[发明专利]木质素溃散剂及其应用

说明书

本发明涉及的是机械工业领域，具体是铸造生产中的铸型材料的特种添加剂及其应用。

水玻璃砂是用水玻璃作粘结剂的铸造型(芯)砂。由于水玻璃有一定粘结强度，成本低廉，无毒无臭，配制型砂工艺简单，易于操作，粉尘量低，四十多年来，水玻璃型(芯)砂在铸造生产中应用很广。但水玻璃砂在铸件浇注后残留强度过高，致使铸件清砂十分困难，妨碍了水玻璃砂的更广泛应用。近十年来，一些重大、复杂、薄壁、难于清砂的铸件已趋向于使用树脂砂来生产，但树脂粘结剂价格昂贵(树脂：1-1.3万元/吨，水玻璃500-700元/吨)，浇注后产生大量有机物气体，对空气污染严重，所以在欧、美、日等工业化国家使用树脂砂的铸造厂家都要同时与一套庞大的空气净化设备相配套，费用极其昂贵，我国大多数铸造企业对此难以承受。这迫使国内外重新重视研究水玻璃砂的扩大应用问题，主要技术措施之一就是研制各类有机、无机高效能溃散剂，大幅度提高水玻璃砂的溃散性。从国内、国际文献检索的结果了解到，有机溃散剂的主要材料分别是经改性处理的酸性纸浆废液和经水解、氢化的淀粉，与这种有机溃散剂相配合的无机溃散剂分别是蛭石(或石灰石)和AmG(或AmGFO)粉，并且检索到关于木质素作为工业上的某种促进剂，分别是将木质素用作表面活性剂和水凝粘结剂的一种组分。如文献315DERWEND世界专利最新目录中，007057931促进剂，008298256WPI促进剂。

本发明的目的是提供一种木质素溃散剂，即将造纸工业环境治理的副产品木质素变为铸造工业中应用广泛的溃散剂材料，从而变废为宝，同时，降低铸造水玻璃型(芯)砂的残留强度，提高溃散性，最终达到提高铸件清砂效率和铸件质量，提高旧砂回用率和经济效益，减轻废砂对环境污染，一举两得。

本发明的技术方案是：由碱性纸浆黑液(硫酸盐造纸过程中产生的废液，色棕黑，PH为11左右，以下同)经脱碱分离后再经过烘干处理所得到的粉状物料(即木质素干粉)和NaOH水溶液配制而成，其中木质素干粉为溶质，NaOH水溶液为溶剂，其重量配比为：

木质素干粉：10-25％；

NaOH水溶液(浓度0.5-2％)75-90％。

本发明的主要原料木质素由于是从造纸工业环境治理的副产品碱性纸浆黑液分离出来并烘干而得到，从而达到综合利用，变废为宝的目的。同时作为溃散应用到铸造工业中可以降低铸造水玻璃型(芯)砂的残留强度，提高溃散性，最终达到提高铸件清砂效率和铸件质量，提高旧砂回用率和经济效益，减轻废砂对环境的污染。

木质素干粉作为溃散剂的溶质主要含有不同分子量的植物纤维素，其特征为不溶于水、酒精及酸性溶液，仅溶于碱性溶液，因此选用NaOH水溶液作为溃散剂的溶剂。

木质素溃散剂的具体配制工艺为：

(1)加温：木质素干粉与NaOH溶液按上述配比盛入同一金属容器内，缓慢升温，不停搅拌；

(2)停止加温：温度达90±5℃停止加温，在继续搅拌中缓慢降温；

(3)冷却：在不停搅拌中逐渐冷却到室温(30℃以下)，停止搅拌。

此时木质素干粉已完全溶解于NaOH溶液中，成为木质素溃散剂，然后盛入塑料容器中，加盖密封保存备用。在具体实施中，木质素干粉以20％优先，NaOH水溶液采用工业纯碱和普通工业用水配制(浓度1％优先)含量80％优先。

下面通过叙述木质素溃散剂的应用技术来进一步说明本发明。

将本发明的木质素溃散剂与水玻璃配制成木质素水玻璃，然后与水玻璃砂的其它组分一起通过一定的配砂工艺，配制成木质素水玻璃砂，用作铸造的造型(芯)材料。

首先制备木质素水玻璃；

配比(重量比)：木质素溃散剂∶水玻璃(模数2-2.5，比重1.5-1.55)＝1∶(8-12)，在实施中1∶9优先。