[发明专利]一种铸造水玻璃用固化剂

说明书

本发明提供一种铸造水玻璃用固化剂，其包含酯以及ZrSiO₄热分解法无定形二氧化硅，且该铸造水玻璃用固化剂中不包含水。根据本发明，能够提供一种粘结增强作用强、保质期长、操作方便的铸造水玻璃用固化剂。

技术领域

本发明涉及铸造固化剂改性技术领域，尤其涉及一种铸造水玻璃用固化剂。

背景技术

铸造是机械制造业中污染最严重的一个行业，其中造型制芯用粘结剂是造成污染的主要根源。目前，铸造厂广泛采用呋喃树脂、脲烷树脂等有机粘结剂，它们在液态金属浇入砂型时燃烧分解可能释放出甲苯、二甲苯、苯酚、一氧化碳和悬浮物等有毒气体和有害物质。为了避免在浇铸过程期间分解产物的排放，可以考虑采用无机粘结剂。

典型地，水玻璃是由硅砂和纯碱合成的无机粘结剂，是地球上资源最丰富的物质之一，是对环境影响最小的铸造树脂。但是，在相同加入量下，水玻璃粘结剂的力学性能低于有机树脂，加上水玻璃砂溃散性差，阻碍了它的推广和应用。因此，通过加入水玻璃增强剂(铸造水玻璃用固化剂)，提高水玻璃的比强度。

无定型二氧化硅可以用作上述水玻璃增强剂。例如，中国专利公开号CN101027147A公开了一种用于制备金属加工用砂型的造型材料混合物，其包含耐火的造型基础材料和基于水玻璃的粘结剂，其中，将一定比例的颗粒状无定型二氧化硅作为增强剂加入到所述粘结剂中。该造型材料混合物虽然能够大幅提高成型后砂型的强度，但是，作为增强剂的颗粒状无定型二氧化硅是固体粉料，其加入的连续性差、计量和添加均不方便；加料时粉尘飞扬造成工作环境恶化；尤其是在酯硬化水玻璃砂中使用时，多组分分别加入增加了操作的复杂性，因而不利于工业应用。

另一方面，与其它来源的无定形二氧化硅相比，通过ZrSiO₄热分解法制备的无定形二氧化硅(ZrSiO₄热分解法无定形二氧化硅)是优选的，因为在加入量相同的情况下能够获得更高的型芯重量，这表明砂型粒子的堆积更加紧密。此外在制备混合物时，ZrSiO₄热分解法制备的无定形二氧化硅显示出了特别优异的性能，其混合物粘度更低，流动性更好，加入使用更加方便。

但是，上述ZrSiO4热分解法无定形二氧化硅若在液体中保存超过三个月，则在将其用作水玻璃固化剂时，会导致粘结强度急剧降低甚至不能起到自硬作用。

因此，若将上述ZrSiO₄热分解法无定形二氧化硅制备成液体形式的水玻璃增强剂，则该水玻璃增强剂是否仍能发挥强的粘结增强作用，还存在悬念。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种粘结增强作用强、保质期长、操作方便的铸造水玻璃用固化剂，该铸造水玻璃用固化剂的制造方法及其用途。

本发明人为解决上述技术问题进行了深入研究，结果发现：通过使ZrSiO₄热分解法无定形二氧化硅存在于酯中而制备的铸造水玻璃用无水固化剂能够解决上述技术问题，从而完成了本发明。即，本发明包括：

1.一种铸造水玻璃用固化剂，其包含：酯以及ZrSiO₄热分解法无定形二氧化硅；且该铸造水玻璃用固化剂中不包含水。

2.根据项1所述的铸造水玻璃用固化剂，其还包含醇。

3.根据项1或2所述的铸造水玻璃用固化剂，其中，相对于所述铸造水玻璃用固化剂的总量100重量份，其包含：

酯35-65重量份，

醇5-20重量份，以及

ZrSiO₄热分解法无定形二氧化硅20-45重量份。