[发明专利]一种酚醛树脂自硬砂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂自硬砂及其制备方法，属于铸造技术领域。

背景技术

树脂自硬砂一般由硅砂、树脂和硬化剂等混合配制而成。常用的树脂有呋喃树脂、甲阶酚醛树脂及尿烷树脂。用这种型砂制成的砂型强度高、尺寸准确、溃散性好、能源消耗少，可用于铸钢、铸铁及铸造有色合金铸件的生产，铸件的表面质量和尺寸精度高。树脂自硬砂是一种很有发展前途的造型砂。

申请号为201010152282.9《镁合金砂型铸造用树脂自硬砂及其制备方法》，公开了一种自硬砂，其组分的重量百分比为：细硅砂51-100%、粗硅砂0-50%、树脂加入量为细硅砂和粗硅砂总重量的0.8-2%、固化剂加入量为树脂加入量的20-60%、阻燃剂加入量为细硅砂和粗硅砂总重量的1-5%。该发明的树脂自硬砂具有较高的强度，良好的透气性和少量的发气量，但是粗硅砂流动性差，会导致填充不实，强度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酚醛树脂自硬砂及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种酚醛树脂自硬砂，由以下重量份数的原料制成：原砂100份、酚醛树脂20-30份、硅烷偶联剂1-1.5份、甲酸甲酯2-4份、碳酸钙5-8份、铝酸酯1-1.5份、乙二醇10-14份、膨润土12-16份和聚酰胺5-8份；其中，酚醛树脂与铝酸酯的重量比为20:1，铝酸酯与硅烷偶联剂的重量比为1:1。

所述的一种酚醛树脂自硬砂，所述原砂过250目筛，平均粒型系数小于等于1.4，且原砂由宝珠砂和硅砂按照重量比1:5的比例组成。

所述的一种酚醛树脂自硬砂，所述原砂中含水率小于0.2%。

所述的一种酚醛树脂自硬砂，所述膨润土为钠质膨润土，且过300目筛。

所述的一种酚醛树脂自硬砂，所述酚醛树脂为碱性酚醛树脂。

所述的一种酚醛树脂自硬砂的制备方法，将过250目的原砂与过300目筛的膨润土混合，依次加入酚醛树脂、硅烷偶联剂、聚酰胺、碳酸钙、铝酸酯、乙二醇和甲酸甲酯，快速搅拌，充分混合即可，搅拌速率为120转/min。

本发明所达到的有益效果：

本发明制备方法简单，各原料之间配合作用，酚醛树脂、硅烷偶联剂、铝酸酯和甲酸甲酯为原砂提供良好的粘结性和固化效果，碳酸钙、乙二醇、膨润土和聚酰胺能提高原砂的抗湿性和抗压强度。

制备出来的酚醛树脂自硬砂，发气量少、且不含氮、磷、硫等有害元素，硬化效果好，在原砂的温度为常温条件下，硬化时间为15-20min；强度高，硬化24h后，抗压强度为7.4-8.5MPa，热裂现象相对于现有技术的自硬砂减少18%，尤其适合铸钢件的铸造。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例中，一种酚醛树脂自硬砂，由以下重量份数的原料制成：原砂100份、酚醛树脂30份、硅烷偶联剂1.5份、甲酸甲酯4份、碳酸钙5份、铝酸酯1.5份、乙二醇14份、膨润土12份和聚酰胺8份。所述原砂过250目筛，平均粒型系数小于等于1.4，且原砂由宝珠砂和硅砂按照重量比1:5的比例组成，所述原砂中含水率小于0.2%。所述膨润土为钠质膨润土，且过300目筛。所述酚醛树脂为碱性酚醛树脂。

所述的一种酚醛树脂自硬砂的制备方法，将过250目的原砂与过300目筛的膨润土混合，依次加入酚醛树脂、硅烷偶联剂、聚酰胺、碳酸钙、铝酸酯、乙二醇和甲酸甲酯，快速搅拌，充分混合即可，搅拌速率为120转/min。

实施例2

本实施例中，一种酚醛树脂自硬砂，由以下重量份数的原料制成：原砂100份、酚醛树脂20份、硅烷偶联剂1份、甲酸甲酯2份、碳酸钙8份、铝酸酯1份、乙二醇10份、膨润土16份和聚酰胺5份；其中，酚醛树脂与铝酸酯的重量比为20:1，铝酸酯与硅烷偶联剂的重量比为1:1。所述原砂过250目筛，平均粒型系数小于等于1.4，且原砂由宝珠砂和硅砂按照重量比1:5的比例组成。所述原砂中含水率小于0.2%。所述膨润土为钠质膨润土，且过300目筛。所述酚醛树脂为碱性酚醛树脂。

所述的一种酚醛树脂自硬砂的制备方法，将过250目的原砂与过300目筛的膨润土混合，依次加入酚醛树脂、硅烷偶联剂、聚酰胺、碳酸钙、铝酸酯、乙二醇和甲酸甲酯，快速搅拌，充分混合即可，搅拌速率为120转/min。

实施例3