專利名稱：一種硅溶膠粘結(jié)劑及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于粘結(jié)劑復合材料及其制造方法，特別涉及一種用高聚物改性的硅溶膠粘結(jié)劑及其制造方法。
隨著環(huán)保要求越來越高，九十年代一些國家通過“降低空氣中有機揮發(fā)物含量”的環(huán)保條例，促進了在熔模鑄造業(yè)由醇基粘結(jié)劑向水基硅溶膠粘結(jié)劑的發(fā)展。九十年代杜邦公司研制出含高聚物的水基快干粘結(jié)劑，以消除制殼車間中存在的有機揮發(fā)物，并保持了與硅酸乙酯相當?shù)纳a(chǎn)效率，之后順利在英國Rolls Royce公司投入實際生產(chǎn)應用。
但這類用高聚物改性的硅溶膠，往往是酸性的硅溶膠，如美國專利文獻1992年6月2日(公開號為US 005118727A)公開的“一種含聚合物的硅溶膠穩(wěn)定混合物”，文獻記載了一種硅溶膠粘結(jié)劑，其包括硅溶膠溶液和PVA或甲基纖維素，并在pH值2.7-7.0下生成。但在實際應用中會出現(xiàn)以下問題酸性區(qū)域能保持硅溶膠與高聚物的穩(wěn)定存在，但帶來了應用中的許多不適。首先，現(xiàn)采用水基硅溶膠作粘結(jié)劑的熔模鑄造廠家，所使用的硅溶膠其pH值一般在8.0-10.5，往往在9.0左右，使用粘結(jié)劑pH值的改變會引起很多習慣上的不適，另一方面，酸性硅溶膠往往會提高熔模鑄造用耐火材料的性能要求，特別是純度和浸出物要求。更為重要的是，該專利提及的對硅溶膠進行高要求的酸化、去離子化和金屬離子表現(xiàn)改性，既會帶來工藝上的繁瑣，更會帶來成本的上升和售價的提高，限制了其推廣和應用。
當然，改性硅溶膠粘結(jié)劑還可用于熔模鑄造之外的一些領域，而酸性硅溶膠會限制在一些領域的應用。
為解決上述問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種硅溶膠粘結(jié)劑，其成分含有20-30％ SiO2的堿性硅溶膠，不高于[(32-100×SiO2％)/320]×100％的PVA，SiO2％為溶液中SiO2的質(zhì)量百分含量，所述PVA是聚乙烯醇，[(32-100×SiO2％)/320]×100％的計算值是溶液中PVA的質(zhì)量百分含量。
上所述硅溶膠粘結(jié)劑其酸堿度為pH值在7.5-9.5。
本發(fā)明所述硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法a、配制PVA水溶液；b、準備堿性硅溶膠溶液；c、混合a、b兩種溶液，并使之均勻。
上述硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法中，所述準備堿性硅溶膠溶液后或在所述a、b兩種溶液混合后還進行了pH值調(diào)整，所述pH調(diào)整值是通過加入經(jīng)稀鹽酸或稀硫酸或+2價金屬離子的可溶性鹽溶液或+3價金屬離子的可溶性鹽溶液處理后的離子交換樹脂。
上述+2價金屬離子的可溶性鹽是CaCl2、+3價金屬離子的可溶性鹽是AlCl3。
采用了上述技術(shù)方案，一方面由于本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑是堿性的，適應熔模鑄造廠家的使用習慣，而且本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑中含有PVA，硅溶膠粘結(jié)劑在熔模鑄造行業(yè)應用中能加快干燥速度，提高熔模鑄造時型殼的常溫強度，降低殘留強度，經(jīng)試驗證明，本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑可縮短熔模鑄造制殼層間干燥時間，提高常溫強度，降低殘留強度。另一方面，本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑可用堿性硅溶膠直接加入PVA水溶液制得，工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
(2)堿性硅溶膠的準備，常規(guī)普通硅溶膠均可滿足本發(fā)明要求，其指標一般為SiO2含量在10-40％，最高達50％，PH值在8.5-10.5，如果PH值太高，可適當調(diào)整PH值。調(diào)整幅度往往需根據(jù)產(chǎn)品要求而定。如初始堿性硅溶膠的PH值已達到硅溶膠粘結(jié)劑要求，也可以不作調(diào)整，即使在較高的PH值時也是這樣。同樣，即使始硅溶膠的PH值已較低，但如不符合成品要求的酸堿度也需作相應調(diào)整。
當然，在本專利實施過程中，調(diào)整PH值可以在初始堿性硅溶膠中直接調(diào)整，也可在堿性硅溶膠與PVA或改性淀粉或改性纖維素水溶液混合后進行調(diào)整，調(diào)整的方法與工藝是完全一樣的。
調(diào)整PH值可用離子交換樹脂按常規(guī)方法實現(xiàn)?？梢允枪潭ù步粨Q柱法，也可以用動態(tài)法。離子交換樹脂在使用前用酸(如稀HCl、稀H2SO4)或鹽溶液處理。這里的鹽溶液是指含+2價、+3價金屬離子的可溶性鹽溶液。離子交換樹脂使用方法可參考有關書籍。
(3)混合。把上述二步制得的堿性溶膠和PVA溶液在攪拌下混合即可，混合的次序以在攪拌的硅溶膠中慢慢加入PVA溶液為好，混合后硅溶膠粘結(jié)劑如果SiO2含量和PVA含量過高，可以通過添加蒸餾水來稀釋。
實驗證明，PVA的加入量與溶液中SiO2含量有相關性，如PVA的加入太多會影響其穩(wěn)定性，實驗得到能保證溶液穩(wěn)定的PVA最大百分含量的經(jīng)驗公式為[(32-100×SiO2％)/320]×100％。在硅溶膠溶液中SiO2含量實際應用中，可通過調(diào)整堿性硅溶膠溶液中SiO2含量，PVA水溶液的濃度，以及一定的蒸餾水量，根據(jù)成品要求計算加入即可。
實施例1取PVA0.6克，加5.4克水，配制成6克含10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.6％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.6％，PH值為9.5。
實施例2取PVA0.4克，加5.6克水，配制成6克含6.7％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.4％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.4％，PH值為9.5。
實施例3取PVA0.1克，加5.9克水，配制成6克含1.7％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.1％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％鹽硫酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.1％，PH值為9.5。
實施例4取PVA0.6克，加5.4克水，配制成6克含10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.6％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.6％，PH值為8.5。
實施例5取PVA0.4克，加5.6克水，配制成6克含6.7％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.4％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.4％，PH值為8.5。
實施例6取PVA0.1克，加5.9克水，配制成6克含1.7％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.1％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.1％，PH值為8.5。
實施例7取PVA0.6克，加5.4克水，配制成6克含10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.6％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.6％，PH值為7.5。
實施例8取PVA0.4克，加5.6克水，配制成6克含6.7％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.4％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.4％，PH值為7.5。
實施例9取PVA0.1克，加5.9克水，配制成6克含1.7％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的6克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.1％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.1％，PH值為7.5。
實施例10取PVA2.2克，加19.8克水，配制成22克10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的22克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25％，PVA含量為2.2％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為25％，PVA含量為2.6％，PH值為9.5。
實施例11取PVA0.5克，加9.5克水，配制成10克含5％PVA的水溶液備用。取含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.5％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含28％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.5％，PH值為9.5。
實施例12取PVA0.1克，加9.9克水，配制成10克含1％PVA的水溶液備用。取含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.1％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含28％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.1％，PH值為9.5。
實施例13取PVA2.2克，加19.8克水，配制成22克10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的22克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25％，PVA含量為2.2％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為25％，PVA含量為2.6％，PH值為8.5。
實施例14取PVA0.5克，加8.5克水，配制成10克含5％PVA的水溶液備用。取含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.5％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含28％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.5％，PH值為8.5。
實施例15取PVA0.1克，加9.9克水，配制成10克含1％PVA的水溶液備用。取含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.1％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含28％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaC12或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.1％，PH值為8.5。
實施例16取PVA2.2克，加19.8克水，配制成22克10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液94克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的22克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25％，PVA含量為2.2％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為25％，PVA含量為2.6％，PH值為7.5。
實施例17取PVA0.5克，加7.5克水，配制成10克含5％PVA的水溶液備用。取含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.5％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含28％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為30％，PVA含量為0.5％，PH值為7.5。
實施例18取PVA0.1克，加9.9克水，配制成10克含1％PVA的水溶液備用。取含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.1％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含28％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％鹽硫酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為25.2％，PVA含量為0.1％，PH值為7.5。
實施例19取PVA3.75克，加33.75克水，配制成37.5克10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液62.5克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的37.5克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為3.75％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為3.75％，PH值為9.5。
實施例20取PVAl.6克，加18.4克水，配制成20克含8％PVA的水溶液備用。取含25％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液80克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的20克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為1.6％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含25％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含25％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為1.6％，PH值為9.5。
實施例21取PVA0.1克，加9.9克水，配制成10克含1％PVA的水溶液備用。取含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到9.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為0.1％，PH值為9.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含22.2％SiO2、PH值為9.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為0.1％，PH值為9.5。
實施例22VA3.75克，加33.75克水，配制成37.5克10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液62.5克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的37.5克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為3.75％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為3.75％，PH值為8.5。
實施例23取PVA1.6克，加18.4克水，配制成20克含8％PVA的水溶液備用。取含25％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液80克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的20克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為1.6％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含25％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含25％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為1.6％，PH值為8.5。
實施例24取PVA0.1克，加9.9克水，配制成10克含1％PVA的水溶液備用。取含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到8.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為0.1％，PH值為8.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含22.2％SiO2、PH值為8.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為0.1％，PH值為8.5。
實施例25取PVA3.75克，加33.75克水，配制成37.5克10％PVA的水溶液備用。取含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液62.5克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的37.5克PVA水溶液。混合后得到本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為3.75％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含32％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含32％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為3.75％，PH值為7.5。
實施例26取PVA1.6克，加18.4克水，配制成20克含8％PVA的水溶液備用。取含25％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液80克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的20克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為1.6％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含25％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含25％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含28％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為1.6％，PH值為7.5。
實施例27取PVA0.1克，加9.9克水，配制成10克含1％PVA的水溶液備用。取含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠100克，經(jīng)5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理，使其PH值到7.5，取該溶液90克，在連續(xù)攪拌下慢慢加入前面配制好的10克PVA水溶液?；旌虾蟮玫奖景l(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑100克，其SiO2含量為20％，PVA含量為0.1％，PH值為7.5。
按照本實施例，用5％稀硫酸處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
同樣，直接取用含22.2％SiO2、PH值為7.5的堿性硅溶膠，按上述方法直接加入PVA溶液也可得到與上述相同的硅溶膠粘結(jié)劑，其使用效果也與上述硅溶膠粘結(jié)劑一樣。
另外，用5％的CaCl2或ALCl3溶液處理過的離子交換樹脂代替5％稀鹽酸處理過的離子交換樹脂處理含22.2％SiO2、PH值為10.5的堿性硅溶膠，可得到的硅溶膠粘結(jié)劑，其SiO2含量為20％，PVA含量為0.1％，PH值為7.5。
為了檢驗上述實施例所配制成的硅溶膠在精密鑄造中的使用性能，本申請人通過模擬精密鑄造的過程，測量了各實施例所制硅溶膠型殼的性能指標，具體方法如下1、制作蠟模用商品精密鑄造用中溫蠟(K512)制備尺寸為12.7mm×25.4mm×203.2mm的蠟模若干。
2、配制涂料用國產(chǎn)河北開灤礦物局的精密鑄造用200目煤矸粉和各實施例所制硅溶膠以1.5左右的粉液比配制涂料，控制涂料粘度為20～22秒(用4號涂料杯測試)。
3、制涂料塊將涂料均勻涂抹于蠟模上，撒上30/60目煤矸砂后自然干燥，待干燥后再重復涂掛，共涂四層，最后一層不撒砂。
環(huán)境條件相對濕度60～70％、溫度22～25℃、普通電扇吹風(風速約3米/秒)。
層間干燥時間以涂掛下一層時較少回溶可順利涂掛為標準。
在完成涂掛24小時后加溫脫蠟。
4、常溫強度測量將3所制得的涂料塊在110℃下保溫2小時，測量其強度。
5、高溫強度測量將3所制得的涂料塊放入焙燒爐，在300℃以下入爐，逐漸升溫至900℃，保溫2小時，降至300℃以下出爐，測量其強度。
6、殘留強度測量將3所制得的涂料塊放入焙燒爐，在300℃以下入爐，逐漸升溫至1500℃，保溫2小時，降至300℃以下出爐，測量其強度。
上述4、5、6測量方法和儀器按照HB5352.1-86《(熔模鑄造型殼抗彎強度測量方法》。
對27個實施例的樣品進行了測試，并對照上虞市宇達化工有限公司GS-30硅溶膠和市售硅酸乙酯32進行了對比試驗，硅酸乙酯在配制涂料前進行了水解處理。
從試驗的情況看，對相同配料的硅溶膠，在不同PH值時其涂料和型殼性能基本一致。影響硅溶膠使用性能的主要是其中SiO2含量和PVA含量。根據(jù)試驗，各實施例檢測情況如下

從上述各實施例的效果可見，本發(fā)明的硅溶膠粘結(jié)劑適用于不同的鑄造材料領域，具有良好的推廣應用價值。
權(quán)利要求
1.一種硅溶膠粘結(jié)劑，其特征在于其成分含有20-30％SiO2的堿性硅溶膠，不高于[(32-100×SiO2％)/320]×100％的PVA。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅溶膠粘結(jié)劑，其特征在于所述硅溶膠粘結(jié)劑其酸堿度為pH值在7.5-9.5。
3.前面所述硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法a、配制PVA水溶液；b、準備堿性硅溶膠溶液；c、混合a、b兩種溶液，并使之均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，所述準備堿性硅溶膠溶液后或在所述a、b兩種溶液混合后還進行了pH值調(diào)整，所述pH調(diào)整值是通過加入經(jīng)稀鹽酸或稀硫酸或+2價金屬離子的可溶性鹽溶液或+3價金屬離子的可溶性鹽溶液處理后的離子交換樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于所述+2價金屬離子的可溶性鹽是CaCl2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于所述+3價金屬離子的可溶性鹽是AlCl3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用高聚物改性的硅溶膠粘結(jié)劑及其制造方法。其技術(shù)方案一種硅溶膠粘結(jié)劑，其成分含有20－30％SiO
文檔編號B22C1/16GK1438082SQ0216071
公開日2003年8月27日 申請日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月16日
發(fā)明者章浩龍 申請人:章浩龍