[发明专利]一种复合树脂制备耐高温抗裂覆膜砂的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种复合树脂制备耐高温抗裂覆膜砂的方法，属于覆膜砂制备技术领域。

背景技术

随着汽车工业的快速发展和机械产品外贸出口需要，以及铸件国际市场的开发，对铸件质量要求也越来越高，如铸件表面和尺寸精度提高、薄壁铸件增加、铸件内部缺陷降低等等，覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一层固体树脂的型砂或芯砂，由于覆膜砂具有适应性强、强度高、发气量低、生产铸件尺寸精度高、表面光洁、便于保存等优点，近年来在铸钢件、铸铁件等铸造领域中应用日益广泛。同时覆膜砂在国际上的应用，尤其在日本、韩国、东欧等国家及我国台湾地区铸造工业中的应用也随之得到了快速发展。

覆膜砂的主要原材料是指原砂、树脂、固化剂及附加材料，具有良好的流动性和存放性，覆膜砂的性能主要是指常温抗拉强度、热态抗拉强度及结壳性能等三项指标。目前覆膜砂的生产工艺有冷覆膜法、冷干混覆膜法、半干热覆膜法和热覆膜法，冷覆膜法是将砂、其他添加剂、粉状树脂和乌洛托品，加入混砂机中混合均匀，在加入酒精混成粘块状，出砂晾干，破碎，筛选得到覆膜砂；热法覆膜则是如今主要采用的生产工艺，热法覆膜是将硅砂加热到130℃以上加入到混砂机中待硅砂降温到一定温度时加入树脂、乌洛托品水溶液、硬脂酸钙及其他添加剂。经破碎、筛选后得到覆膜砂。然而，现有技术制备的覆膜砂耐热性较差，在铸造结构比较复杂的铸件时易发生破裂，尤其是在铸造薄壁铸件时更易破裂，材料协调度较差，不利于覆膜砂的推广应用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有的覆膜砂耐热性较差，在铸造结构比较复杂的铸件时易发生破裂，尤其是在铸造薄壁铸件时更易破裂，材料协调度较差的缺陷，提供一种环氧树脂改性酚醛树脂制得的复合树脂包覆在表面处理后的混合砂表面，固化形成覆膜砂的方法，本发明先将石英砂、废弃陶瓷混磨过筛后与由糯米和水打成的浆液混合，经湿法球磨后冻干、过筛得干燥粉末，随后将甲醛溶液和苯酚、草酸反应得酚醛树脂，溶于无水乙醇中得酚醛树脂乙醇溶液，再将干燥粉末与石膏粉、二甲基硅油等倒入混砂机混合，再加入乌洛托品溶液、环氧树脂E-51搅拌反应，并滴加酚醛树脂乙醇溶液及二溴甲苯缩水甘油醚进行固化反应，固化后冷却至室温并卸砂，即可得到耐高温抗裂覆膜砂，本发明制得的覆膜砂固化效果好、强度高，而且具有发气量低、耐高温的优异性能，材料协调度较好，在铸造铸件时不易破裂，能满足各种复杂精密铸件的生产要求。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）分别称取400～500g石英砂、3～5g硅藻土、4～6g碳化硅、8～10g涤纶纤维和50～60g废弃陶瓷，加入球磨机中球磨2～4h后过300～320目筛，得混合粉末，再称取50～100g糯米加入到800～1000g水中，混合后移入打浆机中，以18000～20000r/min转速打浆15～20min，打浆后过200～240目，得浆液，按质量比1:5将混合粉末和浆液混合后进行湿法球磨40～60min，球磨后出料，冷冻干燥后过200～220目筛，得干燥粉末，备用；

（2）分别称取80～100g质量分数为37%甲醛溶液和120～150g苯酚加入四口烧瓶中，随后加入1～3g草酸，混合后将四口烧瓶移入油浴锅中，升温至90～110℃，搅拌反应2～3h，反应结束后冷却至70～80℃，按质量比1:4将四口烧瓶中的物料和无水乙醇混合，搅拌混合均匀后得酚醛树脂乙醇溶液，备用；

（3）分别称取300～400g步骤（1）备用的干燥粉末、5～15g石膏粉、1～3g硅烷偶联剂KH-550、10～15g二甲基硅油，依次加入到混砂机中，加热至150～200℃后以1000～2000r/min转速搅拌混合20～30min，混合后冷却至100～110℃，加入10～15g质量分数20%乌洛托品溶液，继续搅拌混合1～2h；

（4）向上述搅拌后的混砂机中加入100～200g环氧树脂E-51，以3000～5000r/min进行搅拌，在搅拌的同时滴加80～100g步骤（2）备用的酚醛树脂乙醇溶液，控制在1～2h滴完，滴加结束后加入2～4g二溴甲苯缩水甘油醚，以1000～2000r/min转速搅拌混合30～50min，搅拌后冷却至室温，卸砂，即可得到耐高温抗裂覆膜砂。