[发明专利]一种铸造制芯用粘结剂

说明书

本发明属于一种以油脂残渣、植物油残渣为主要成份的铸造制芯用粘结剂。

目前使用的铸造用粘结剂大都存在湿强度低、易粘模、旧砂不能回用等缺点。现用的合脂粘结剂，其制成的砂芯湿强度低，蠕变性大；树脂粘结剂价格昂贵，且用其制成的砂芯湿强度不够，只能在芯盒中成型，生产成本高；松香粘结剂不但成本高，且用其制成的砂芯干强度低。CN86100763A专利申请公开说明书和PL126096波兰专利文献中谈到以酚醛树脂，再加以豆油油脚及亚麻仁油或亚麻荠油及混合物，在高温下脱水混合而成憎水有机粘结剂，用这种粘结剂制成的砂芯同样存在湿强度低，蠕变性大，易粘模等缺点，从而影响生产效率及铸件质量。

本发明的目的是提供一种以油脂残渣、植物油残渣为主要原料的铸造制芯用粘结剂。用这种粘结剂制备的砂芯，其干强度高，湿强度好，蠕变性小，从而可提高铸件的质量。

本发明的第一种实施方案含有油脂残渣、植物油残渣、水、油，还可含有聚乙烯醇及二元酸，其重量百分含量分别为：油脂残渣15％-40％，植物油残渣10％-40％，水20％-40％，油5％-30％，聚乙烯醇0-6％，二元酸0-4％。

本发明的第二种实施方案含有：油脂残渣、植物油残渣、水和碱，其重量百分含量分别为：油脂残渣15％-40％，植物油残渣10％-40％，水20％-40％，碱5％-20％。

本发明中，油脂残渣可以是动物油脂残渣，也可以是植物油脂残渣，是指动植物油脂在制取脂肪酸、甘油的过程中剩余的残渣，其主要成份是高分子醚型化合物及胶质等混合物，是成膜的主要物质。其最佳含量为15％-40％(重量)，低于15％时，制成的粘结剂强度不够，高于40％时，制备过程中难以形成稳定的高分子溶液，影响产品的使用效果。

所说的植物油残渣是指植物油在榨制精炼过程中产生的一种油渣，较好的为棉籽油残渣，也可以是菜籽油残渣、桐油残渣、亚麻油残渣、豆油残渣或花生油残渣，其主要成份是不饱和脂肪酸，是制取粘结剂时的乳化剂，也是主要成膜物质。其最佳含量为10％-40％(重量)，低于10％时难以形成高分子溶液，起不到乳化作用；高于40％时制成的粘结剂强度不够。

本发明中的水主要是作为溶剂和用于调整高分子溶液的内聚能，使高分子溶液达到一定的相平衡，以便形成稳定的符合制芯要求的粘结剂。其最佳含量为20％-40％，过低时会影响粘结剂的粘结性，过高时难以形成稳定的高分子溶液。

本发明第一种实施方案中的油为柴油，也可以是煤油或溶剂油。其主要作用除了作为溶剂外，也用于调整高分子溶液的内聚能；其最佳重量百分含量为5％-30％；过高或过低都会影响本发明的使用效果。所说的油一般可使用劣质油。第二种实施方案中的碱为氢氧化钠，也可以是氢氧化钾，其作用与油相似。与第一种实施方案相比，碱的亲水性强，价格便宜，但有吸潮性，制成的粘结剂用其制芯后不宜久放。

所说的二元酸为邻苯二甲酸或反丁烯二酸(富马酸)，也可以是顺丁烯二酸(马来酸)、乙二酸、己二酸、间苯二甲酸或对苯二甲酸，较好的为邻苯二甲酸或反丁烯二酸。在制作过程中，邻苯二甲酸可用苯酐代替。本发明的第一种实施方案中，在聚乙烯醇存在的情况下，加入二元酸后可起到更好的效果。由于聚乙烯醇的存在，在烘干过程中，聚乙烯醇与不饱和脂肪酸发生脂化反应，加入二元酸后，又使大量的聚乙烯醇分子交联，最后使低分子不饱和脂肪酸与之形成高分子网状结构，从而可大大提高所制砂芯的干强度。

与现有的制芯用粘结剂相比，本发明具有以下优点：

1、使用本发明制备砂芯，不需要加粘土即可得到很好的湿强度，制成的砂芯透气性好，容易烘干，烘干温度一般在170℃-220℃。另外，由于本发明中含有大量溶剂，制芯时可粘在砂粒表面，形成很薄的连续性膜，烘干后发气量小，从而可提高铸件质量；

2、使用本发明制芯，其芯砂可重复使用；

3、本发明中含有胶质，在高温过程中产生类似石墨的光亮碳膜和保护性气体，可不用涂料；

4、使用本发明制成的铸件其表面光洁度好，成品率高；

5、本发明无刺激性气味，无毒，与无机粘结剂的复合性好，其主要原料为废料和水，成本低，无污染；

6、本发明的第二种实施方案中含有碱，因为碱的存在使乳脂与砂子的附着力增加，使用时能很均匀地包裹在砂粒表面、使砂芯具有较好的干、湿强度。未发现因蠕变性而影响铸件质量。

实施例1-8见下表：

制备方法如下：

(1)将油脂残渣加入到搅拌器内加热到90-110℃，并不断搅拌，