鑄造用粘結(jié)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種粘結(jié)劑的制備方法，特別涉及一種鑄造用動(dòng)物膠粘結(jié)劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)物膠是一種天然高分子粘結(jié)材料，具有良好的可生物降解性、無毒、不污染環(huán)境的特點(diǎn)，且原材料來源廣泛，成本低廉。但動(dòng)物膠粘結(jié)劑主要存在的技術(shù)問題是室溫下易凝膠，使用時(shí)需要加熱使粘結(jié)劑熔融，故不能直接在造型制芯生產(chǎn)中。鑄造生產(chǎn)應(yīng)用受到了很大的限制。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)了一些粘結(jié)劑，如CNl 01274351和石晶玉、何振明等人提供的鑄造粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑具有環(huán)保、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，但鑄造粘結(jié)劑粘度高、混砂后流動(dòng)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:
本發(fā)明提供一種鑄造用粘結(jié)劑及其制備方法，其目的是解決以往所存在的問題。
[0004]技術(shù)方案:
一種鑄造用粘結(jié)劑，棄其特征在于:其配方含有:30.0-40.0重量百分比的動(dòng)物骨膠、
5.0-8.0重量百分比的無水碳酸鉀、6.0-8.0重量百分比的磷酸鹽、10.0-15.0重量百分比的糠醇和水余量。
[0005]制備上述的鑄造用粘結(jié)劑所用的鑄造用粘結(jié)劑制備方法，其特征在于:該方法步驟如下:
(1)按權(quán)利要求1所給配比稱取各組分，首先向反應(yīng)釜中加入動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀，在45°C_55°C下反應(yīng)40min-60min制得動(dòng)物膠膠液；
(2)升高溫度至750C-85 0C，向動(dòng)物膠膠液中加入磷酸鹽，使其反應(yīng)60min-90min;
(3)降低溫度至60°C_70°C，反應(yīng)50min-60min后，向膠液中緩慢加入糠醇，使其反應(yīng)20min_30min;
(4)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0006]緩慢加入糠醇的速率為每分鐘加入0.5g至加完為止。
[0007 ]所用的磷酸鹽為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉其中的一種或多種。
[0008]首先將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:2:0.05的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，50°C下中速勾速攪拌60min，形成動(dòng)物膠膠液;然后升溫至80°C，加入6.0g磷酸鹽，中速勾速攪拌60min ；降溫到60 °C，反應(yīng)50min后，向膠液中緩慢加入10.0g糠醇，使其反應(yīng)20min ；上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至25°C-30°C，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0009]首先將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:1.4:0.07的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勻速攪拌40min，形成動(dòng)物膠膠液;然后升溫至80°C，加入7.1g磷酸鹽，中速勻速攪拌80min ；降溫到60°C，反應(yīng)52min后，向膠液中緩慢加入14.0g糠醇，使其反應(yīng)28min，上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至25°C-30°C，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0010]首先將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:1.8:0.8的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在500C下中速勻速攪拌50min，形成動(dòng)物膠膠液;然后升溫至80 V，加入8.0g磷酸鹽，中速勻速攪拌90min ；降溫到60 °C，反應(yīng)60min后，向膠液中緩慢加入15.0g糠醇，使其反應(yīng)30min ；上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至25°C-30°C，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0011]優(yōu)點(diǎn)及效果
本發(fā)明是一種鑄造用粘結(jié)劑及其制備方法，其具體優(yōu)點(diǎn)如下:
1、本發(fā)明中的鑄造粘結(jié)劑的主要原料是動(dòng)物骨膠、磷酸鹽和醇，原料豐富、成本低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，可生物降解，無毒，不污染環(huán)境，是一種環(huán)保型粘結(jié)材料。
[0012]2、本發(fā)明中的粘結(jié)劑合成制備過程都在反應(yīng)釜中進(jìn)行，通過加入無水碳酸鉀對(duì)動(dòng)物膠大分子促進(jìn)降解，并進(jìn)行磷酸鹽、糠醇復(fù)合改性，使改性后的動(dòng)物膠粘結(jié)劑具有常溫下為液態(tài)、抗拉強(qiáng)度高等特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
本發(fā)明提出了一種鑄造用粘結(jié)劑，棄其特征在于:其配方含有:30.0-40.0重量百分比的動(dòng)物骨膠、5.0-8.0重量百分比的無水碳酸鉀、6.0-8.0重量百分比的磷酸鹽、10.0-15.0重量百分比的糠醇和水余量。動(dòng)物骨膠生產(chǎn)產(chǎn)家:鄭州宏播利化工產(chǎn)品有限公司；產(chǎn)品名稱:骨膠O
[0014]該方法步驟如下:
(1)按權(quán)利要求1所給配比稱取各組分，首先向反應(yīng)釜中加入動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀，在45°c-55°c下反應(yīng)40min-60min制得動(dòng)物膠膠液；
(2)升高溫度至750C-85 0C，向動(dòng)物膠膠液中加入磷酸鹽，使其反應(yīng)60min-90min;
(3)降低溫度至60°C_70°C，反應(yīng)50min-60min后，向膠液中緩慢加入糠醇，使其反應(yīng)20min_30min;
(4)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0015]室溫一般為25 Γ-30 Γ的溫度。
[0016]緩慢加入糠醇的速率為每分鐘加入0.5g至加完為止。
[0017]所用的磷酸鹽為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉。
[0018]制備試樣過程如下:
稱取原砂重量的3%的粘結(jié)劑，與原砂混砂攪拌120s，制備“8”字形砂樣，將其加熱硬化后，取出冷卻至室溫，進(jìn)行抗拉測(cè)量。
[0019]實(shí)施例1:
粘結(jié)劑合成方法:
(1)將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:2:0.05的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勾速攪拌60min，形成動(dòng)物膠膠液；
(2)升溫至80°C，加入1.5g焦磷酸鈉、2.6g三聚磷酸鈉、1.9g六偏磷酸鈉，中速勻速攪拌60min；
(3)降溫到600C，反應(yīng)50min后，向膠液中緩慢加入10.0g糠醇，使其反應(yīng)20min ； (4)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0020]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:530 mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為2.93MPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.74MPa。
[0021]實(shí)施例2 粘結(jié)劑合成方法:
(1)將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按I: 1.4:0.07的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勾速攪拌40min，形成動(dòng)物膠膠液；
(2)升溫至80°C，加入2.7g焦磷酸鈉、2.4g三聚磷酸鈉、2.0g六偏磷酸鈉，中速勻速攪拌80min；
(3)降溫到600C，反應(yīng)52min后，向膠液中緩慢加入14.0g糠醇，使其反應(yīng)28min ；
(4)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0022]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:725 mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為2.82MPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.69MPa。
[0023]實(shí)施例3 粘結(jié)劑合成方法:
(1)將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:1.8:0.8的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在500C下中速勻速攪拌50min，形成動(dòng)物膠膠液；
(2)升溫至80°C，加入2.8g焦磷酸鈉、2.1g三聚磷酸鈉、3.1g六偏磷酸鈉，中速勻速攪拌90min；
(3)降溫到60°C，反應(yīng)60min后，向膠液中緩慢加入15.0g糠醇，使其反應(yīng)30min;
(4)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0024]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:635mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為3.04MPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.87MPa。
[0025]實(shí)施例4:
粘結(jié)劑合成方法:
(I)、將動(dòng)物骨膠30g、水54g和無水碳酸鉀按5g的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在45°C下中速勻速攪拌50min，形成動(dòng)物膠膠液； (2)、升溫至75°C，加入3g焦磷酸鈉和3g三聚磷酸鈉，中速勻速攪拌80min;
(3)、降溫到70°C，反應(yīng)55min后，向膠液中緩慢加入13.0g糠醇，使其反應(yīng)25min ；
(4)、上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0026]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:711 mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為2.93MPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.7 IMPa0
[0027]實(shí)施例5:
粘結(jié)劑合成方法:
(1)、將動(dòng)物骨膠40g、水33g和無水碳酸鉀按8g的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在55°C下中速勻速攪拌50min，形成動(dòng)物膠膠液；
(2)、升溫至85°C，加入4g焦磷酸鈉和4g六偏磷酸鈉，中速勻速攪拌80min;
(3)、降溫到700C，反應(yīng)58min后，向膠液中緩慢加入11.0g糠醇，使其反應(yīng)23min ；
(4)、上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0028]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:695 mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為2.87MPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.8 IMPa0
[0029]實(shí)施例6:
粘結(jié)劑合成方法:
(5)將動(dòng)物骨膠35g、水41g和無水碳酸鉀6g的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勾速攪拌40min，形成動(dòng)物膠膠液；
(6)升溫至800C，加入7g磷酸鹽，磷酸鹽選焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉之一，然后中速勾速攪拌80min;
(7)降溫到650C，反應(yīng)55min后，向膠液中緩慢加入11.0g糠醇，使其反應(yīng)28min ；
(8)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0030]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:713mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為2.65MPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.78MPa。
[0031]按照本發(fā)明制備方法得到的動(dòng)物膠粘結(jié)劑，具有優(yōu)良的低溫抗凝性能，凝固點(diǎn)〈40C，粘度〈100mpa.S，合成時(shí)間<4h，粘結(jié)劑存儲(chǔ)時(shí)間>200天。
[0032]實(shí)施例7: 粘結(jié)劑合成方法:
(5)將動(dòng)物骨膠35g、水41g和無水碳酸鉀8g的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勾速攪拌60min，形成動(dòng)物膠膠液；
(6)升溫至80°C，加入1.5g焦磷酸鈉、2.6g三聚磷酸鈉、1.9g六偏磷酸鈉，中速勻速攪拌60min；
(7)降溫到600C，反應(yīng)50min后，向膠液中緩慢加入10.0g糠醇，使其反應(yīng)20min ；
(8)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0033]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:530 mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為2.95MPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.64MPa。
[0034]實(shí)施例8 粘結(jié)劑合成方法:
(9)將動(dòng)物骨膠40g、水32.9g和無水碳酸鉀6g的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勾速攪拌40min，形成動(dòng)物膠膠液；
(10)升溫至800C，加入2.7g焦磷酸鈉、2.4g三聚磷酸鈉、2.0g六偏磷酸鈉，中速勻速攪拌80min;
(11)降溫到600C，反應(yīng)52min后，向膠液中緩慢加入14.0g糠醇，使其反應(yīng)28min ；
(12)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0035]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:725 mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為2.8 IMPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.66MPa。
[0036]實(shí)施例9 粘結(jié)劑合成方法:
(5)將動(dòng)物骨膠35g、水35g和無水碳酸鉀7g的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勻速攪拌50min，形成動(dòng)物膠膠液；
(6)升溫至800C，加入2.8g焦磷酸鈉、2.1g三聚磷酸鈉、3.1g六偏磷酸鈉，中速勻速攪拌90min；
(7)降溫到60°C，反應(yīng)60min后，向膠液中緩慢加入15.0g糠醇，使其反應(yīng)30min;
(8)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
[0037]動(dòng)物膠粘結(jié)劑性能:
粘度:635mpa.s
制備“8”字試樣:
稱取所制動(dòng)物膠粘結(jié)劑30g、原砂1000g，混砂120s，并在錘擊式制樣機(jī)中制成“8”樣品，將制備的試樣在180°C條件下硬化，20min后取樣，冷卻至室溫后，測(cè)出試樣的初始抗拉強(qiáng)度為3.1OMPa，24小時(shí)抗拉強(qiáng)度為2.87MPa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鑄造用粘結(jié)劑，其特征在于:其配方含有:30.0-40.0重量百分比的動(dòng)物骨膠、5.0-8.0重量百分比的無水碳酸鉀、6.0-8.0重量百分比的磷酸鹽、10.0-15.0重量百分比的糠醇和水余量。2.制備權(quán)利要求1所述的鑄造用粘結(jié)劑所用的鑄造用粘結(jié)劑制備方法，其特征在于:該方法步驟如下: (1)按權(quán)利要求1所給配比稱取各組分，首先向反應(yīng)釜中加入動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀，在45°C_55°C下反應(yīng)40min-60min制得動(dòng)物膠膠液； (2)升高溫度至75°C_85°C，向動(dòng)物膠膠液中加入磷酸鹽，使其反應(yīng)60min-90min; (3)降低溫度至60°C_70°C，反應(yīng)50min-60min后，向膠液中緩慢加入糠醇，使其反應(yīng)20min_30min; (4)上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至室溫，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄造用粘結(jié)劑所用的鑄造用粘結(jié)劑制備方法，其特征在于:緩慢加入糠醇的速率為每分鐘加入0.5g至加完為止。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄造用粘結(jié)劑制備方法，其特征在于:所用的磷酸鹽為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉其中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄造用粘結(jié)劑制備方法，其特征在于:首先將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:2:0.05的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，50°C下中速勻速攪拌60min，形成動(dòng)物膠膠液;然后升溫至80°C，加入6.(^磷酸鹽，中速勻速攪拌6011^11;降溫到60°(:，反應(yīng)501^11后，向膠液中緩慢加入10.(^糠醇，使其反應(yīng)20!^11;上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至25°(:-30°(:，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄造用粘結(jié)劑制備方法，其特征在于:首先將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:1.4:0.07的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勻速攪拌40min，形成動(dòng)物膠膠液；然后升溫至80°C，加入7.1g磷酸鹽，中速勻速攪拌SOmin;降溫到60°C，反應(yīng)52min后，向膠液中緩慢加入14.0g糠醇，使其反應(yīng)28min，上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至25 °C-30°C，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄造用粘結(jié)劑制備方法，其特征在于:首先將動(dòng)物骨膠、水和無水碳酸鉀按1:1.8:0.8的質(zhì)量比混合加入反應(yīng)釜中，在50°C下中速勻速攪拌50min，形成動(dòng)物膠膠液；然后升溫至80 V，加入8.0g磷酸鹽，中速勻速攪拌90min;降溫到60 V，反應(yīng)60min后，向膠液中緩慢加入15.0g糠醇，使其反應(yīng)30min ；上述反應(yīng)進(jìn)行完后，冷卻至25 °C-30°C，即獲得所述的鑄造用的動(dòng)物膠粘結(jié)劑。
【專利摘要】鑄造用粘結(jié)劑及其制備方法，其配方含有：30.0?40.0重量百分比的動(dòng)物骨膠、5.0?8.0重量百分比的無水碳酸鉀、6.0?8.0重量百分比的磷酸鹽、10.0?15.0重量百分比的糠醇和水余量。其原料豐富、成本低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，可生物降解，無毒，不污染環(huán)境，是一種環(huán)保型粘結(jié)材料。本發(fā)明中的粘結(jié)劑合成制備過程都在反應(yīng)釜中進(jìn)行，通過加入無水碳酸鉀對(duì)動(dòng)物膠大分子促進(jìn)降解，并進(jìn)行磷酸鹽、糠醇復(fù)合改性，使改性后的動(dòng)物膠粘結(jié)劑具有常溫下為液態(tài)、抗拉強(qiáng)度高等特點(diǎn)。
【IPC分類】B22C1/16
【公開號(hào)】CN105710277
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610131942
【發(fā)明人】劉偉華, 王天舒, 任玉艷, 李英民
【申請(qǐng)人】沈陽工業(yè)大學(xué)