[发明专利]戊糖类化合物替代糠醇生产铸造用自硬呋喃树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造用自硬呋喃树脂的制备方法，具体涉及一种以戊糖部分代替糠醇为原料改性生产铸造用自硬呋喃树脂的制备方法。

背景技术

呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇和糠醛作原料生产的树脂类的总称，其在强酸作用下固化为不溶和不熔的固形物，种类有糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠酮--甲醛树脂等。糠醇树脂是由糠醇为主体与甲醛缩聚而成的(改性产品又添加了尿素)，外观为深褐色至黑色的液体或固体，耐热性和耐水性都很好，耐化学腐蚀性极强，对酸、碱、盐和有机溶液都有优良的抵抗力，是优良的防腐剂。铸造用自硬呋喃树脂是糠醇树脂的一种，是指在室温下可通过酸催化使砂型(芯)硬化，并在结构中含呋喃环的，有糠醇、甲醛、尿素和或苯酚等合成的热固性树脂，一般为淡黄色至棕色透明或半透明均匀液体。铸造用自硬呋喃树脂强度高，是木材、橡胶、金属和陶瓷等优良的粘结剂，也可用于生产涂料。铸造用自硬树脂的一个重要用途是在机械工业的铸造工艺中作砂芯粘结剂，特别适用于大规模的、大批量的机械制造，如汽车军工、内燃机、柴油机、缝纫机等的生产。用于铸造砂芯的粘结剂时，铸造用自硬树脂具有以下特点：固化速度快、常温强度低、分解温度高；根据不同铸件的含碳量，可选择不同含氮量的树脂；发气小、高温强度高、热膨胀性适中、脆性大、气孔倾向小、吸湿性大，在木材、橡胶、金属、陶瓷等行业被广泛用作粘结剂，在机械工业中也发挥着重要作用。尤其在加入尿素改性后，可根据不同要求生产不同含氮量的糠醇树脂，以满足铸钢、铸铁和其他有色金属铸造工艺的要求。

现有技术中，一般普通铸造用自硬呋喃树脂的合成工艺为：向反应釜中加入15-25份甲醛，并启动搅拌一段时间，而后加入部分尿素（5-8份）溶解，并调节pH在碱性条件下反应一定时间；再根据所需生产树脂的含氮量的要求加入一部分糠醇（15-20份）进行反应；加入糠醇后首先调节pH在碱性条件下反应一段时间，而后再调整物料体系的pH值为酸性进行反应；随后加入余下部分尿素（1-3份）以降低树脂中的游离甲醛，再将整个物料体系在真空条件下脱水，并向脱水后的体系中加入余下部分的糠醇（40-75份），搅拌均匀，即得所需的铸造用自硬呋喃树脂产品。

近年来，随着我国铸造业的迅猛发展，铸造用自硬呋喃树脂砂工艺的大量采用，使得其需求量正在逐步增加，虽然其铸造性能好，但是原料糠醇的价格这几年一直保持在很高的水平，进而导致生产的呋喃树脂的价格也相对较高，这对于呋喃树脂的广泛应用起到了一定的限制阻碍作用。目前，寻求一种价格低廉的糠醇替代原料生产铸造用自硬呋喃树脂成为铸造业亟待解决的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中铸造用自硬呋喃树脂的制备生产需要消耗大量的糠醇导致生产成本较高的问题，进而提供一种以戊糖类化合物部分替代糠醇生产铸造用自硬呋喃树脂以降低生产成本的铸造用自硬呋喃树脂制备方法。

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种原料来源更为广泛的新的制备呋喃树脂的方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的戊糖类化合物替代糠醇生产铸造用自硬呋喃树脂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）向反应釜中加入甲醛15-25份，并调节pH为碱性进行反应，随后加入戊糖 5-35份，控制温度80-100℃反应；

（2）趁热向反应釜中加入5-8份尿素搅拌均匀，并加入15-20份糠醇进行反应，并调整体系pH值为弱酸性，控制反应温度80-100℃进行反应；

（3）再次加入1-3份尿素，并调整物料体系PH值为弱碱性，控制温度70-85℃反应，然后将体系降温至 45-50℃并停止反应；

（4）将步骤（3）中得到的反应物进行脱水，并加入35-40份糠醇，搅拌均匀，即得所需产品；

以上所述份数均为重量份数。

所述戊糖类化合物包括木糖、阿拉伯糖、木糖醇、来苏糖、核糖中的一种或几种的混合物。

所述步骤（1）中，调节pH为8.0-10.0。

所述步骤（2）中，调节pH为2.5-5.5。

所述步骤（3）中，调节pH 为7.5-9.5。

所述步骤（4）中，所述脱水处理是在真空条件下进行的。

所述步骤（4）中，所述脱水处理将反应物脱水至含水率低于20%。

所述步骤（1）中，所述甲醛为37%的甲醛溶液或聚甲醛。

所述步骤（2）中，以5-25%的硫酸、盐酸、草酸、磺酸等稀酸溶液调节pH为弱酸性，以草酸为最佳。