[发明专利]一种无机粘结剂用复合型浆状固化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无机粘结剂用复合型浆状固化剂,化学成分按照质量百分比含量为：γ‑丁内酯12％‑18％、碳酸丙烯酯9％‑15％、乙二醇单醋酸酯12％‑18％、乙二醇二醋酸酯7％‑13％、微硅灰粉18％‑22％、硬化促进剂3％‑7％、氟硅酸盐17％‑23％、消泡剂0.5％‑1.5％、悬浮剂0.5％‑1.5％、抗吸湿剂0.5％‑1.5％。生产步骤包括将γ‑丁内酯、碳酸丙烯酯用真空泵抽入搪瓷反应釜，启动搅拌，搅拌30‑50min；加入乙二醇单醋酸酯、乙二醇二醋酸酯，继续搅拌30‑50min；加入微硅灰粉、氟硅酸盐，继续搅拌30‑50min；加入硬化促进剂、消泡剂、悬浮剂、抗吸湿剂，继续搅拌30‑50min。本发明复合型浆状固化剂与无机粘结剂配合使用，可有效提升3D打印砂型/芯的常温强度和高温强度，延长砂型/芯保存周期，改善作业现场环境。

技术领域

本发明涉及铸造辅助材料技术领域，具体涉及一种无机粘结剂用复合型浆状固化剂及其制备方法。

背景技术

传统意义上的铸造产品制造，多是采用模具将化学成分成型为毛坯，而后采用机加工等方法去除多余材料，成型为要求尺寸的部件，可称为“减材制造法”。三维打印(3DP)由E.Sachs等人于1992年提出，是根据喷墨打印机原理，从喷嘴喷射出材料微滴，按一定路径逐层固化成型。通俗来讲，是通过材料的逐层添加制造出三维产品实体，定义为“增材制造”法。

3D打印技术具有节材、高效、设计自由化等优势，在欧美已经有30年左右的发展历史，现已经深度介入到工业制造领域。在铸造行业国内运用3D打印技术，打印的砂芯、模壳已经开始批量化生产、使用。现有的3D砂型打印无机粘结剂用液体固化剂生产的砂型/芯，因为碱性催化而引起与硅酸盐胶态分子团的解聚相似的成核解聚过程，易发生粉化现象，产品保存周期短，作业现场气味大，强度低，在浇铸时易发生粘砂、塌箱现象；为了保证砂型/芯具有适宜的可使用时间，需要不时的更换固化剂种类，或者更换作业环境条件，操作繁琐且效果不稳定。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，通技术创新，成功开发一种复合型浆状固化剂，与无机粘结剂配合使用，可有效提升3D打印砂型/芯的常温强度和高温强度，延长砂型/芯保存周期，改善作业现场环境。

本发明的技术方案是：

一种无机粘结剂用复合型浆状固化剂,化学成分按照质量百分比含量为：γ-丁内酯12％-18％、碳酸丙烯酯9％-15％、乙二醇单醋酸酯12％-18％、乙二醇二醋酸酯7％-13％、微硅灰粉18％-22％、硬化促进剂3％-7％、氟硅酸盐17％-23％、消泡剂0.5％-1.5％、悬浮剂0.5％-1.5％、抗吸湿剂0.5％-1.5％。

进一步的，所述硬化促进剂为氧化锌、氧化铝、氧化镁中的一种或多种组合。

进一步的，所述氟硅酸盐为氟硅酸钠、氟硅酸镁、氟硅酸钾、氟硅酸铝中的一种或多种组合。

进一步的，所述消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或多种组合。

进一步的，所述悬浮剂为羟丙基甲基纤维素醚、钠基膨润土、锂基膨润土、有机膨润土中的一种或多种组合。

进一步的，所述抗吸湿剂为碳酸锂、碳酸钙、碳酸锌中的一种或多种组合。

一种无机粘结剂用复合型浆状固化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.将γ-丁内酯、碳酸丙烯酯用真空泵抽入搪瓷反应釜，启动搅拌，搅拌30-50min；

S2.加入乙二醇单醋酸酯、乙二醇二醋酸酯，继续搅拌30-50min；

S3.加入微硅灰粉、氟硅酸盐，继续搅拌30-50min；

S4.加入硬化促进剂、消泡剂、悬浮剂、抗吸湿剂，继续搅拌30-50min；