[发明专利]冷芯盒法环氧树脂双组份粘结剂、铸造混合物、铸造成型体

说明书

技术领域

本发明涉及粘结剂，该粘结剂用于铸造树脂砂混合料，吹气态二氧化硫固化，形成制造铸造金属铸件的型芯模，适用于铸造领域各种类型的铸钢、铸铁及有色合金件。

背景技术

在铸造工业中，冷芯盒法是指用气体或气雾催化剂在室温下催化树脂砂瞬时固化的工艺方法。按气体或气雾催化剂的不同，可将冷芯盒法分为胺法、SO2法、CO2树脂法和甲酸甲酯法。

法国SPAIC公司于1971年发明了SO2-呋喃树脂法，称之为Hardox法，1975年用于铸造生产。其工艺过程是：将含过氧化物的活化剂加入芯砂中，当SO2通过芯砂时与过氧化物释放出的新生态氧结合生成SO3，SO3与溶于粘结剂和砂中的水生成硫酸，促使树脂迅速发生放热缩聚反应，使砂芯迅速硬化，国内习惯称为SO2法。其粘结剂体系组成：粘结剂(呋喃树脂)、氧化剂(过氧化甲乙酮)、偶联剂(硅烷)、催化剂(SO2)。

SO2-环氧树脂法于1983年用于生产，采用一种双组份粘结剂，组份A是由环氧树脂和有机过氧化物组合而成，组份B是加有丙烯酸改性剂用来改善反应活性和硬化速度的环氧树脂。与SO2-呋喃树脂法相比，芯砂的可使用时间更长，基本解决了芯盒结垢和粘模等生产问题，适合大批量生产。

美国专利US4,518,723公开了一种可固化环氧树脂组合物，其使用80％的Epon828、10％的酚醛树脂、0.2％A-187Silane以及10％的甲醇，其中加有20％的三羟甲基三丙烯酸酯；

中国发明申请公开CN1852782A“含环氧树脂和硅酸烷基酯的无丙烯酸酯粘合剂”中公开了一种铸造粘合剂系统，其将在二氧化硫和氧化剂存在下固化，该粘合剂系统包括：(a)40～80重量份的环氧树脂；(b)1～40重量份的脂肪酸酯；(c)1～10重量份的硅酸烷基酯；(d)有效量的氧化剂以及(e)0份的烯键式不饱和单体或聚合物；

中国专利公开号CN1871080A“含环氧树脂、丙烯酸酯以及一些烷基酯的冷芯盒法粘合剂”中公开了一种铸造粘合剂系统，其将在二氧化硫和自由基引发剂存在下固化，该粘合剂系统包括：(a)20～70重量份的环氧树脂；(b)1～50重量份的丙烯酸酯；(c)1～30重量份的脂肪酸烷基酯；(d)有效量的氧化剂；

中国专利公开号CN101484258A“使用环氧-丙烯酸酯冷芯盒粘结剂制备耐腐蚀铸造形体的方法”中公开了一种铸造粘合剂包含：(a)20～70重量份的环氧树脂；(b)5～50重量份的丙烯酸酯；(c)至少3.0重量％的有机官能的硅烷；(d)有效量的过氧化物。

环氧树脂是一种热固性树脂，具有优异的粘接性、机械性能及良好的工艺性。由于其性脆、抗冲击力差等缺点，人们在使用中常常添加增塑剂，主要是外增塑作用，但增韧效果不显著，成为制约产品应用的难题。同时环氧树脂的粘度一般比较大，常常通过添加稀释剂来降低环氧树脂的粘度，改进其工艺性能。

本申请人于2009年12月31日提交的中国发明专利申请CN200910265766.1克服了现有的冷芯盒粘结剂耐湿热型差、性脆、树脂强度低的缺陷，提高了树脂强度，降低了铸造品的废品率。申请人对此发明的技术方案进行进一步改进，以使粘结剂获得理想的粘度和更高的砂型砂芯强度。

发明内容

本发明解决的技术问题是降低冷芯盒法环氧树脂粘结剂的粘度，以使混有粘结剂的铸造砂具有较好的流散性和更高的砂芯砂型的强度。

本发明提出一种冷芯盒法环氧树脂双组份粘结剂，该粘结剂体系吹气态二氧化硫固化，按其重量计包括：

(a)苄基醚酚醛树脂           1～40份

(b)聚异氰酸酯               0.1～10份

(c)环氧树脂                 40～80份

(d)丙烯酸酯                 20～30份

(e)高沸点酯和/或烃稀释剂    1～30份

(f)有机过氧化物             15～75份，

其中，苄基醚酚醛树脂的用量约为环氧树脂的1～50％之间，聚异氰酸酯的用量约为苄基醚酚醛树脂的1～30％之间，并且，组份I包括所有份的丙烯酸酯和部分份的苄基醚酚醛树脂、聚异氰酸酯、环氧树脂以及高沸点酯和/或烃稀释剂；组份II包括所有份的有机过氧化物与其余份的环氧树脂、苄基醚酚醛树脂、聚异氰酸酯以及高沸点酯和/或烃稀释剂，所述苄基醚酚醛树脂的重均分子量在500～2000之间。

作为优选方案，粘结剂体系按其重量计包括：