[发明专利]改性酚醛呋喃树脂及其粘结剂

说明书

本发明属于有机化学技术领域，公开了一种改性酚醛呋喃树脂，其通过如下方法制备得到：将甲醛、苯酚按一定摩尔比搅拌混合，在碱性催化剂下，加热保温，脱水，加入多元胺化合物进行加成反应，同时引进长链型分子作为扩链增韧改性剂，加糠醇，酸性加热保温，得到树脂；最后加入糠醇和硅烷得到粘结剂。本发明所得的呋喃树脂具有良好的高温退让性能，适用于铸钢件的生产。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及树脂，特别涉及一种高温退让性优良的铸造用呋喃树脂及粘结剂。

背景技术

铸造生产已有5000多年的历史，人工合成粘结剂的应用只不过是五六十年的事。近年来，自硬树脂砂在世界各国铸造生产中得到广泛的应用，在我国呋喃树脂是铸造树脂中用量最多的一种。

呋喃树脂砂在常温下可以通过外加酸性固化剂而硬化、型芯强度高、透气性强，变形小，溃散性好，铸件表面光洁度好，尺寸精度高；减轻劳动强度，生产效率高等优点。呋喃树脂砂造型技术的开发，改变了铸钢长期以来存在的劳动强度大，粉尘高，生产效率低，铸件质量差的落后状况。

但呋喃树脂砂型铸件，特别是铸钢件的热裂倾向严重，其主要原因是呋喃树脂砂在300-600℃范围内，随着温度的上升，强度才急剧下降，而呋喃树脂砂型具有绝热性，其型芯内温度的变化是缓慢的，在距铸件与铸型界面100mm处的型砂浇注后7小时才能达到330℃，这表明砂型的绝大部分都能保持较高的强度和刚性，也就是说铸型的整体退让性很差，在铸件凝固收缩过程中就会阻碍铸件收缩，使铸件内部产生较大的收缩应力，甚至产生裂纹。解决这种缺陷，一般采取抑制铸钢件的增硫、增磷；降低树脂加入量；添加木粉等措施来防止裂纹，但这都没有从呋喃树脂生产工艺着手使生产铸件的厂家在不改变原有工装设备的基础上按原有工艺生产铸件来得方便可行。

现有技术中缺乏一种快速模具用于砂型铸造。本发明因此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种铸造用呋喃树脂及其粘结剂，以克服现有技术中铸型的整体退让性很差，在铸件凝固收缩过程中阻碍铸件收缩，使铸件内部产生较大的收缩应力，甚至产生裂纹的缺陷。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的铸造用改性酚醛呋喃树脂，其通过如下步骤制备得到：

(1)将甲醛、苯酚按醛/酚的摩尔比1.4～2.5搅拌混合，在碱性催化剂下pH值8～10，加热保温、脱水；

(2)在反应体系中加入多元胺化合物进行加成反应，加入量为反应体系总重量0.5wt～8wt％；同时加入作为扩链增韧改性剂的长链型分子，加入量为反应体系总重量1wt～20wt％，反应0.5-1.5小时；

(3)再加入糠醇，糠醇加入量为反应体系总重量的40wt～70wt％，调节pH为4.5～5.0，升温回流1～2小时；降温中和至pH＝7±0.7,即得酚醛呋喃树脂产物。

本发明优选的一技术方案：所述步骤(1)中的甲醛、苯酚的摩尔比优选为1.7～2.0。

本发明优选的一技术方案：所述步骤(2)中的多元胺化合物选自：脂肪族的多元胺化合物或芳香族多元胺化合物。

本发明优选的一技术方案：所述步骤(2)中的多元胺化合物选自：二乙撑三胺、三乙撑四胺、二乙胺、乙二胺、二苯胺、甲苯二胺、二苯胺中的一种或两种以上。

本发明优选的一技术方案：所述步骤(2)中的长链型分子选自：烯烃基取代酚长链型分子、单糖类长链型分子、多元酚长链型分子。

本发明优选的一技术方案：所述步骤(2)中的长链型分子选自：腰果酚、木糠、葡萄糖、半乳糖、间苯二酚、邻苯二酚、壬已酚、黄烷-3-醇中的一种或两种以上。

本发明树脂的制备方法中的反应温度为60～100℃。