CO2硬化法用水玻璃粘合剂改性的研究

提高CO2水玻璃砂粘结强度的关键在于抑制硬化过程中胶粒的过度长大，可行的途径是向水玻璃中引入能与水玻璃起作用并能阻抑胶粒长大，而且对CO2硬化不引起、或少引起负面影响的物质。选择了含有—COONa极性基的有机合成物为1^#改性树脂；含有HO CH2OH极性基的有机合成物为2^#改性树脂，含有一CONH2极性基的有机物为3^#改性树脂，作为改性剂的主干材料对水玻璃进行改性处理。试验结果表明，改性水玻璃尤其是1^#改性树脂改性水玻璃18^#与普通水玻璃相比，明显提高常温下的粘结强度；显著改善热强度和高温强度；消除了800℃时的残留强度峰值。     

改性水玻璃的红外光谱分析

用改性树脂对水玻璃进行改性,为了解改性后水玻璃的分子结构会产生什么变化,硬化前、后普通和改性水玻璃有什么区别,从而对改性水玻璃的改性机理和硬化机理进行研究,对硬化前、后的普通水玻璃和改性水玻璃进行红外光谱(IR)分析.红外光谱分析表明:改性水玻璃的分子结构中都或多或少地含有改性树脂的极性基团.改性树脂的加入使红外吸收光谱中氢键的吸收峰增强,证实改性树脂中的极性化合物借氢键吸附在水玻璃凝胶胶粒的表面,形成高分子保护层.限制凝胶胶粒的长大,从而获得细小的水玻璃凝胶肢粒,达到提高粘结强度的目的.红外光谱分析还证实:无论是改性水玻璃,还是普通水玻璃,吹CO2硬化时的硬化机理均包括物理脱水和化学反应两部分.     

CO2硬化水玻璃的改性与应用

采用含有羰基、羧基的1#改性树脂,含有苯环、羟基、醛基的2#改性树脂,含有酰胺基的3#改性树脂作为细化CO2硬化水玻璃凝胶胶粒的改性剂的主干材料,对水玻璃进行改性处理。实验结果表明：1#改性树脂改性水玻璃与普通水玻璃相比,提高了常温下的粘结强度;改善了高温强度;消除了800℃时型砂的残留强度峰值。浇注实践证实,改性水玻璃能在实际生产中成功地应用,并具有溃散性好,浇出的铸件质量好等优点。     

水玻璃改性机制的透射电镜研究

选择带有不同极性基团的1#、2#、3#改性用树脂作为改性剂的主干材料,对水玻璃进行改性处理。试验结果表明：改性水玻璃与普通水玻璃相比,明显提高了常温下的粘结强度,大大改善了热强度和高温强度,从根本上改变了800℃时的残留强度峰值。通过透射电镜观察证明：改性水玻璃的凝胶胶粒比普通水玻璃的凝胶胶粒细小,这说明含有极性基团的有机化合物的确可以细化水玻璃凝胶胶粒。不同的改性树脂,即不同的极性基团有不同的改性效果,所获得凝胶胶粒粗细不同,对应的型砂抗压强度也不同。     

CO2硬化工艺用改性水玻璃的合成研究

提高CO2水玻璃砂粘结强度的关键在于抑制硬化过程中胶粒的过于长大,可行的途径是向水玻璃中引入能与水玻璃起作用并能阻抑胶粒长大,而且对CO2硬化不引起、或少引起负面影响的物质.选择采用含有羰基、羧基的1#改性树脂,含有苯环、羟基、醛基的2#改性树脂,含有酰胺基的3#改性树脂,作为细化CO2硬化水玻璃凝胶胶粒的主要化合物为改性剂的主干材料对水玻璃进行改性处理.实验结果表明,1#、2#改性树脂加入量为10%为宜,3#改性树脂加入量(按PAM固体含量算)以0.2%为宜.     

VRH-CO_2法水玻璃砂性能的研究

研究了CO2用量。水玻璃密度、真空度以及温度和湿度对VRH-CO2法水玻璃砂常温抗压强度和残留强度的影响。实验结果表明:当工艺参数适当时,VRH-CO2法硬化的水玻璃砂比普通CO2法硬化的水玻璃砂具有更高的常温抗压强度和更低的残留强度。     

CO2改性水玻璃砂的出砂性

研究了改性水玻璃砂的出砂性,试验制订了测量水玻璃砂试样残留强度时的加热规范和冷却方式.以水玻璃砂的残留强度值≤0.5 MPa为标准来评价改性水玻璃18号的出砂性,结果发现,当粘结剂加入量为2.5%～4.0%时,在400～1 000 ℃下均具有良好的出砂性.观察了普通和改性水玻璃砂在加热温度为200、600、800、1 000、1 200 ℃的残留强度断口,发现普通水玻璃和改性水玻璃A1都在800 ℃出现残留强度峰值,改性水玻璃18号与B2均在800 ℃出现残留强度谷值,并解释了其中的原因.     

水在CO_2硬化的水玻璃石灰石砂中的重要作用

针对在铸造生产上出现的干燥石灰石原砂和水玻璃混制后的型砂,在用CO2气体进行硬化时,出现难以硬化、硬化强度不高的问题,从水玻璃CO2硬化的机理进行分析,找出水玻璃砂不能硬化的原因,提出加适量水可解决水玻璃砂吹CO2硬化强度低的理论依据。并在生产中实践,证明了理论的正确性,从而解决了干燥石灰石原砂和水玻璃混制所得的型砂用CO2气体进行硬化时的硬化强度低问题。     

磷酸氢二钠及木糖醇改性水玻璃对微波硬化水玻璃砂存放强度影响

研究了磷酸氢二钠和木糖醇两种改性剂加入量对微波硬化水玻璃砂样存放强度的影响,通过红外光谱和扫描电镜等测试方法,对普通水玻璃砂和改性水玻璃砂的官能团及微观组织进行了分析。试验研究结果表明,改性后的水玻璃砂样存放强度高于普通水玻璃砂样的存放强度,当改性剂加入量为水玻璃质量的2％时,砂样的存放强度效果最佳;样品的红外图谱表明,改性后的水玻璃砂中没有出现新的基团;扫描电镜分析表明,改性后,水玻璃膜均匀、完整地覆盖在砂粒表面,粘结桥中裂纹减少。     

聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂的研究

确定了聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂的基本组分,测试了有机酯自硬和CO2气硬型砂的常温粘结强度和高温残留强度。研究发现,在水玻璃中加入聚氧化乙烯树脂能改善水玻璃的老化现象,充分发挥其粘结效率;粘结剂加入量相同时,型砂强度是普通水玻璃砂的1.5倍,800～1000℃时,型砂残留强度≤0.5MPa。结果表明,聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂加入量低,型砂工艺性能良好,浇注后出砂容易,有利于旧砂进一步干法回用。