[发明专利]一种覆膜砂及其制备工艺

说明书

本申请具体公开了一种覆膜砂，包含以下组分：石英砂、粘结剂、硬脂酸钙；粘结剂包含以下组分：淀粉、蔗糖、白云石粉、石英粉、环氧植物油、精氨酸。一种覆膜砂的制备工艺，包括以下步骤：S1，称取石英砂在870‑900℃下焙烧4‑6h；S2，将由S1得到的石英砂放置在（‑10）‑（‑30）℃中冷却，得到冷却砂；S3，将冷却砂加入粘结剂以及硬脂酸钙搅拌混合均匀，冷却，得到混合料；S4，将混合料经过破碎、过筛，得到覆膜砂。粘结剂使用过程中无有害气体产生的原料制备得到，且覆膜砂具有强度高强度、发气量小的优点。添加沸石粉，使覆膜砂的透气性和强度均提高。通过采用氧化锌改性沸石粉，使覆膜砂的强度能进一步提高。

技术领域

本申请涉及一种覆膜砂及其制备工艺。

背景技术

覆膜砂为砂粒表面在造型前即覆有一层粘结剂的型砂或芯砂。将通常为把砂预热到一定温度，加粘结剂搅拌，使粘结剂包覆在砂粒表面，冷却、破碎、筛分得覆膜砂。覆膜砂主要用于铸钢件、铸铁件。

相关技术中，通常采用酚醛树脂作为粘结剂，再通过加入乌洛托品使酚醛树脂固化后包覆在砂粒表面，得到覆膜砂。但是采用该方法制备得到的覆膜砂在使用时产生有害气体，不利于工作人员的健康。

发明内容

为了改善采用酚醛树脂制备得到的覆膜砂在使用时产生有害气体的问题，本申请提供一种覆膜砂及其制备工艺。

第一方面，本申请提供一种覆膜砂，采用如下的技术方案：

一种覆膜砂，包含以下重量份的组分：

石英砂500-600份；

粘结剂40-60份；

硬脂酸钙1-2份；

所述粘结剂包含以下重量份的组分：淀粉50-60份、蔗糖10-15份、白云石粉4-5份、石英粉20-30份、环氧植物油1-2份以及精氨酸0.4-1份。

通过采用上述技术方案，石英砂为原砂，硬脂酸钙为润滑剂。本方案中粘结剂与酚醛树脂相比，该粘结剂在制备和使用过程中无有害气体产生，绿色环保。且该粘结剂使覆膜砂的强度较好，同时发气量较小。淀粉和蔗糖为主要的粘结成分，白云石粉和石英粉作为载体，环氧植物油上环氧基能和精氨酸上羧基反应后生成高粘度的弹性体，显著提高覆膜砂固化后的的强度以及韧性。且高粘度的弹性体将石英砂外表包覆，使石英砂在粘结剂体系中的相容性较好，使石英方便承载粘结成分。

可选的所述粘结剂的制备方法如下：

S1，按重量份计，称取20-30份石英粉、1-2份环氧植物油和0.4-1份精氨酸，160-170℃条件下搅拌反应2-3h，降温至85-95℃，得到混合料A；

S2，按重量份计，称取50-60份淀粉、10-15份蔗糖、16-20份白云石粉以及100-120份水在85-95℃下搅拌反应1-2h，得到混合料B；

S3，将混合料B加入至混合料A中，在搅拌速度为1200-1500r/min条件下搅拌4-6h，烘干至含水率小于0.2%，再经过粉碎、过筛，制备得到粘结剂。

通过采用上述技术方案，先将石英粉、环氧植物油以及精氨酸经过反应，使环氧植物油以及精氨酸反应后得到的高粘度弹性体均匀附着在石英粉表面。再将淀粉、蔗糖、以及白云石粉糊化后与混合物A混合，使淀粉、蔗糖负载于白云石粉、石英粉上，从而得到粘结剂。

可选的，所述粘结剂还包括重量份为2-4份的沸石粉，所述沸石与淀粉、蔗糖、白云石粉、水同时混合。

通过上述技术方案，沸石粉的多孔结构，使得沸石粉添加后提高覆膜砂的透气性，同时沸石粉能催化粘结剂与石英砂表面发生化学反应，提高交联度，提高粘结剂的粘结强度，使覆膜砂固化后得到的成型件具有较好的强度，从而降低铸造件的残次品。