3.5 其它 磷酸盐(Phosphate)粘结剂优点是,用无机材料制成,对环境无污染,硬化后的强度与水玻璃有机酯硬化法相等,但溃散性好。70年代,美国、日本和原苏联等国开始了研究, 1974年,美国Ashland公司开发了一种称为Inoset的磷酸盐,适用于型(芯)砂,加入量为0.5%~4.0%。用粉状物硬化,强度为0.9 MPa~1.7MPa,其抗毛刺能力超过树脂砂。同年日本研制成AI-Cr磷酸盐粘结剂。80年代日本研制的磷酸盐粘结剂加入量为0.6%~3.0%,用黑色粉状物作硬化剂,强度达3.26 MPa~5.23 MPa。捷克用电解抛光不锈钢用的磷酸废液制成粘结剂;原苏联研制了Al-Mg、Al-Mg-Ca磷酸盐。粘结剂加入量为3.0%~3.5%,抗拉强度:正磷酸为0.88 MPa;磷酸铝为1.00 MPa;磷酸铝镁为1.36 MPa。 磷酸盐粘结剂存在的问题是成本高、吸湿、保存性差。 近年来,德国研制了一种无机冷硬粘结剂,以磷酸盐为基,低粘度液体加粉状硬化剂。强度增长速度比树脂砂慢。优点是溃散性好。美国研制了一种称为Ecoset1000/300粘结剂,不含有机成分,无色液体加粉状硬化剂,强度的形成是由于反应后析出磷酸盐。该粘结剂的缺点是容易受潮。气体硬化磷酸盐还处于研究阶段。磷酸盐也可加热硬化。美国Bambauer等对磷酸盐粘结剂的耐湿性作了研究,减少未反应的氧化镁含量并抑制会使强度下降的磷酸三镁水化物的形成,可以改善粘结剂的吸湿性。 复交粘结剂(Ionic-complexing and Crosslinking)由上海交通大学研制开发。由聚丙烯酸铵(PAA-NH4)与聚丙烯酰铵(PAM)组成。硬化方式:180℃烘烤。这种粘结剂具有发气小、溃散性好、不腐蚀、无毒无公害等优点,适用于铝、铜铸件用的芯砂和铁、钢小铸件的砂芯。 4 结论 环境保护及21世纪的清洁生产方式促使我们设计和使用安全的无公害的“绿色”铸造粘结剂。无公害的水溶性和无机粘结材料在未来工业生产中有极强的竞争力,将作为发展方向而得到充分的研究。自从合成树脂出现以来,对天然粘合剂逐渐不加注意,而无机粘合剂由于强度差的缘故,一直没受到应有的重视。但现在出现了新的转折,一方面由于能源危机,人们开始寻求化石(石油、煤炭)原料以外的其它资源,开发和利用再生资源(取决于不断生长的动植物资源)制作粘结剂,并用现代工业手段加以改进被重新提上日程;另一方面,尖端技术的开发、耐热要求不断提高,合成树脂已不能适应它的发展,只能求助于无机粘结剂。 粘土、淀粉、动物蛋白质等属于天然化合物,价格便宜,是水溶性的;水玻璃和磷酸盐属于无机化合物。上述材料还有其它水溶性无毒害的铸造粘结剂符合整个粘结材料的发展趋势。为了制造性能理想的型芯砂,铸造工作者还应该对砂粒与粘结剂膜之间的界面现象、粘结剂膜强度最优化的影响因素和实现条件,以及粘结剂的固化机理和破坏机理等进行深入探讨。这些研究可以为研制和使用“绿色铸造粘结剂”奠定理论基础。 |