技術領域：
本發明涉及水玻璃砂鑄造技術領域，具體涉及一種鑄造用水玻璃自硬砂潰散助劑。
背景技術：
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水玻璃作為型(芯)砂粘結劑，能較好地滿足技術、經濟和生態方面的要求，是一種具有廣泛應用前途的鑄造用粘結劑。由于水玻璃自硬砂在高溫下，水玻璃粘結膜會逐漸燒結、熔化而變成液態，從而會潤濕、侵蝕砂粒，導致高溫的水玻璃和石英砂混為一體，在水玻璃熔融物和砂粒間會形成堅固的陶質聯結鍵，冷卻后結成板塊，其間甚至連空隙都沒有，因此造成砂塊殘留強度高，使其難以從鑄件上清除下來，并且難以經潰散后進行再生利用。
為了解決水玻璃自硬砂潰散性差的問題，本公司開發出一種鑄造用水玻璃自硬砂潰散助劑，在減少水玻璃用量的同時降低其殘留強度，提高水玻璃自硬砂的潰散性，從而利于鑄件的脫離和舊砂的再生。
技術實現要素：
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本發明所要解決的技術問題在于提供一種在減少水玻璃用量的同時降低其殘留強度的鑄造用水玻璃自硬砂潰散助劑。
本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：
一種鑄造用水玻璃自硬砂潰散助劑，由如下重量份數的原料制成：
海泡石粉5-10份、樹脂改性火山灰3-5份、沸石粉2-3份、氣相白炭黑2-3份、樹脂改性陶瓷微粉1-2份、玻纖粉0.5-1份、納米氧化鋅0.5-1份、烯丙基縮水甘油醚0.3-0.5份、松節油0.3-0.5份、納米氧化鋯0.05-0.1份、氧化釔0.01-0.02份。
其制備方法包括如下步驟：
(1)向海泡石粉中加入烯丙基縮水甘油醚和松節油，升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入納米氧化鋅和納米氧化鋯，繼續在115-120℃保溫研磨30min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經研磨制成微粉，即得改性海泡石粉；
(2)向樹脂改性火山灰中加入氣相白炭黑、樹脂改性陶瓷微粉和玻纖粉，充分混合后經真空壓縮成塊，并置于0-5℃環境中密封靜置2h，再經超微粉碎機制成微粉，然后加入改性海泡石粉、沸石粉和氧化釔，升溫至115-120℃保溫研磨30min，最后自然冷卻至室溫，即得潰散助劑。
所述樹脂改性火山灰是由火山灰經萜烯樹脂改性而成，其具體制備方法為：將萜烯樹脂和n-羥甲基丙烯酰胺升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入火山灰、羥丙基甲基纖維素和二茂鐵，繼續在115-120℃保溫研磨15min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性火山灰。
所述萜烯樹脂、n-羥甲基丙烯酰胺、火山灰、羥丙基甲基纖維素和二茂鐵的質量比為10-15:2-3:25-30:2-3:0.05-0.1。
所述樹脂改性陶瓷微粉是由陶瓷微粉經聚苯乙烯樹脂改性而成，其具體制備方法為：向陶瓷微粉中加入泊洛沙姆和聚天門冬氨酸，充分混合后于微波頻率2450mhz、輸出功率700w下微波處理5min，再加入聚苯乙烯樹脂和納米硼酸鋅，混合均勻后繼續微波處理5min，靜置30min后再次充分混合，并再次微波處理5min，所得混合物自然冷卻至室溫，最后經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性陶瓷微粉。
所述陶瓷微粉、泊洛沙姆、聚天門冬氨酸、聚苯乙烯樹脂和納米硼酸鋅的質量比為5-10:1-2:0.5-1:2-3:0.05-0.1。
本發明的有益效果是：
(1)海泡石粉經過改性處理后在提高其與型砂粘結性的同時，通過納米粒子的滲透減弱高溫金屬液澆注后水玻璃熔融物與砂粒之間的結合力；
(2)所用樹脂改性火山灰和樹脂改性陶瓷微粉均由樹脂改性而成，經改性后都具有一定的親水性，從而利于與水玻璃砂均勻共混；并且所含的火山灰和陶瓷微粉無機成分能夠進一步減弱高溫金屬液澆注后水玻璃熔融物與砂粒之間的結合力；
(3)所制潰散助劑與水玻璃經質量比8:1混合后制得粘結劑，當粘結劑用量為型砂重量的2.5％時，所制砂型的即時強度大于0.2mpa、24h后抗拉強度大于1.4mpa、600℃殘留強度小于0.5mpa、800℃殘留強度小于0.2mpa、1000℃殘留強度小于0.1mpa，顯著改善型砂的潰散性，從而縮短鑄件的清砂時間，并且利于舊砂的再生利用。
具體實施方式：
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
實施例1
(1)向35g海泡石粉中加入1.5g烯丙基縮水甘油醚和2g松節油，升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入3g納米氧化鋅和0.3g納米氧化鋯，繼續在115-120℃保溫研磨30min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經研磨制成微粉，即得改性海泡石粉；
(2)向15g樹脂改性火山灰中加入8g氣相白炭黑、5g樹脂改性陶瓷微粉和2g玻纖粉，充分混合后經真空壓縮成塊，并置于0-5℃環境中密封靜置2h，再經超微粉碎機制成微粉，然后加入改性海泡石粉、8g沸石粉和0.05g氧化釔，升溫至115-120℃保溫研磨30min，最后自然冷卻至室溫，即得潰散助劑。
樹脂改性火山灰的制備：將10g萜烯樹脂和2gn-羥甲基丙烯酰胺升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入30g火山灰、2g羥丙基甲基纖維素和0.05g二茂鐵，繼續在115-120℃保溫研磨15min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性火山灰。
樹脂改性陶瓷微粉的制備：向5g陶瓷微粉中加入1g泊洛沙姆和0.5g聚天門冬氨酸，充分混合后于微波頻率2450mhz、輸出功率700w下微波處理5min，再加入2g聚苯乙烯樹脂和0.05g納米硼酸鋅，混合均勻后繼續微波處理5min，靜置30min后再次充分混合，并再次微波處理5min，所得混合物自然冷卻至室溫，最后經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性陶瓷微粉。
實施例2
(1)向40g海泡石粉中加入2g烯丙基縮水甘油醚和1.5g松節油，升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入4g納米氧化鋅和0.2g納米氧化鋯，繼續在115-120℃保溫研磨30min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經研磨制成微粉，即得改性海泡石粉；
(2)向20g樹脂改性火山灰中加入10g氣相白炭黑、5g樹脂改性陶瓷微粉和2g玻纖粉，充分混合后經真空壓縮成塊，并置于0-5℃環境中密封靜置2h，再經超微粉碎機制成微粉，然后加入改性海泡石粉、10g沸石粉和0.05g氧化釔，升溫至115-120℃保溫研磨30min，最后自然冷卻至室溫，即得潰散助劑。
樹脂改性火山灰的制備：將15g萜烯樹脂和3gn-羥甲基丙烯酰胺升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入30g火山灰、3g羥丙基甲基纖維素和0.05g二茂鐵，繼續在115-120℃保溫研磨15min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性火山灰。
樹脂改性陶瓷微粉的制備：向10g陶瓷微粉中加入2g泊洛沙姆和0.5g聚天門冬氨酸，充分混合后于微波頻率2450mhz、輸出功率700w下微波處理5min，再加入3g聚苯乙烯樹脂和0.05g納米硼酸鋅，混合均勻后繼續微波處理5min，靜置30min后再次充分混合，并再次微波處理5min，所得混合物自然冷卻至室溫，最后經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性陶瓷微粉。
對照例1
(1)向40g海泡石粉中加入2g烯丙基縮水甘油醚和1.5g松節油，升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入4g納米氧化鋅和0.2g納米氧化鋯，繼續在115-120℃保溫研磨30min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經研磨制成微粉，即得改性海泡石粉；
(2)向20g樹脂改性火山灰中加入10g氣相白炭黑、5g陶瓷微粉和2g玻纖粉，充分混合后經真空壓縮成塊，并置于0-5℃環境中密封靜置2h，再經超微粉碎機制成微粉，然后加入改性海泡石粉、10g沸石粉和0.05g氧化釔，升溫至115-120℃保溫研磨30min，最后自然冷卻至室溫，即得潰散助劑。
樹脂改性火山灰的制備：將15g萜烯樹脂和3gn-羥甲基丙烯酰胺升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入30g火山灰、3g羥丙基甲基纖維素和0.05g二茂鐵，繼續在115-120℃保溫研磨15min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性火山灰。
對照例2
(1)向40g海泡石粉中加入2g烯丙基縮水甘油醚和1.5g松節油，升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入4g納米氧化鋅和0.2g納米氧化鋯，繼續在115-120℃保溫研磨30min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經研磨制成微粉，即得改性海泡石粉；
(2)向20g火山灰中加入10g氣相白炭黑、5g樹脂改性陶瓷微粉和2g玻纖粉，充分混合后經真空壓縮成塊，并置于0-5℃環境中密封靜置2h，再經超微粉碎機制成微粉，然后加入改性海泡石粉、10g沸石粉和0.05g氧化釔，升溫至115-120℃保溫研磨30min，最后自然冷卻至室溫，即得潰散助劑。
樹脂改性陶瓷微粉的制備：向10g陶瓷微粉中加入2g泊洛沙姆和0.5g聚天門冬氨酸，充分混合后于微波頻率2450mhz、輸出功率700w下微波處理5min，再加入3g聚苯乙烯樹脂和0.05g納米硼酸鋅，混合均勻后繼續微波處理5min，靜置30min后再次充分混合，并再次微波處理5min，所得混合物自然冷卻至室溫，最后經超微粉碎機制成微粉，即得樹脂改性陶瓷微粉。
對照例3
(1)向40g海泡石粉中加入2g烯丙基縮水甘油醚和1.5g松節油，升溫至115-120℃保溫研磨15min，再加入4g納米氧化鋅和0.2g納米氧化鋯，繼續在115-120℃保溫研磨30min，所得混合物自然冷卻至室溫，并經研磨制成微粉，即得改性海泡石粉；
(2)向20g火山灰中加入10g氣相白炭黑、5g陶瓷微粉和2g玻纖粉，充分混合后經真空壓縮成塊，并置于0-5℃環境中密封靜置2h，再經超微粉碎機制成微粉，然后加入改性海泡石粉、10g沸石粉和0.05g氧化釔，升溫至115-120℃保溫研磨30min，最后自然冷卻至室溫，即得潰散助劑。
對照例4
向20g火山灰中加入10g氣相白炭黑、5g陶瓷微粉和2g玻纖粉，充分混合后經真空壓縮成塊，并置于0-5℃環境中密封靜置2h，再經超微粉碎機制成微粉，然后加入40g海泡石粉、10g沸石粉和0.05g氧化釔，升溫至115-120℃保溫研磨30min，最后自然冷卻至室溫，即得潰散助劑。
實施例3
分別利用實施例1、實施例2、對照例1、對照例2、對照例3和對照例4所制潰散助劑以與水玻璃質量比5:1、8:1和10:1的比例混合后制得粘結劑，并將所制粘結劑以質量用量為型砂重量的2.5％的添加量加入型砂中以制得砂型，測定所制砂型的即時強度、24h抗拉強度以及高溫金屬液鑄造鑄件后的殘留強度，結果如表1所示。
表1所制潰散助劑的使用性能測定結果
①比例是指潰散助劑與水玻璃的質量比。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。