结剂的组成原料为:硅酸钠(模数2.85-3.4，固体，120目)28%、磷酸氢二钠6.5%、D-山梨醇3.5%、水溶性硅油(100%) 0.5%、四乙基硅酸盐1.5%、硫酸铝0.5%、萘磺酸0.5%、酚醛树脂1.5%、氢氧化钠1.5%、去离子水56%。本实施例的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂的制备方法为: I.将280Kg硅酸钠和560Kg去离子水加入到搪瓷反应釜中，开动搅拌并开始加热至微沸状态，保持Ih以上；
I1.缓慢加入65Kg磷酸氢二钠和35KgD-山梨醇，待反应至清澈透明后，继续反应30min以上，继续加入15Kg四乙基硅酸盐、5Kg硫酸铝、5Kg萘磺酸，保持微沸状态反应Ih以上;
II1.加入15Kg酚醛树脂，反应30min以上，加入5Kg水溶性硅油，保持微沸状态，搅拌反应Ih以上后，关闭揽样和加热；
IV.待体系温度降至室温后，打开搅拌，缓慢加入15Kg氢氧化钠，搅拌30min以上后出料。将合成的粘结剂于室温下静置24h，取上层清澈透明液体作为最终的无机粘结剂产品。
[0021]该无机粘结剂在25°C时粘度为1mpa.s ;可使用时间为5min彡t彡15min ;加入量为3.5%(占标准砂的比重)时，其0 30mm*50mm的标准砂试块24h常温抗压强度为4.56Mpa ；其标准砂试块经过800°C的高温烘烤后，残留强度为0.39Mpa ;其标准砂试块在空气湿度为80%的环境中存放24h后，抗压强度降低率为5.7%。
[0022]实施案例四
本实施例有色金属3D砂型打印用无机粘结剂的组成原料为:硅酸钠(模数2.85-3.4，固体，120目)32%、磷酸氢二钠7.6%、D-山梨醇4.0%、水溶性硅油(100%) 0.7%、四乙基硅酸盐0.9%、硫酸铝0.62%、萘磺酸0.55%、酚醛树脂2.3%、氢氧化钠1.8%、去离子水49.53%。本实施例的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂的制备方法为:
I.将320Kg硅酸钠和495.3Kg去离子水加入到搪瓷反应釜中，开动搅拌并开始加热至微沸状态，保持Ih以上；
I1.缓慢加入76Kg磷酸氢二钠和40KgD-山梨醇，待反应至清澈透明后，继续反应30min以上，继续加入9Kg四乙基硅酸盐、6.2Kg硫酸铝、5.5Kg萘磺酸，保持微沸状态反应Ih以上；
II1.加入23Kg酚醛树脂，反应30min以上，加入7Kg水溶性硅油，保持微沸状态，搅拌反应Ih以上后，关闭揽样和加热；
IV.待体系温度降至室温后，打开搅拌，缓慢加入18Kg氢氧化钠，搅拌30min以上后出料。将合成的粘结剂于室温下静置24h，取上层清澈透明液体作为最终的无机粘结剂产品。
[0023]该无机粘结剂在25°C时粘度为9mpa.s ;可使用时间为5min彡t彡15min ;加入量为3.5%(占标准砂的比重)时，其0 30mm*50mm的标准砂试块24h常温抗压强度为4.93Mpa ；其标准砂试块经过800°C的高温烘烤后，残留强度为0.48Mpa ;其标准砂试块在空气湿度为80%的环境中存放24h后，抗压强度降低率为4.7%。
[0024]实施案例五
本实施例有色金属3D砂型打印用无机粘结剂的组成原料为:硅酸钠(模数2.85-3.4，固体，120目)33%、磷酸氢二钠9.0%、D-山梨醇4.5%、水溶性硅油(100%) 0.3%、四乙基硅酸盐2.0%、硫酸铝0.35%、萘磺酸0.35%、酚醛树脂1.6%、氢氧化钠0.9%、去离子水48%。本实施例的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂的制备方法为:
I.将330Kg硅酸钠和480Kg去离子水加入到搪瓷反应釜中，开动搅拌并开始加热至微沸状态，保持Ih以上；
I1.缓慢加入90Kg磷酸氢二钠和45Kg D-山梨醇，待反应至清澈透明后，继续反应30min以上，继续加入20Kg四乙基硅酸盐、3.5Kg硫酸铝、3.5Kg萘磺酸，保持微沸状态反应Ih以上；
II1.加入16Kg酚醛树脂，反应30min以上，加入3Kg水溶性硅油，保持微沸状态，搅拌反应Ih以上后，关闭揽样和加热；
IV.待体系温度降至室温后，打开搅拌，缓慢加入9Kg氢氧化钠，搅拌30min以上后出料。将合成的粘结剂于室温下静置24h，取上层清澈透明液体作为最终的无机粘结剂产品。
[0025]该无机粘结剂在25°C时粘度为14mpa.s ;可使用时间为5min彡t彡15min ;加入量为3.5%(占标准砂的比重)时，其0 30mm*50mm的标准砂试块24h常温抗压强度为5.07Mpa ；其标准砂试块经过800°C的高温烘烤后，残留强度为0.34Mpa ;其标准砂试块在空气湿度为80%的环境中存放24h后，抗压强度降低率为4.1%。
[0026]以上为本发明的优选的具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:包括硅酸钠、磷酸氢二钠、D-山梨醇、水溶性硅油、四乙基硅酸盐、硫酸铝、萘磺酸、酚醛树脂、氢氧化钠、去离子水；所述的各组成成分的重量百分含量为:硅酸钠:22-34%、磷酸氢二钠:2%-11%、D-山梨醇:1.5%-5.5%、水溶性硅油:0.2%-0.8%、四乙基硅酸盐:0.7%_2.3%、硫酸铝:0.3%_0.7%、萘磺酸:0.3%-0.7%、酚醛树脂:0.4%-2.6%、氢氧化钠:0.7%-2.3%、去离子水:46%_66%。2.根据权利要求1所述的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:所述的硅酸钠为固体，模数为2.85-3.4，目数为120。3.根据权利要求1所述的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:所述的水溶性硅油纯度为100%。4.根据权利要求1所述的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:所述的磷酸氢二钠、D-山梨醇、四乙基硅酸盐、水溶性硅油为无机粘结剂体系中的改性剂；所述的磷酸氢二钠在高温条件下与硅酸钠可形成PO42' S142-复合玻璃网络，在冷却过程中，析出晶体破坏粘结膜，二者收缩性差异导致粘结膜开裂，使得该无机粘结剂砂具有优异的溃散性；同时高温烧结性能较好的Al3+也可以改善无机粘结剂砂的高温溃散性。5.根据权利要求1所述的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:所述的D-山梨醇作为改性剂，提高无机粘结剂砂的常温强度、低温溃散性，起到延缓老化的作用。6.根据权利要求1所述的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:所述的四乙基硅酸盐，提高无机粘结剂的粘结强度，改善无机粘结剂抗吸湿性；所述的水性的酚醛树脂，提高了无机粘结剂的粘结强度；水溶性的硅油改善无机粘结剂的抗吸湿性。7.根据权利要求1所述的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:所述的萘磺酸用于提高无机粘结剂的溃散性，其电离产生的H+与硅酸钠水溶液中的0H_结合，加快粘结剂的硬化速度。8.根据权利要求1所述的一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂，其特征在于:所述的氢氧化钠加入粘结剂体系中与硅酸钠中的S12形成Si042_，调节硅酸钠的模数，同时降低无机粘结剂的粘度、调节无机粘结剂能够使用的时间以及硬化速度。9.制备权利要求1所述的无机粘结剂的方法，其特征在于该方法包括如下步骤: 步骤一，将硅酸钠和去离子水加入到搪瓷反应釜中，开动搅拌并开始加热至微沸状态，保持至少Ih ； 步骤二，缓慢加入磷酸氢二钠和D-山梨醇，待反应至清澈透明后，继续反应至少30min，继续加入四乙基硅酸盐、硫酸铝、萘磺酸，保持微沸状态反应Ih以上； 步骤三，加入酚醛树脂，反应30min以上，加入水溶性硅油，保持微沸状态，搅拌反应Ih以上后，关闭揽样和加热； 步骤四，待体系温度降至室温后，打开搅拌，缓慢加入氢氧化钠，搅拌30min以上后出料，将合成的粘结剂于室温下静置24h，取上层清澈透明液体作为最终的无机粘结剂产品。10.根据权利要求9所述的制备一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂的方法，其特征在于所述的步骤四中，所述的无机粘结剂产品25°C时粘度< 15mpa.S。
【专利摘要】本发明涉及一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂及制备方法，一种有色金属3D砂型打印用无机粘结剂包括硅酸钠、磷酸氢二钠、D-山梨醇、水溶性硅油、四乙基硅酸盐、硫酸铝、萘磺酸、酚醛树脂、氢氧化钠、去离子水；所述的各组成成分的重量百分含量为：硅酸钠：22-34%、磷酸氢二钠：2%-11%、D-山梨醇：1.5%-5.5%、水溶性硅油：0.2%-0.8%、四乙基硅酸盐：0.7%-2.3%、硫酸铝：0.3%-0.7%、萘磺酸：0.3%-0.7%、酚醛树脂：0.4%-2.6%、氢氧化钠：0.7%-2.3%、去离子水：46%-66%。本发明的有益效果在于：制备得到的无机粘结剂25℃时粘度＜15mpa.s，可以满足砂型喷墨打印使用要求；粘结强度高；粘结剂的溃散性能优异，应用于铸造领域时，铸件清砂容易；粘结剂抗吸湿性能优异，可使用时间短、能够实现快速硬化。
【IPC分类】B22C1/18
【公开号】CN104923717
【申请号】CN201510302568
【发明人】邢金龙, 韩文, 王娟娟
【申请人】宁夏共享化工有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月4日