一种用于常温硬化的粉末增强剂及其制备、使用方法与流程

本发明涉及粘结剂，更具体的说，涉及一种粘结剂常温硬化用的粉末增强剂。

背景技术：

1、目前国内外铸造领域用于型砂粘接的粘结剂种类主要有呋喃树脂、酚醛树脂、无机粘结剂等。这三种类型的粘结剂由于其不同的特点分别应用于不同的场景。其中，呋喃树脂具有型砂强度高、砂再生性能好等特点，可应用于铸铁件和有色金属件的砂型(芯)生产，但是其使用时散发气味较大且型砂强度受湿度影响较大；酚醛树脂打印的砂型(芯)具有烘干后强度高、浇铸后高温残留强度高，可用于铸钢件的生产，但其具有原材料成本较高、树脂加入量高、voc排放高以及旧砂再生较困难等缺点。硅酸盐无机粘结剂,具有砂型(芯)强度高、受湿度影响小、原材料成本低、无气味和voc排放等优点，弥补了呋喃树脂和酚醛树脂等有机粘结剂的使用劣势，但是与无机粘结剂使用相配套的液体固化剂在使用过程中，需加热硬化，否则其强度较低，无法正常使用，而且与无机粘结剂配套使用的固化剂的制备工艺复杂，生产成本较高。

技术实现思路

1、本发明针对当前存在的问题，提供一种配合硅酸盐无机粘结剂和液体固化剂使用的粉末增强剂产品，其与硅酸盐无机粘结剂和配套的液体固化剂混合使用，使得制作出砂型具有粘结剂和固化剂加入量少、砂型(芯)强度高、固化速度快、砂型(芯)表面精度高、生产工艺简单、环保等优点。该粉末增强剂不仅能用于铸造硅酸盐无机粘结剂常温硬化使用，还可用于传统铸造手工造型使用。

2、本发明为达到其目的，提供如下技术方案：一方面，本发明的目的在于提供一种用于常温硬化的粉末增强剂，按重量百分比，包括以下组分和含量：

3、微硅灰41.5％-65％、磷酸盐类化合物8％-22％、纤维素改性剂10％-25％、无机盐氧化物粉末2％-8％、醇胺类化合物0.4％-2％、硼酸盐类化合物0.2％-2％；

4、所述微硅灰的二氧化硅含量可以为85％-99％；所述磷酸盐类化合物为磷酸氢二钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢铝中一种或几种；所述无机盐氧化物粉末为氧化钙、氧化铝、氧化镁中一种或几种。

5、在其中一个实施例中，优选的，二氧化硅的含量≥90％，使用的目数范围为70-140目。

6、在其中一个实施例中，优选的，磷酸盐类化合物使用的目数范围为100-140目。

7、在其中一个实施例中，优选的，无机盐氧化物粉末的目数范围为90-160目。

8、进一步的，纤维素改性剂为羟丙基甲基纤维素、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、羧甲基纤维素钠、羟乙基甲基纤维素中的一种或几种，使用的目数范围为80-150目。

9、进一步的，醇胺类化合物为二乙醇异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中一种或几种，使用的目数范围为70-140目。

10、进一步的，硼酸盐类化合物为四硼酸钠、四硼酸钾中的一种或几种，使用的目数范围为80-150目。

11、另一方面，本发明的目的在于提供一种用于常温硬化的粉末增强剂的制备方法，包括以下步骤：

12、s1：依次将微硅灰、磷酸盐类化合物、纤维素改性剂投入密闭搅拌釜里，搅拌均匀；

13、s2：加入无机盐氧化物粉末搅拌混合均匀；

14、s3：加入醇胺类化合物、硼酸盐类化合物，继续搅拌使其混合均匀，得到用于常温硬化的粉末增强剂。

15、本发明还在于提供常温硬化的粉末增强剂的使用方法，按照型砂的重量，粉末增强剂加量为占砂重1％-3％、固化剂加量为占砂重0.8％-2％依次与型砂混合均匀，无机粘结剂加量为占砂重2％-2.4％进行加入使用，在常温条件下即可硬化。本发明的有益效果在于：

16、本发明提供的粉末增强剂及其制备方法具有以下优势和有益效果：

17、本发明的粉末增强剂为固体状态，所使用的原料均为粉末状，工艺配置过程简单，易操作，生产效率高。且储存方便，保质期长。本发明粉末增强剂状态稳定，不挥发，无刺激性气味，生产以及现场使用安全性高。本发明的粉末增强剂中的几种粉末原材料成分具备不同粒度规格，和型砂混合使用时，可以起到助磨效果，使得制备砂型表面致密性更好，精度更高。

18、本发明增强剂的引入，可以有效实现制作砂型时粘结剂和固化剂加入量降低，无机粘结剂加量可以降低10％-20％，固化剂加量可以降低20％-30％。且本发明的粉末增强剂和液体固化剂依次与型砂混合均匀后，在进行喷墨打印或手工造型，加入无机粘结剂后打印或手工制备的砂型常温条件即可硬化，不需要额外加热来促进硬化，可降低生产成本3％-12％，但砂型(芯)的强度较之提升15％-20％。

19、本发明的粉末增强剂中加入微硅灰、三聚磷酸钠和无机盐氧化物，可以使打印或造型时砂型(芯)的起模时间缩短30％-36％；本发明的粉末增强剂中加入纤维素改性剂、醇胺类化合物、硼酸盐类化合物等材料，可以使打印或造型的砂型(芯)常温强度提升20％-35％。

技术特征：

1.一种用于常温硬化的粉末增强剂，其特征在于，按重量百分比，包括以下组分和含量：

2.根据权利要求1所述的一种用于常温硬化的粉末增强剂，其特征在于，优选的，所述二氧化硅的含量≥90％，使用的目数范围为70-140目。

3.根据权利要求1所述的一种用于常温硬化的粉末增强剂，其特征在于，所述磷酸盐类化合物使用的目数范围为100-140目。

4.根据权利要求1所述的一种用于常温硬化的粉末增强剂，其特征在于，所述纤维素改性剂为羟丙基甲基纤维素、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、羧甲基纤维素钠、羟乙基甲基纤维素中的一种或几种，使用的目数范围为80-150目。

5.根据权利要求1所述的一种用于常温硬化的粉末增强剂，其特征在于，所述无机盐氧化物粉末的目数范围为90-160目。

6.根据权利要求1所述的一种用于常温硬化的粉末增强剂，其特征在于，所述醇胺类化合物为二乙醇异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中一种或几种，使用的目数范围为70-140目。

7.根据权利要求1所述的一种用于常温硬化的粉末增强剂，其特征在于，所述硼酸盐类化合物为四硼酸钠、四硼酸钾中的一种或几种，使用的目数范围为80-150目。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于常温硬化的粉末增强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求1-7任一项所述的用于常温硬化的粉末增强剂的使用方法，其特征在于，按照型砂的重量，所述粉末增强剂加量为占砂重1％-3％、所述固化剂加量为占砂重0.8％-2％依次与型砂混合均匀，所述无机粘结剂加量为占砂重2％-2.4％进行加入使用，在常温条件下即可实现硬化。

技术总结本发明涉及粘结剂技术领域，提供一种用于常温硬化的粉末增强剂及其制备、使用方法，一种用于常温硬化的粉末增强剂，按重量百分比，包括以下组分和含量：微硅灰41.5％‑65％、磷酸盐类化合物8％‑22％、纤维素改性剂10％‑25％、无机盐氧化物粉末2％‑8％、醇胺类化合物0.4％‑2％、硼酸盐类化合物0.2％‑2％；所述微硅灰的二氧化硅含量可以为85％‑99％；所述磷酸盐类化合物为磷酸氢二钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢铝中一种或几种；所述无机盐氧化物粉末为氧化钙、氧化铝、氧化镁中一种或几种。本发明实现制作砂型时具有粘结剂和固化剂加入量少、砂型(芯)强度高、固化速度快、砂型(芯)表面精度高、生产工艺简单、环保等优点；能用于铸造无机粘结剂常温硬化使用和传统铸造手工造型使用。技术研发人员：马玉杰,崔刚,李兵,邢金龙,张雪茹,罗永建受保护的技术使用者：共享新材料（山东）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18