[发明专利]水玻璃砂改性剂、改性水玻璃砂及制备方法

说明书

本发明提供了水玻璃砂改性剂、改性水玻璃砂及制备方法，涉及水玻璃砂技术领域。本发明提供的水玻璃砂改性剂，包括无机改性剂和有机改性剂，将该水玻璃砂改性剂添加入水玻璃砂中可对水玻璃砂进行改性，其中有机改性剂通过十六烷酸酯、邻苯二甲酸酯、硬脂酸酯、环己酮和芥酸酰胺等原料的配合作用，并利用其在高温时能够挥发、燃烧使粘结膜中产生气孔、缝隙的特性，可使得改性水玻璃砂的残留强度显著降低，溃散性得到很大改善，提高了旧砂的利用率；同时，将无机改性剂和有机改性剂协同配合作用，改善了现有技术中有机溃散剂或者无机溃散剂使用效果不佳的技术问题。

技术领域

本发明涉及水玻璃砂技术领域，具体而言，涉及水玻璃砂改性剂、改性水玻璃砂及制备方法。

背景技术

水玻璃砂作为铸造型砂的粘结剂，能够减少铸造工业的污染，实现绿色铸造。水玻璃砂铸造工艺具有铸件精度高、质量好、使用过程中引起粉尘数量少、无毒无味、旧砂回用率高、生产流水线装备简单、投资成本较少等优点，故在工业上得到了广泛的应用。

但水玻璃砂的溃散性差是众所周知的，它是铸造工艺中的一个大问题。所谓溃散性，即铸件浇注并凝固后，砂型、砂芯被打碎的难易程度，也叫除砂性。通常认为，水玻璃砂溃散性差的主要原因是在高温下，水玻璃中的有效成分硅酸钠熔融结块，导致砂型残留强度非常高，十分不利于铸件的落砂清砂，而且在旧砂表面会残留过多的钠离子，严重影响旧砂的循环利用。

国内目前通过添加改性水玻璃或在原砂中添加溃散剂的方法来改善水玻璃砂的溃散性。在实际工业生产中，为了改善水玻璃砂的溃散性，降低砂型的残留强度，提高旧砂的循环利用率，往往要加入一定量的溃散剂或溃散性物质(如木屑、石棉粉等)。目前在生产中使用最多的还是国外进口的溃散剂，但是其使用成本较高。国内针对溃散剂也有一定的研究，但是多以高分子有机物的有机溃散剂为主，其综合效果并不理想，很少在实际生产中使用。

有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种可有效提高水玻璃砂溃散性能的水玻璃砂改性剂，以改善现有水玻璃砂改性剂综合使用效果不佳的技术问题。

本发明的第二个目的在于提供一种溃散性好、残留强度低、旧砂循环利用率高的改性水玻璃砂，以改善现有水玻璃砂溃散性差、残留强度高和旧砂循环利用率低的技术问题。

本发明的第三个目的在于提供一种改性水玻璃砂的制备方法，该制备方法工艺简单，绿色环保。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种水玻璃砂改性剂，包括无机改性剂和有机改性剂，无机改性剂和有机改性剂的重量比为(3-5):1；

所述有机改性剂按重量百分含量主要由以下原料制成：十六烷酸酯35％-45％，邻苯二甲酸酯25％-35％，硬脂酸酯10％-15％，环己酮10％-20％和芥酸酰胺5％-10％。

进一步的，所述无机改性剂和有机改性剂的重量比为(3.5-4.5):1，优选为4:1。

进一步的，所述水玻璃砂改性剂包括无机改性剂和有机改性剂，无机改性剂和有机改性剂的重量比为(3-5):1；

所述有机改性剂按重量百分含量主要由以下原料制成：十六烷酸甲酯35％-45％，邻苯二甲酸二辛酯25％-35％，硬脂酸甲酯10％-15％，环己酮10％-20％和芥酸酰胺5％-10％。

进一步的，所述无机改性剂按重量百分含量主要由以下原料制成：氧化铝35％-45％，氧化锆25％-35％，氮化硅15％-25％和鳞片石墨10％-15％。

进一步的，所述水玻璃砂改性剂包括无机改性剂和有机改性剂，无机改性剂和有机改性剂的重量比为4:1；