醛配以有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分做為鑄造型芯砂的粘合劑，使型芯砂的干、濕強(qiáng)度提高，吸濕性和蠕變性降低。
本發(fā)明的目的是由包括PVA縮甲醛、黃糊精、石膏或水泥組成的粘合劑來(lái)完成的。PVA縮甲醛為溶液，黃糊精為有機(jī)固體、石膏或水泥為無(wú)機(jī)固體，各組分用量分別是型芯砂重量的PVA縮甲醛固含量0.25～1.5%，黃糊精0.4～3%，石膏或水泥0.4～2.3%。使用時(shí)，先將黃糊精和石膏或水泥混入型芯砂中拌均，再將PVA縮甲醛均勻混入即可。
為使本發(fā)明綜合性能更佳，可將PVA縮甲醛按如下配方制得。原料主要包括PVA、甲醛、雙氧水、水。各組分重量百分比PVA13～17;甲醛4～9;雙氧水02～10;水65～77。
另外，還可以加入占PVA重量4～7%，濃度為25～28%的氨水。
上述的PVA縮甲醛按如下工藝制得。
即PVA和甲醛縮醛反應(yīng)終止后，在PH為5～7條件下加入雙氧水，在35～55°溫度下反應(yīng)半小時(shí)以上混和出料，也可以在加入雙氧水后，在同樣的條件下加氨水后再混和出料。
以上反應(yīng)中，PVA和H2O2的反應(yīng)機(jī)理如下 反應(yīng)產(chǎn)物中的 中COOH的存在，大大增加了分子間的范圍華力。
另外，氨水+甲醛→烏洛托品，烏洛托品高溫分解后又可和PVA反應(yīng)生成PVA縮甲醛。
同以往的PVA縮甲醛鑄造型芯砂粘合劑相比，本發(fā)明中的PVA縮甲醛引進(jìn)了能增加范德華力的羧基、酮基等基團(tuán)，黃糊精內(nèi)也有許多增加粘結(jié)力的基團(tuán)，石膏或水泥能形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而大大增加了干、濕強(qiáng)度。由于PVA縮甲醛通過(guò)雙氧水引入了吸濕性小的酮基、醛基、減少了吸濕性大的羥基，石膏或水泥吸入一定量水后能很快地飽和，因而使型芯砂的吸濕性得到改善，脫模容易。石膏或水泥無(wú)機(jī)物質(zhì)水合后形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可使PVA縮甲醛的蠕性變小，因而型芯砂形狀穩(wěn)定，雙氧水的加入減少了羥基，氨水與游離甲醛反應(yīng)因而增加了PVA縮甲醛的穩(wěn)定性，減少了污染，有利于保存。此外粘結(jié)性好，可使粘合劑摻入量少，高溫下，少量的添加劑有機(jī)成分能完全碳化，舊砂還可重新回用。
以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和效果作進(jìn)一步描述。首先，制得PVA縮甲醛
按以下方法，以如下配比生成四組PVA縮甲醛PVA甲醛雙氧氣氨水水A13.54.22.50.679.2B14.85.44.80.774.3C15.56.86.50.970.3D16.68.38.167其中D組沒(méi)加入氨水。
將2kg的黃糊精，2.2kg石膏均勻混入100kg芯砂中，在摻入22%3.0kgA組PVA縮甲醛。如此分別加入其余組的PVA縮甲醛，所得試驗(yàn)結(jié)果如下
ABCD一、濕強(qiáng)度kg/cm20.050 0.055 0.059 0.061二、干強(qiáng)度kg/cm212 14 17 20三、烘干溫度(90分鐘)均為150℃四、發(fā)氣量均為9毫升五、出砂性極易清砂六、流動(dòng)性流動(dòng)良好七、蠕變性濕、干不變型八、舊砂回用量kg50再用A組PVA縮甲醛按以下配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)黃糊精(kg)石膏(kg)A(kg)芯砂(kg)Ⅰ0.52.26100Ⅱ10.55.2100Ⅲ2.51.63.5100實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下ⅠⅡⅢ一、濕強(qiáng)度kg/cm20.063 0.057 0.052二、干強(qiáng)度kg/cm220 17 13三、(90)分鐘150℃四、發(fā)氣量ml8.7五、蠕變性濕、干不變型六、舊砂回用kg50經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試對(duì)比，可以得出本發(fā)明綜合工藝性能極大地優(yōu)于以往各類粘結(jié)劑。
權(quán)利要求
1.鑄造用型芯砂粘結(jié)劑，主要包括PVA縮甲醛和黃糊精、石膏或水泥組分，其特征在于各組分所用量分別是型芯砂重量百分比的PVA縮甲醛固含量0.25%～1.5%黃糊精0.4%～3.0%石膏或水泥0.4%～2.3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于PVA縮甲醛包括PVA、中醛、雙氧水、水原料，各原料組分重量百分比是PVA13～17%甲醛4～9%雙氧水2～10%水65～77%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粘結(jié)劑，其特征在于還可在PVA縮甲醛原料配方中加入占PVA重量4～7%，濃度為25%～28%的氨水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于PVA和甲醛縮聚反應(yīng)終止后，在PH為5～7條件下加入雙氧水，在35～55°溫度下反應(yīng)半小時(shí)以上混和出料，也可以在加入雙氧水后，在同樣的條件下加氨水后再混和出料。
全文摘要
鑄造用型芯砂粘結(jié)劑，是將由PVA縮甲醛、黃糊精、石膏或水泥按型芯砂重量的0.25～1.5％、0.4～3.0％、0.4～2.3％摻入均勻混和，所使用的PVA縮甲醛是縮醛反應(yīng)完成后，加入雙氧水并保持溫度在35°～55°內(nèi)反應(yīng)半小時(shí)以上后混和所得的產(chǎn)品。該粘結(jié)劑保持PVA縮甲醛鑄造型芯砂膠粘劑的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)改善了型芯砂的干濕強(qiáng)度、吸濕性和蠕變性。本發(fā)明配制使用方便，摻入量少，并且可以回收芯砂重復(fù)使用。
文檔編號(hào)B22C1/20GK1109806SQ9510277
公開(kāi)日1995年10月11日 申請(qǐng)日期1995年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月15日
發(fā)明者張慶友, 黃教喜, 劉新華 申請(qǐng)人:張慶友, 黃教喜, 劉新華