[发明专利]铸造用呋喃树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于呋喃树脂技术领域，特别是涉及一种铸造用呋喃树脂的制备方法。

背景技术

目前，在砂型铸造中，自硬呋喃树脂砂造型制芯具有强度高，尺寸精度高、硬化速度快、生产效率高、型砂溃散性好、劳动强度低等特点，目前生产中应用非常广泛，呋喃树脂是迄今为止铸造生产中应用量最大的缩聚树脂，每年的用量已达50万吨以上。呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇做原料生产的树脂类的总称，其在酸性介质中固化为不溶和不熔的固形物，生产呋喃树脂的主要原料是糠醇、甲醛和尿素。首先，由尿素与甲醛在碱性条件下进行加成反应，生成一羟甲基脲和二羟甲基脲。羟甲基衍生物在酸性条件下与糠醇进行缩合反应，真空脱水后，得到呋喃树脂。脱水时未反应的游离甲醛由于沸点低很容易被脱出，同时糠醇由于氢键效应，也容易与水共沸蒸出，导致废水中存在一定量的甲醛和糠醇，若直接氧化将消耗大量氧化剂，若该废水直接生化处理，却直接使菌种失活而无效。目前，对呋喃树脂废水的处理一般采用焚烧、大剂量氧化剂氧化处理等方法，缺点在于能耗大，费用高，且废水中有效物质未得到充分利用，到目前为止还没有一个较好的办法来处理呋喃树脂废水。在保证树脂含水量不超标的情况下没有从根本上解决该问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种铸造用呋喃树脂的制备方法。

本发明的目的是提供一种通过质量分数为37.4%的液体甲醛和质量分数为96.1%的多聚甲醛配合使用，对传统的生产工艺进行了改进，从根本上解决了原工艺产生废水的难题；同时具有工艺简单，经济实用，生产周期短，节约能源，又彻底解决了呋喃树脂生产过程中产生的污染问题等特点的铸造用呋喃树脂的制备方法。

环保型铸造用呋喃树脂的制作工艺，用多聚甲醛(质量分数为96.1%)部分替代液体甲醛(质量分数为37.4%)，实现不脱水的目的。多聚甲醛是一种低分子量的白色结晶粉末，具有甲醛味，又名聚合甲醛、仲甲醛、固体甲醛、聚合蚁醛等，其主要用于制造各种合成树脂和粘合剂等。

本发明多聚甲醛的质量由工艺所要求的甲醛量和脱水量计算而得。

传统的呋喃树脂制作工艺为：向反应釜中投入甲醛，启动搅拌；加入尿素溶解后，调PH值为碱性，缓慢升温至一定温度反应一定时间；加入一次糠醇，调PH值为酸性进行反应；然后使体系在真空条件下脱水；脱水后加入二次尿素降低树脂中的游离甲醛；再加入二次糠醇，搅拌均匀，即得产品。

在合成本发明所述呋喃树脂的过程中，首先使计算好的多聚甲醛与液体甲醛在碱性条件下缓慢加热使其溶解，然后再进行后续的一系列反应，省去脱水步骤。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

铸造用呋喃树脂的制备方法，首先甲醛与尿素在碱性条件下升温反应；加入一次糠醇，调PH值为酸性进行反应；降温再加入二次尿素，然后加入二次糠醇，搅拌均匀。其特征是：甲醛与尿素在碱性条件下升温反应时，采用多聚甲醛和液体甲醛混合使用方式，实现不脱水制备呋喃树脂产品。

所述的铸造用呋喃树脂的制备方法，其特点是：多聚甲醛和液体甲醛混合使用时，多聚甲醛与液体甲醛的质量配比确定方法为：脱水工艺所需质量分数为37.4%的液体甲醛质量为m₁，脱水量为m₂；则采用质量分数为96.1%多聚甲醛和质量分数为37.4%液体甲醛混配时，所需多聚甲醛的质量为x₁，液体甲醛的质量为x₂，其确定方程组：

所述的铸造用呋喃树脂的制备方法，其特点是：甲醛与尿素在碱性条件下升温反应时，先将多聚甲醛和液体甲醛混合，在碱性条件下加热使之充分溶解。

所述的铸造用呋喃树脂的制备方法，其特点是：多聚甲醛和液体甲醛混合，在碱性条件下加热使之充分溶解时，所需PH值范围为9.0－9.2，所需温度为68－70℃。

本发明具有的优点和积极效果是：

铸造用呋喃树脂的制备方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明具有通过质量分数为37.4%的液体甲醛和质量分数为96.1%的多聚甲醛配合使用，对传统的生产工艺进行了改进，从根本上解决了原工艺产生废水的难题。本发明既缩短了生产周期，节约了能源，又彻底解决了呋喃树脂生产过程中产生的污染问题。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下：

铸造用呋喃树脂的制备方法，采用多聚甲醛和液体甲醛混合使用方式。多聚甲醛质量的计算方法：