(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910728176.1
(22)申请日 2019.08.08
(71)申请人 承德北雁新材料科技有限公司
地址 067000 河北省承德市围场满族蒙古
族自治县
(72)发明人 韩海涛 韩冰 韩继磊 静国帅
苗建军 张树山 王大威 刘嘉鑫
(74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务
所(特殊普通合伙) 11463
代理人 王焕
(51)Int.Cl.
B22C 1/22(2006.01)
B22C 9/10(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种覆膜砂及其制备方法，涉
下质量份数的原料制备而成：热塑性酚醛树脂
0.8-3.5份、液态热固性酚醛树脂0.05-1.5份、固
化剂0.024-0.35份和添加剂0.5-15份；所述添加
的至少一种。本发明提供的树脂组合物，各组分
之间相互协同配合，在保证其具有良好机械性能
的情况下，降低了传统固化剂的用量，使得制芯
过程中氨气等恶臭类气体排放大幅减少，降低对
人体的伤害，降低对环境的污染，符合环保要求。
本发明还提供了一种覆膜砂及其制备方法，该覆
膜砂包含上述树脂组合物和骨料。权利要求书2页 说明书14页CN 110252942 A 2019.09.20
C N 110252942
A
1.一种树脂组合物，其特征在于，主要由如下质量份数的原料制备而成：热塑性酚醛树脂0.8-3.5份、液态热固性酚醛树脂0.05-1.5份、固化剂0.024-0.35份和添加剂0.5-15份；
所述添加剂包括金属氧化物、碳化硅、高纯硅或石墨烯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，主要由如下质量份数的原料制备而成：热塑性酚醛树脂1-3份、液态热固性酚醛树脂0.5-1份、固化剂0.1-0.3份和添加剂2-10份。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述添加剂为金属氧化物、碳化硅和石墨烯的组合，
所述金属氧化物、碳化硅和石墨烯的质量比为(0.01-10)：(0.01-10)：(0.01-0.5)，优选为3：0.1：0.05；
优选的，所述金属氧化物包括氧化铝和/或氧化铁；
优选的，所述金属氧化物为球形颗粒。
4.根据权利要求1-3任一项所述的树脂组合物，其特征在于，所述原料还包括：隔离吸收剂0.001-2份，所述隔离吸收剂包括金属氧化物、金属氢氧化物、钼化合物、二茂盐、乙酰丙酮盐、负离子粉或香精中的至少一种； 优选的，所述隔离吸收剂为钼化合物、二茂盐、乙酰丙酮盐、负离子粉和香精的组合，所述钼化合物、二茂盐、乙酰丙酮盐、负离子粉和香精的质量比为(0.01-5)：(0.01-5)：(0.01-5)：(0.01-5)：(0.001-0.5)，优选为2：0.5：0.5：0.5：0.003；
优选的，所述金属氧化物包括氧化锡、氧化镁、氧化锌、氧化铜或三氧化二锑中的至少一种；
优选的，所述金属氢氧化物包括氢氧化铝；
优选的，所述钼化合物包括氧化钼和/或钼酸盐，所述钼酸盐包括钼酸钠、钼酸锌或钼酸钙中的至少一种；
优选的，所述二茂盐包括二茂铁；
优选的，所述乙酰丙酮盐包括乙酰丙酮铁；
优选的，所述香精包括植物香精和/或合成香精，优选包括植物香精，进一步优选包括玫瑰香精、百合香精或樟脑香精中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的树脂组合物，其特征在于，所述热塑性酚醛树脂包括PF-1901型热塑性酚醛树脂、PF-1904型热塑性酚醛树脂、PF-1350型热塑性酚醛树脂、PF-1352型热塑性酚醛树脂、PF-1890型热塑性酚醛树脂或PF-1891型热塑性酚醛树脂中的至少一种；
优选的，所述液态热固性酚醛树脂包括PF-1201型热固性酚醛树脂。
6.根据权利要求1-3任一项所述的树脂组合物，其特征在于，所述固化剂包括六次甲基四胺、聚甲醛或苯胺中的至少一种。
7.一种覆膜砂，其特征在于，主要由如下质量份数的原料制备而成：权利要求1-6任一项所述的树脂组合物0.5-1.5份、润滑剂0.025-0.12份和骨料100份；
优选的，所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌或硬脂酸钠中的至少一种；
优选的，所述骨料包括硅砂、铝硅系砂、锆砂、铬铁矿砂、镁砂或橄榄石砂中的至少一种。
8.权利要求7所述的覆膜砂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将骨料、树脂组合物和润滑剂混合，得到覆膜砂；
优选的，所述覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
向预热后的骨料中加入热塑性酚醛树脂，使热塑性酚醛树脂熔融，再加入液态热固性酚醛树脂、添加剂、任选的隔离吸收剂、固化剂和润滑剂，得到覆膜砂；
优选的，待热塑性酚醛树脂熔融后，先加入液态热固性酚醛树脂，再加入添加剂和任选的隔离吸收剂，然后加入固化剂和润滑剂；
优选的，在加入固化剂和润滑剂之后，进行冷却、破碎和筛分，得到覆膜砂；
优选的，骨料预热到130-160℃，优选为140-150℃；
优选的，加入液态热固性酚醛树脂后搅拌10-50s，优选为20-40s；
优选的，加入添加剂和任选的隔离吸收剂后搅拌5-30s，优选为10-20s；
优选的，所述固化剂采用水溶液，所述水溶液中固化剂的质量浓度为30-50％。
9.根据权利要求1-6任一项所述的树脂组合物、权利要求7所述的覆膜砂或权利要求8所述的制备方法制备得到的覆膜砂在制备模具中的应用。
10.一种模具，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的树脂组合物、权利要求7所述的覆膜砂或权利要求8所述的制备方法制备得到的覆膜砂。
覆膜砂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及铸造用覆膜砂技术领域，尤其是涉及一种覆膜砂及其制备方法。
背景技术
[0002]覆膜砂通常用于模具制芯，在造型制芯过程中覆膜砂中的胺类固化剂与酚醛树脂发生反应，会释放出氨气等有害气体。目前，覆膜砂中使用的胺类固化剂用量较大，产生的氨气量大，会刺激工人咽喉，恶化环境，影响身体健康。
[0003]目前，常规的覆膜砂在造型制芯过程中，在车间排风口测试的氨气浓度远远超出了人体能长期呼吸的浓度，长此以往不仅严重污染工作环境，还给操作工人带来严重的身体伤害。
[0004]有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0005]本发明第一目的在于提供一种树脂组合物，以缓解现有技术中存在的覆膜砂在造型制芯过程中释放的氨气量大，严重污染工作环境，给人体造成严重伤害等技术问题。[0006]本发明提供的树脂组合物，主要由如下质量份数的原料制备而成：热塑性酚醛树脂0.8-3.5份、液态热固性酚醛树脂0.05-1.5份、固化剂0.024-0.35份和添加剂0.5-15份；[0007]所述添加剂包括金属氧化物、碳化硅、高纯硅或石墨烯中的至少一种。
[0008]进一步的，主要由如下质量份数的原料制备而成：热塑性酚醛树脂1-3份、液态热固性酚醛树脂0.5-1份、固化剂0.1-0.3份和添加剂2-10份。
[0009]进一步的，所述添加剂为金属氧化物、碳化硅和石墨烯的组合，所述金属氧化物、碳化硅和石墨烯的质量比为(0.01-10)：(0.01-10)：(0.01-0.5)，优选为3：0.1：0.05；[0010]优选的，所述金属氧化物包括氧化铝和/或氧化铁；
[0011]优选的，所述金属氧化物为球形颗粒。
[0012]进一步的，所述原料还包括：隔离吸收剂0.001-2份，所述隔离吸收剂包括金属氧化物、金属氢氧化物、钼化合物、二茂盐、乙酰丙酮盐、负离子粉或香精中的至少一种；[0013]优选的，所述隔离吸收剂为钼化合物、二茂盐、乙酰丙酮盐、负离子粉和香精的组合，所述钼化合物、二茂盐、乙酰丙酮盐、负离子粉和香精的质量比为(0.01-5)：(0.01-5)：(0.01-5)：(0.01-5)：(0.001-0.5)，优选为2：0.5：0.5：0.5：0.003；
[0014]优选的，所述金属氧化物包括氧化锡、氧化镁、氧化锌、氧化铜或三氧化二锑中的至少一种；
[0015]优选的，所述金属氢氧化物包括氢氧化铝；
[0016]优选的，所述钼化合物包括氧化钼和/或钼酸盐，所述钼酸盐包括钼酸钠、钼酸锌或钼酸钙中的至少一种；
[0017]优选的，所述二茂盐包括二茂铁；
[0018]优选的，所述乙酰丙酮盐包括乙酰丙酮铁；
[0019]优选的，所述香精包括植物香精和/或合成香精，优选包括植物香精，进一步优选包括玫瑰香精、百合香精或樟脑香精中的至少一种。
[0020]进一步的，所述热塑性酚醛树脂包括PF-1901型热塑性酚醛树脂、PF-1904型热塑性酚醛树脂、PF-1350型热塑性酚醛树脂、PF-1352型热塑性酚醛树脂、PF-1890型热塑性酚醛树脂或PF-1891型热塑性酚醛树脂中的至少一种；
[0021]优选的，所述液态热固性酚醛树脂包括PF-1201型热固性酚醛树脂。
[0022]进一步的，所述固化剂包括六次甲基四胺、聚甲醛或苯胺中的至少一种。[0023]本发明的第二目的在于提供一种覆膜砂，以特定配比的骨料和本发明提供的树脂组合物作为主要原料，各组分之间相互协同配合，在骨料表面裹覆有高分子化合物，该覆膜砂具有良好的机械性能，制芯过程中氨气等恶臭类气体排放大幅减少，浇铸时气相有机污染物降低，烟气排放量少，符合环保要求。
[0024]本发明提供的覆膜砂，主要由如下质量份数的原料制备而成：本发明提供的树脂组合物0.5-1.5份、润滑剂025-0.12份和骨料100份；
[0025]优选的，所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌或硬脂酸钠中的至少一种；[0026]优选的，所述骨料包括硅砂、铝硅系砂、锆砂、铬铁矿砂、镁砂或橄榄石砂中的至少一种。
[0027]本发明的第三目的在于提供一种覆膜砂的制备方法，该制备方法操作简单，条件易于控制，适宜大规模生产。
[0028]本发明提供的覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
[0029]将骨料、树脂组合物和润滑剂混合，得到覆膜砂；
[0030]优选的，所述覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
[0031]向预热后的骨料中加入热塑性酚醛树脂，使热塑性酚醛树脂熔融，再加入液态热固性酚醛树脂、添加剂、任选的隔离吸收剂、固化剂和润滑剂，得到覆膜砂；
[0032]优选的，待热塑性酚醛树脂熔融后，先加入液态热固性酚醛树脂，再加入添加剂和任选的隔离吸收剂，然后加入固化剂和润滑剂；
[0033]优选的，在加入固化剂和润滑剂之后，进行冷却、破碎和筛分，得到覆膜砂；[0034]优选的，骨料预热到130-160℃，优选为140-150℃；
[0035]优选的，加入液态热固性酚醛树脂后搅拌10-50s，优选为20-40s；
[0036]优选的，加入添加剂和任选的隔离吸收剂后搅拌5-30s，优选为10-20s；[0037]优选的，所述固化剂采用水溶液，所述水溶液中固化剂的质量浓度为30-50％。[0038]本发明的第四目的在于提供一种本发明提供的树脂组合物、本发明提供的覆膜砂或本发明提供的制备方法制备得到的覆膜砂在制备模
具中的应用，将上述树脂组合物、上述覆膜砂或上述制备方法制备得到的覆膜砂用于制备模具，制备得到的模具具有良好的机械性能，使用安全环保。
[0039]本发明提供的树脂组合物、本发明提供的覆膜砂或本发明提供的制备方法制备得到的覆膜砂在制备模具中的应用。
[0040]本发明的第五目的在于提供一种模具，具有良好的机械性能，使用安全环保。[0041]本发明提供的模具，包括本发明提供的树脂组合物、本发明提供的覆膜砂或本发明提供的制备方法制备得到的覆膜砂。
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