[发明专利]铸造用型芯砂粘合剂

说明书

本发明涉及到一种粘合铸造用型芯砂的粘合剂。

目前，铸造用型芯砂有三类，它们是合脂类、无机类、高分子类粘结剂。高分子类粘结剂是以聚乙烯醇缩甲醛（简称PVA缩甲醛）为代表，如中国专利CN1044246A、CN1062683A、CN87101061A所公开的几种粘合剂。它们使型芯砂的发气量小，溃散性高，离芯残留少，因而使铸件的质量得到很大提高，同时由于污染小，耗能少，所以使得此类粘结剂在铸造工业上逐步得到推广应用。但是以PVA缩甲醛为粘合剂的型芯砂的干、湿强度不高，吸湿性大，易粘模，蠕变性大，掺入量高，贮藏时间短，因而此类粘合剂的应用受到了限制。

本发明的目的就在于将PVA缩甲醛配以有机组分和无机组分做为铸造型芯砂的粘合剂，使型芯砂的干、湿强度提高，吸湿性和蠕变性降低。

本发明的目的是由包括PVA缩甲醛、黄糊精、石膏或水泥组成的粘合剂来完成的。PVA缩甲醛为溶液，黄糊精为有机固体、石膏或水泥为无机固体，各组分用量分别是型芯砂重量的：PVA缩甲醛固含量0.25～1.5%，黄糊精0.4～3%，石膏或水泥0.4～2.3%。使用时，先将黄糊精和石膏或水泥混入型芯砂中拌均，再将PVA缩甲醛均匀混入即可。

为使本发明综合性能更佳，可将PVA缩甲醛按如下配方制得。原料主要包括：PVA、甲醛、双氧水、水。各组分重量百分比：PVA：13～17;甲醛：4～9;双氧水0：2～10;水：65～77。

另外，还可以加入占PVA重量4～7%，浓度为25～28%的氨水。

上述的PVA缩甲醛按如下工艺制得。

即PVA和甲醛缩醛反应终止后，在PH为5～7条件下加入双氧水，在35～55°温度下反应半小时以上混和出料，也可以在加入双氧水后，在同样的条件下加氨水后再混和出料。

以上反应中，PVA和H₂O₂的反应机理如下：

反应产物中的中COOH的存在，大大增加了分子间的范围华力。

另外，氨水+甲醛→乌洛托品，乌洛托品高温分解后又可和PVA反应生成PVA缩甲醛。

同以往的PVA缩甲醛铸造型芯砂粘合剂相比，本发明中的PVA缩甲醛引进了能增加范德华力的羧基、酮基等基团，黄糊精内也有许多增加粘结力的基团，石膏或水泥能形成立体网状结构，因而大大增加了干、湿强度。由于PVA缩甲醛通过双氧水引入了吸湿性小的酮基、醛基、减少了吸湿性大的羟基，石膏或水泥吸入一定量水后能很快地饱和，因而使型芯砂的吸湿性得到改善，脱模容易。石膏或水泥无机物质水合后形成的立体网状结构，可使PVA缩甲醛的蠕性变小，因而型芯砂形状稳定，双氧水的加入减少了羟基，氨水与游离甲醛反应因而增加了PVA缩甲醛的稳定性，减少了污染，有利于保存。此外粘结性好，可使粘合剂掺入量少，高温下，少量的添加剂有机成分能完全碳化，旧砂还可重新回用。

以下通过实施例对本发明的技术方案和效果作进一步描述。首先，制得PVA缩甲醛：

按以下方法，以如下配比生成四组PVA缩甲醛：

            PVA        甲醛        双氧气        氨水        水

A：13.5        4.2        2.5                    0.6            79.2

B：14.8        5.4        4.8                    0.7            74.3

C：15.5        6.8        6.5                    0.9            70.3

D：16.6        8.3        8.1                                            67

其中D组没加入氨水。

将2kg的黄糊精，2.2kg石膏均匀混入100kg芯砂中，在掺入22%3.0kgA组PVA缩甲醛。如此分别加入其余组的PVA缩甲醛，所得试验结果如下：

A        B        C        D