CN107282870B - 一种高强度呋喃树脂砂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，包括以下步骤：（1）将原砂置于筛选机中经除杂、分级，保证每一批次的原砂粒度分布接近，分级的原砂进行水洗处理，清洗结束后在100‑105℃条件下干燥处理20‑30min；（2）处理后的原砂送入压力罐中，开启搅拌装置，依次加入粘接剂、固化剂，快速搅拌混合1‑5min后迅速加压至0.15‑0.2MPa，保压处理1‑5min后卸压，继续搅拌混合20‑30min后出料装箱，在30‑35℃条件下完全硬化后即可，其中原砂、粘接剂、固化剂三者的重量比为1000:（10‑50）:（5‑10）。
Description
技术领域
本发明涉及铸造树脂砂技术领域，尤其涉及一种高强度呋喃树脂砂的制备方法。
背景技术
砂型铸件在我国占铸件产量的很大比重，其主要原因是砂型铸造的材料来源广泛、成本低廉，是最为常见的一种铸造方法。目前在铸造过程中，砂型的制备普遍采用的方法包括普通自硬化树脂砂型、普通酚醛树脂壳型和水玻璃熔模铸造。型砂对铸件的质量有非常重要的影响。铸件的气孔、粘砂、结疤、热裂和表面质量、尺寸精度等都与所使用的型砂有很大关系。按所用粘结剂型砂可分为粘土型砂、无机粘结剂型（芯）砂和有机粘结剂型（芯）砂等。各种有机、无机粘结剂的使用有力地推动了造型制芯方法的进步，其中以自硬粘结剂的发展最为迅速。其中呋喃树脂由于具有粘度低、强度高、耐高温性能好、透气性强、溃散性好、生产成本低、合成工艺简单等优点，并具有耐强酸、强碱及有机溶剂的优异特性，因此促进了呋喃树脂的普遍应用。
呋喃树脂作为有机高分子粘接剂的缺点是易吸水，抗湿性差。在树脂膜固化过程中，水分析出，由于水分较之树脂对原砂更易润湿，更易在砂粒表面包覆，导致原砂表面与树脂膜之间形成一道水膜，导致树脂砂的强度降低，工业上为了改善这一问题主要是通过降低呋喃树脂中的水分，具体的脱水工艺多采用高真空度、低温度下快速脱水，但是当脱水量较大时会使树脂因粘度过高而导致包覆砂粒的树脂薄膜分布不均以致出现缺陷或包覆不完整同样导致型砂的强度降低。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高强度呋喃树脂砂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将原砂置于筛选机中经除杂、分级，保证每一批次的原砂粒度分布接近，分级的原砂进行水洗处理，清洗结束后在100-105℃条件下干燥处理20-30min；
（2）处理后的原砂送入压力罐中，开启搅拌装置，依次加入粘接剂、固化剂，快速搅拌混合1-5min后迅速加压至0.15-0.2MPa，保压处理1-5min后卸压，继续搅拌混合20-30min后出料装箱，在30-35℃条件下完全硬化后即可，其中原砂、粘接剂、固化剂三者的重量比为1000:（10-50）:（5-10）。
所述的原砂为锆砂、石英砂、镁砂、旧砂、宝珠砂中的两种或两种以上混合。
所述的粘接剂为呋喃树脂与两亲嵌段共聚物、溶剂按照1:1:5的摩尔比配制而成。
所述的两亲嵌段共聚物为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123或F127中的一种。
所述的溶剂为甲醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己烷中的一种。
所述的固化剂为甲苯磺酸、二甲苯磺酸、硫酸甲酯中的一种与氧化石墨烯按照1：0.1的重量份复配而成。
本发明的呋喃树脂砂在制备过程中先将原砂通过除杂、分级、清洗、干燥等几个步骤，将粒径近似、形状近似的原砂作为一个生产批次，然后用两亲嵌段共聚物与呋喃树脂复配体系作为粘接剂，两亲嵌段共聚物的疏水端与呋喃树脂有良好的相容性，亲水端与原砂有良好的相容性，从而提高了树脂在原砂表面的浸润性，可将树脂固化过程中的水分排出，而不是封存与树脂与原砂之中，有效的提高了粘结界面强度；此外，在混砂过程中通过加压处理，快速排出树脂膜与原砂间的空气，降低空隙率，进一步提高了树脂砂的强度。
具体实施方式
一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将原砂置于筛选机中经除杂、分级，保证每一批次的原砂粒度分布接近，分级的原砂进行水洗处理，清洗结束后在100℃条件下干燥处理20min；
（2）处理后的原砂送入压力罐中，开启搅拌装置，依次加入粘接剂、固化剂，快速搅拌混合1min后迅速加压至0.15MPa，保压处理1min后卸压，继续搅拌混合20min后出料装箱，在30℃条件下完全硬化后即可，其中原砂、粘接剂、固化剂三者的重量比为1000:10:5。
其中原砂为锆砂、石英砂、宝珠砂混合而成。
其中粘接剂为呋喃树脂与聚环氧乙烷聚环氧丙烷聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123、二甲基甲酰胺按照1:1:5的摩尔比配制而成。
其中固化剂为甲苯磺酸与氧化石墨烯按照1：0.1的重量份复配而成。
Claims (5)
1.一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将原砂置于筛选机中经除杂、分级，保证每一批次的原砂粒度分布接近，分级的原砂进行水洗处理，清洗结束后在100-105℃条件下干燥处理20-30min；
（2）处理后的原砂送入压力罐中，开启搅拌装置，依次加入粘接剂、固化剂，快速搅拌混合1-5min后迅速加压至0.15-0.2MPa，保压处理1-5min后卸压，继续搅拌混合20-30min后出料装箱，在30-35℃条件下完全硬化后即可，其中原砂、粘接剂、固化剂三者的重量比为1000:（10-50）:（5-10）；
所述的粘接剂为呋喃树脂与两亲嵌段共聚物、溶剂按照1:1:5的摩尔比配制而成。
2.如权利要求1所述的一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，其特征在于，所述的原砂为锆砂、石英砂、镁砂、宝珠砂中的两种以上混合。
3.如权利要求1所述的一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，其特征在于，所述的两亲嵌段共聚物为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123或F127中的一种。
4.如权利要求1所述的一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为甲醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己烷中的一种。
5.如权利要求1所述的一种高强度呋喃树脂砂的制备方法，其特征在于，所述的固化剂为甲苯磺酸、二甲苯磺酸、硫酸甲酯中的一种与氧化石墨烯按照1：0.1的重量份复配而成。
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