水玻璃硬化剂(YS-28助剂)

天源化工
水玻璃硬化剂
一、本品为无色或微黄色透明液体；略溶于水；易溶于醇、醚和其它有机溶剂。

沸程：（101.3kPa）180～300℃，具有酯的一般化学性质，在苛性碱和无机酸存在下容易水解成醇和乙酸。

二、质量指标Q/320282NPL
三、用途及特性：
YS系列有机脂，本公司94年和有关高等院校联合开发；应用于铸造生产，共有3个品种自硬特性好。

具有无毒、无害、型砂自硬强度高的特点。

在水玻璃中添加少量YS有机脂后，便成为在常温下，型砂达到自硬程度，型砂在模型内自硬后脱模不需烘干。

在全国不同地区大中型企业铸铁有色金属生产等方面验证，具有铸件尺寸精度高、加工余量小、溃散性好、发气量少、生产能耗低等优点。

四、硬化机理
有机酯与水玻璃混合后，在水玻璃这碱性介质中，有机酯发生水解，分解为醇和酸。

有机酸与水玻璃反应析出硅酸，却相互结合形成网状的硅酸凝胶，逐步硬化。

此时由于砂粒被分别包围在网状结构中，于是型砂建立起强度。

一般酯硬化水玻璃砂型抗压强度为1.5-3Mpa。

固化时间：
快速―――――――15～20分钟20～40分钟
中---------------------40分钟40～60分钟
慢――――――――2～3小时120～180分钟
七、运输及储存
本产品易水解，注意防水和密封。

在运输、储存中应隔绝明火，产品应储存于阴凉、干燥处，防止受热、受潮、阳光暴晒和雨淋。

水玻璃结合剂(water glass blinder)一种无机材料的胶结剂。

又称泡花碱。

此类碱金属硅酸盐是用石英砂与钠、或钾、或锂的碳酸盐(或硫酸盐)熔融反应而制得。

其化学通式为R2O•nSiO2•mH2O，R2O指碱金属氧化物，如Na2O、K2O、Li2O；n指SiO2摩尔数；m 指所含H2O摩尔数。

这类碱金属硅酸盐溶于水中会水解而形成溶胶。

溶胶具有良好的胶结性能。

因此在工业上被广泛用作无机材料胶结剂，在耐火材料工业作为结合剂用相当广泛，也广泛用于造纸及纺织等工业。

分类按碱金属硅酸盐中碱的种类不同，水玻璃可分为硅酸钠水玻璃、硅酸钾水玻璃、硅酸锂水玻璃、硅酸盐季胺水玻璃和钾钠硅酸盐水玻璃等。

但除硅酸钠水玻璃得到大量应用外，其他硅酸盐水玻璃用量较少。

硅酸钠水玻璃又可按水玻璃模数M(系指SiO2与Na2O的摩尔比)不同加以分类：M≥3的称为中性水玻璃；M<3．0的称为碱性水玻璃，但这只是一种习惯的分类法，实际上，无论是中性还是碱性水玻璃，水解后水溶液均呈碱性。

制造硅酸钠水玻璃的制造方法有干法和湿法之分。

干法是由石英粉与碳酸钠或硫酸钠按一定比例混合之后，加入1350～1500C的熔融炉中经过熔融反应而制得固体熔合物，其反应如下：或湿法是用硅石微粉或非晶质硅质原料与苛性碱(Na()H)直接反应而制得，其反应如下：但，目前几乎都采用干法制造。

从Na2O-SiO2二元状态图(图1)可以看出：随着SiO2含量的不同，或随SiO2与Na2O摩尔比不同，其反应产物不同，当M≥2时反应产物为：Na2O-SiO2和石英；当2≥M≥1时，反应产物为Na2O•2SiO2和Na2O•SiO2；当1≥M ≥0.5时，反应产物为Na2O•SiO2和2Na2O•SiO2，而当M≥1时，反应产物为2Na2O•SiO2。

但一般熔融制得的硅酸钠固态熔合物是由正硅酸钠(2Na2O•SiO2和偏硅酸钠(Na2O•SiO2)或二硅酸钠(Na2O•SiO2)组成的混合物。

水玻璃硬化剂(MDT-系列有机脂)
物化性能
微黄色透明液体;略溶于水;易溶于醇、醚和其它有机溶剂。

沸程：(101.3kPa)180～290℃
具有酯的一般化学性质，在苛性碱和无机酸存在下容易水解成醇和乙酸。

水玻璃硬化剂(MDT－系列有机酯)产品简介
随着铸造行业发展和生产技术进一步需要，我厂研制并生产了MDT系列有机酯，94年开始应用铸造生产，共有3个品种自硬特性好。

水玻璃自硬砂无毒无害，在混砂，造型硬化和浇注过程中均无刺激气味有毒气体释出，一旦旧砂再生和回用解决后，不再有废砂排放，在黏结强度，溃散性和旧砂性方面，均接近甚至达到树脂砂同样的水平，在水玻璃中添加少量MDT有机脂后，便成为在常温下，型砂达到自硬程度，砂在模型内自硬后脱模不需要烘干。

在全国不同地区大中型企业铸钢有色金属生产等方面验证，具有铸件尺寸精度高、加工余量小，溃散性好、发气能量少、生产能耗低等优点。

酯硬化水玻璃自硬原理
有机酯与水玻璃混合后，在水玻璃这感性介质中，有机酯发生水解，分解为醇和酸。

有机酸与水玻璃反应析出硅酸，却相互结合形成网状的硅酸凝胶，逐步硬化。

此时由于砂粒被分别包围在网状结构中，于是型砂建立起强度。

一般酯硬化水玻璃砂型抗压强度为1.5-3Mpa。

质量指标Q/320282NZX001-2003:
产品型号及技术指标
通常配比：原沙%;水玻璃2.4～4.0%;硬化剂0.25～0.4%;水玻璃模数2.2～2.5
硬化速度调节
运输及储存：
本产品易水解，注意防水和密封。

在运输、储存中应隔绝明火，产品应储存于阴凉、干燥处，防止受热、受潮、阳光暴晒和雨淋。

水玻璃在铸造生产中的应用1、概述（1）水玻璃别名泡花碱，是硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂和硅酸季铵盐在水中以离子、分子和硅酸胶粒并存的分散体系。

（2）纯净的水玻璃外观为无色透明的粘稠液体，当含有铁、锰、铝、钙的氧化物时，则带有黄、绿、青灰和乳白等各种颜色。

（3）一般的水玻璃指钠水玻璃，铸造中使用的水玻璃的模数通常为2＜M＜4。

（4）水玻璃砂加热到800℃以上时具有良好的退让性，能减少铸件的热裂缺陷，但加入量偏高时，浇注后型砂的残留强度高，溃散性差。

2、特点（1）硬化和强化：水玻璃的粘度超过浓度-模数相结合的临界值时便开始趋向硬化，硬化的水玻璃依赖进一步失水而增强，称为强化阶段。

人们采取加热烘气体硬化法、硅铁粉自硬砂等方法促使水玻璃硬化。

干、微波烘干、CO2（2）水玻璃粘结剂的硬化采取强脱水、少反应的原则，来增加粘结强度。

（3）模数的调整：降低水玻璃的模数时，加入NaOH水溶液（质量分数为Cl水溶液（质量分数为10%）或无定10%-20%）；升高水玻璃模数时，加入NH4。

也可按比例将高、低模数的水玻璃混合获得一种中间模数的水玻璃。

型SiO2（4）浓度的调整：加热脱水或增水即可。

铸造行业中习惯用密度来反映水玻璃的浓度，常用波美度°Be’来表示。

（5）老化与物理改性：老化指水玻璃存放过程中，其粘度和粘结强度显著下降，凝聚胶化速度加快，其实是内部能量缓慢释放的过程。

通过磁场处理、超声振荡、回流加热、热压釜加热等物理改性消除水玻璃的老化情况。

（6）水玻璃砂溃散剂：多糖类、树脂类、油类、纤维素类、碳质类、无机物类、矿石类等。

）、固体（硅铁粉等）、液体（丙烯酸碳酸酯）。

（7）水玻璃硬化剂：气体（如CO2我国供应嘴普通的MDT系列有机酯为MDT-901（慢酯）、MDT-903（快酯）、MDT-800（极慢）、MDT-Q（极快）。

3、以水玻璃为粘结剂的型砂和芯砂吹气硬化水玻璃砂：根据不同的配比可适用于铸钢件型（芯）砂、铸（1）CO2铁件型砂等。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910765751.5(22)申请日 2019.08.19(71)申请人 陈星利地址 266700 山东省青岛市胶南市文化路72号1号楼1单元302室(72)发明人 陈星利　(51)Int.Cl.B22C 1/18(2006.01)(54)发明名称一种铸造用新型改性水玻璃及铸造用新型改性水玻璃砂(57)摘要本发明属于砂型铸造用水玻璃粘结剂的改性技术领域，更详细地说涉及一种铸造用新型改性水玻璃及铸造用新型改性水玻璃砂。

一种铸造用新型改性水玻璃是在水玻璃溶液中添加改性剂制得改性水玻璃，再在改性水玻璃中添加憎水剂而制得。

憎水剂包括甲基硅醇、甲基硅醇钠、甲基硅醇钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸钾、甲基硅酸中的一种或其任意组合；通过添加上述改性剂，能够在提高铸造用新型改性水玻璃砂抗潮性的同时，也达到了改善铸造用新型改性水玻璃砂溃散性效果的目的。

同时本发明还提供了铸造用新型改性水玻璃砂。

权利要求书1页 说明书5页CN 110405135 A 2019.11.05C N 110405135A1.一种铸造用新型改性水玻璃，其特征在于，在改性水玻璃中添加改性剂，所述改性剂包括憎水剂，所述憎水剂是甲基硅醇、甲基硅醇钠、甲基硅醇钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸钾、甲基硅酸中的一种或其任意组合。

2.根据权利要求1所述的铸造用新型改性水玻璃，其特征在于，所述改性剂还包括硼酸盐、山梨醇、氧化铝粉中的一种或其任意组合。

3.根据权利要求2所述的铸造用新型改性水玻璃，其特征在于，所述改性剂还包括粉煤灰、硅微粉、矿渣粉中的一种或其任意组合。

4.根据权利要求3所述的铸造用新型改性水玻璃，其特征在于，添加的改性剂占所述改性水玻璃的质量百分比为0.5-35％；添加的所述憎水剂的质量占所述改性剂的质量百分比为0.1-30％；添加的所述硼酸盐的质量占所述改性剂的质量百分比为0.5-10％；添加的所述粉煤灰的质量占所述改性剂的质量百分比为1-25％；添加的所述硅微粉的质量占所述改性剂的质量百分比为1-15％；添加的所述矿渣粉的质量占所述改性剂的质量百分比为1-10％；添加的所述氧化铝粉的质量占所述改性剂的质量百分比为1-7％；添加的所述山梨醇的质量占所述改性剂的质量百分比为1-3％。

有机酯水玻璃砂硬化剂的开发与研究摘要：利用化工厂生产副产品（甘油醋酸酯、乙二醇醋酸酯）改良成有机酯硬化剂，应用于铸造企业。

关键词：有机酯；副产品；甘油醋酸酯多元醇醋酸酯（甘油醋酸酯、乙二醇醋酸酯）现已广泛用于自硬化碱性酚醛树脂和改性水玻璃砂的固化剂，其中甘油二醋酸酯、甘油三醋酸酯、乙二醇一醋酸酯和乙二醇二醋酸酯是较为常用固化剂，它们的固化脱模时间一般在5～30 min，其中甘油二醋酸酯固化速度比甘油三醋酸酯快，而乙二醇一醋酸酯固化速度比乙二醇二醋酸酯快，它们基本能满足大部分自硬化碱性酚醛树脂与改性水玻璃砂固化时间要求。

如果固化速度需要更快或更慢，也可将它们与固化速度更快或更慢的酯进行复配，以期到达所需固化时间要求。

一般固化速度更快的酯主要有碳酸丙烯酯或γ-丁内酯，而更慢的酯主要是多元酸酯。

如甘油与醋酸酯化，可生成三种不同醋酸酯，其中固化速度快慢顺序是：甘油二醋酸酯（脱模时间12～15 min）>甘油三醋酸酯（脱模时间20～25 min）>甘油一醋酸酯（脱模时间60～65 min）。

对于碱性酚醛树脂，固化速度主要是通过固化剂种类来调节，也可通过调节树脂分子量来调节，但后者调整幅度较小，另外，碱性酚醛树脂分子量太小，则影响树脂砂终强度；而对于改性水玻璃来说，在某一季节里，除了可通过固化剂种类外，更主要的是通过水玻璃模数来调节，一般将水玻璃模数与固化剂种类二者结合起来控制固化速度。

目前生产碱性酚醛树脂与改性水玻璃的铸造材料生产厂家生产与之相配套固化剂的还较少。

市场上有机酯产品无色、低气味、外观较好，但价格高，而作为铸造材料用有机酯固化剂的外观与少量醋酸气味不会影响树脂砂或水玻璃砂性能，因此利用化工副产品三醋酸甘油酯自己生产，可降低生产成本，增加利润空间。

本研究提出简易生产甘油醋酸酯硬化剂方法，分析醋酸甘油酯酯硬化剂生产过程，及实际铸造验证，为中小型铸造材料厂生产有机酯固化剂及化工厂副产品处理及资源再利用提供参考。