[发明专利]一种快固型耐高温粘结剂及其覆膜砂

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，提供一种新型粘结剂及含有该粘结剂的覆膜砂及其制备方法。

背景技术

目前快固化类覆膜砂多采用加入促进剂的方法使覆膜砂快速固化，这些促进剂包括，苯甲酸、水杨酸、水杨醇、羟基苯乙酸、EPG-217/2-甲基咪唑等中的一种或多种这种覆膜砂虽然达到快速固化的目的，但是投入的成本较大。

此外，现有的耐高温覆膜砂多采用加入耐火微粒黏土、石英粉、石墨粉、镁砂粉、锆英粉等一种或者多种。加入添加微粒的方法，使微粒与覆膜砂物理方面的共混，一定程度上能够赋予其一定的耐高温特性，但耐火微粒的成本高，同时粉状物会造成一定环境污染，故此类技术方案并不可取。

因此，寻找一种理想的解决方案来同时实现覆膜砂的快固和耐高温具有广阔的应用前景。

发明内容

发明人在实际研发过程中意外发现，对粘结剂的改进能够显著影响覆膜砂的质量。本发明采用钼改性高邻位酚醛树脂作为粘结剂，发现在能够加快固化的同时还能降低成本。此外，经过混砂后，钼元素与硅砂之间的结合更紧密，也使得覆膜砂的耐高温性能更优越。

因此，本发明的第一目的在于提供一种快固型耐高温粘结剂，即钼改性高邻位酚醛树脂，

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种快固型耐高温粘结剂，所述粘结剂为钼改性高邻位酚醛树脂，具有如下结构：

其中，n的取值范围为2≦n≦8，优选4≦n≦6。

上述化合物中，钼元素与高邻位酚醛树脂形成络合结构，保护了大量的酚羟基，防止了酚羟基的氧化，提高树脂的耐热性能。同时钼改性剂可以与游离酚类发生反应降低了树脂的游离酚，减少了环境污染。

本发明所述的钼改性高邻位酚醛树脂，软化点在70℃-85℃之间，聚合速度(150℃)测试15-25s，数均分子量1189≦Mw≦2012、游离酚0.2％-2％。

本发明的第二目的在于提供上述粘结剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按摩尔比为0.6-0.8:1的量向反应器中投入甲醛和苯酚，同时加入相当于苯酚总质量0.2-0.8％的催化剂，加热搅拌到100-110℃回流2.5-3个小时；

(2)冷却降温到70-90℃加入相当于苯酚质量0.5-2.5％的钼改性剂，保温搅拌30-45分钟；

(3)升温到100-110℃加入相当于苯酚质量0.15-0.45％的草酸保温搅拌1-1.5小时；

(4)常压蒸馏到130℃改减压蒸馏装置进行减压蒸馏到180℃迅速出料冷却制得钼改性高邻位酚醛树脂。

其中，所述的催化剂为苯酚总质量0.2-0.8％的氧化锌和醋酸锌的复合，其中氧化锌为复合催化剂的0％-50％，优选33％

其中，步骤(3)草酸的用量为苯酚质量的0.15-0.45％，优选0.3％。

其中，所述的钼改性剂为所述钼改性剂为钼酸、钼酸铵、三氯化钼、乙酰丙酮化钼一种或多种优选钼酸。

上述制备方法所得的钼改性高邻位酚醛树脂具有聚合速度快聚合速度(150℃)测试15-25s，软化点低70-85℃，游离酚含量低0.2-1％的特点，所述制备方法简单易行，生产成本低。

本发明所述快固型耐高温粘结剂主要用于覆膜砂的制备，因此，本发明进一步要求保护以钼改性高邻位酚醛树脂作为粘结剂制备的快固型耐高温覆膜砂。

本发明所述快固型耐高温覆膜砂，按重量份计，含有如下用量配比的原料：硅砂100份、权利要求1所述钼改性高邻位酚醛树脂1-4份、相当于树脂质量1％-3％的脱水剂，固化剂0.1-0.5份、润滑剂0.1-0.16份。

其中，所述的固化剂为乙二胺、二乙基三胺、羟甲基乙二胺、双氰胺、环己二胺、二羟乙基二乙烯基三胺、六次甲基四胺中一种或者多种的复合，优选六次甲基四胺。当其选用六次甲基四胺时，与本发明所述钼改性高邻位酚醛树脂具有更理想的配合效果，优选33％六次甲基四胺水溶液。

本发明所述的覆膜砂，可选用现有技术公开的各种润滑剂，硬脂酸钙、硬脂酸铣铵、硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸铅等但基于要得到更为理想的性能，优选所述润滑剂为硬脂酸钙。

本发明所述的覆膜砂，所述的脱水剂为丙三醇。