[发明专利]铸造用易溃散呋喃树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性呋喃树脂及其制备方法，具体地说，本发明是一种铸造用易溃散呋喃树脂及其制备方法。

背景技术

呋喃树脂砂是一种应用最早、最成熟的造型、制芯工艺，特别适用于单件、小批量，中、大型铸件的铸造生产。它的主要特点是：强度高、旧砂再生回用率高。铸造生产浇铸过程中，树脂砂型与金属液接触后，树脂受热分解而使树脂砂型强度降低的性质，铸造上习惯称为树脂砂的渍散性。树脂砂溃散性的测定方法是将加热至规定温度后的试样，待其冷却至室温，再放在振动筛上振动落砂，然后测定试样放置层振动筛中的剩余砂量，试样放置层振动筛中的剩余砂量越少，表明树脂的溃散性越好。树脂优良的溃散性能，能使铸件凝固过程中所受的应力降低，从而减少铸件由于应力而产生裂纹缺陷。普通呋喃树脂由于树脂中糠醇具有过高的高温强度，导致了呋喃树脂砂的溃散性差，铸件浇铸过程中砂型退让小，铸件容易产生热裂，使铸件的成品率降低。这样的问题阻碍了呋喃树脂在铸造生产中的进一步应用。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提出了一种易溃散的呋喃树脂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种铸造用易溃散呋喃树脂及其制备方法，用松香改性而制得。松香是一种天然树脂，原料来自于可再生的松树资源——松树中的松脂。按原料来源和加工方法的不同可以分为：脂松香、木松香、浮油松香。松香的分子式为C₁₉H₂₉COOH，其主要成份的结构式为：

本发明松香的加入量为5～37wt％，以糠醇的总重量计。所加入的松香可以是脂松香、木松香、浮油松香。

一般普通呋喃树脂的合成工艺为：反应釜中加入甲醛，启动搅拌，加入尿素溶解后，在碱性条件下反应一定时间；再加入一步糠醇反应；加入糠醇后首先在碱性条件下反应，再调整物料体系PH值为酸性进行反应；次后加入二步尿素降低树脂中的游离甲醛，再后将物料体系在真空条件下脱水，脱水后加入二步糠醇，搅拌均匀，得产品。

在合成铸造用易溃散呋喃树脂的过程中，首先松香与糠醇在酸性条件下进行加成聚合反应，形成松香改性糠醇组分，再在普通呋喃树脂的合成工艺中，用松香改性糠醇组分代替糠醇参与反应合成易溃散呋喃树脂。易溃散呋喃树脂中由于利用松香对糠醇进行了改性，借助松香分子结构中的烷基侧链结构特性，使树脂热分解速度加快，从而提高了树脂砂的溃散性能，更适用于铸造生产的需求。

本发明铸造用易溃散呋喃树脂产品的制备方法可以通过以下步骤完成：

第一步、首先合成松香改性糠醇组分，合成松香改性糠醇组分的时候，松香的加入量为5～37wt％，以糠醇的总重量计。反应步骤为：将糠醇的PH值用稀酸溶液调整至酸性，PH值最佳范围为1.0～3.0，(PH值范围低于1.0时，反应过程中容易出现凝胶现象；PH值范围高于3.0时，反应速度缓慢，不利于合成反应。)加入符合配比要求的松香，升温70～90℃进行反应，物料粘度达到17～40秒(25℃，4#杯粘度；松香加入量取下限时，粘度取下限；松香加入量取上限时，粘度取上限)时停止反应，用碱性溶液调整PH＝6.5～7.5，真空状态下进行脱水，脱水至树脂含水1.0％以下停止，得松香改性糠醇组分待用。合成过程中所用的稀酸溶液可以是硫酸、盐酸、草酸、甲酸、磺酸等10～20％的溶液，以草酸为最佳；合成过程中所用的碱性溶液可以是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等的溶液，以氢氧化钠为最佳。

第二步、用第一步合成的松香改性糠醇组分代替糠醇，按普通呋喃树脂的合成工艺合成本发明的易溃散呋喃树脂。在合成普通含氮呋喃树脂的时候，尿素：甲醛(摩尔比)＝1∶1.2～2.4。在此反应阶段调整PH值所使用的溶液最好与第一步的相同。

本发明的优点是：本发明合成的铸造用易溃散呋喃树脂，与普通的呋喃树脂相比，用其制备的树脂砂溃散性提高了30～60％，能满足铸件树脂砂的性能要求，扩大了呋喃树脂在铸造领域的应用，并可以适应工业化生产。

具体实施方式

实施例1

原材料组成：

甲醛(浓度37％)：176Kg，尿素：100Kg，糠醇：660Kg，木松香：233Kg。

反应步骤：