超细粉末改性水玻璃粘结剂试验研究

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1、摘要建设环保型社会日益成为大众的共识，工业生产中污染环境的行业都面临着技术改革，铸造的“脏、乱、差”一直困扰着人们，铸造业改革的重点是无污染的砂型粘结剂的研制。水玻璃砂，因无色、无味、无毒，在混砂、造型、浇注和落砂过程中没有刺激性气体和有毒气体产生，而成为了实现绿色铸造的首选。但制约水玻璃砂发展的溃散性差、旧砂回收困难等问题，让大量的水玻璃旧砂被抛弃而污染了环境，使水玻璃砂工艺成为环境保护的双刃剑。以纳米技术为主体的超细材料技术的发展为水玻璃砂技术的发展带来了新的希望。本文结合超细粉末材料在高分子材料改性上的应用，提出了采用超细蒙托石粉、超细云

2、母粉改性水玻璃粘结剂的构想。通过进行一系列的单因子试验，研究超细蒙托石粉、超细云母粉、山梨醇和脱水硼砂等对水玻璃砂性能的影响，发现超细云母粉可以明显提高水玻璃的粘结强度、降低水玻璃的残留强度，山梨醇配合超细云母改性水玻璃可提高水玻璃砂的粘结强度、改善其溃散性，脱水硼砂配合超细云母粉改性水玻璃可提高水玻璃砂的抗潮性能。采用超细云母粉、山梨醇、脱水硼砂三种物质进行正交试验，得到了改性配方水玻璃的较佳方案。最后，通过SEM分析解释了超细云母粉改性水玻璃粘结剂成功的原因。研究结果表明：超细云母粉在加入量为1.5％时得到的改性水玻璃效果最好，此时水玻璃砂

3、的常温强度比普通水玻璃的强度提高了约21％，而残留强度则降低了约34.5％；山梨醇配合超细云母粉改性水玻璃，可以在超细云母粉改性的基础上让水玻璃粘结剂的性能再提高一步，采用1.5％的超细云母粉和1％的山梨醇来改性水玻璃，能水玻璃砂的粘结强度提高约32.6％，同时残留强度降低约38.2％；经过脱水处理的硼砂可以加快水玻璃砂硬化的速度，同时改善了超细云母粉在水玻璃中的分散效果，提高水玻璃砂的抗吸湿性，但是过多的脱水硼砂的加入会影响水玻璃砂的溃散性。正交实验结果表明，较好的水玻璃粘结剂的改性配方是：1.5％超细云母、0.5％山梨醇和3％硼砂，此时，改

4、性水玻璃砂的24h强度比未改性的提高了约35％，残留强度降低了约34.1％，抗吸湿能力也有不少提高。关键词：超细材料水玻璃砂粘结强度溃散性抗湿性IVAbstractAsenvironmentalprotectionbecomingoursocialrecognitiondaybyday，technologicalinnovationshouldbetakenasaserioustaskinmanyindustrialproductionswhichcancausepollution.Specially,thedevelopmentonthegr

5、eenbinderforenvironmentalprotectionwillbethekeypointinthecastingindustry.Thesodiumsilicatesandcangetapositioningreencleancastingcomparingtoothermouldsandsforitsadvantagesofachromaticcolor,tastelessness,non-toxic,andsoon.Furthermore,thesodiumsilicatesandprocesscangetridofirri

6、tantodororharmfulgasduringmixing,molding,pouringandknockingout.However,thedefects,suchasbadcollapsibilityandthedifficultyinsandreclamation,restrictthedevelopmentofthesodiumsilicatesandprocess,whichcausetheusedsandpollutetheenvironmentheavy.Sothesodiumsilicatesandbecomesthe“d

7、ouble-edgedsword”oftheenvironmentalprotection,butanewhopeisappearedfortheultra-finematerialtechnology(thatisnano-metermaterialtechnology)development.Inthispaper,itisdiscussedthatthepossibilityontheultra-finematerialmodifiedsodiumsilicatebinderatfirst,andthenaseriesofsinglefa

8、ctorialexperiments(includingultra-finemontmorillonitepowder,ultra-finemicap