[发明专利]一种生物质酯固化酚醛树脂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种生物质酯固化酚醛树脂，包括如下原料：苯酚、生物质酚类化合物、多聚甲醛、甲醛、碱液、除醛剂、强度促进剂，其中酚类：甲醛摩尔比为1：1.8‑2.2，苯酚：生物质酚类化合物摩尔比为0‑1：1，多聚甲醛：甲醛摩尔比为0.8‑1.1：1，本发明所述生物质酯固化酚醛树脂，采用生物质酚类以及多酚类对苯酚进行替代，使得产品环境友好，原料持续易得，并且具备高抗湿性能、高强度。

技术领域

本发明涉及铸造造型材料领域，尤其涉及一种生物质酯固化酚醛树脂及其合成方法。

背景技术

酯固化酚醛树脂主要用于铸造砂型造型。使用有机酯作为固化剂，使用时将树脂与固化剂添加至造型砂中混合均匀，然后将混合好的砂倒入模型中，等待树脂固化后得到相应的砂型，酯固化酚醛树脂用于铸造行业，具有不含氮、磷、硫等有害元素，可以有效的降低由于树脂气体产生的气孔等缺陷，而且酯固化酚醛树脂具有高温“二次硬化”的性能，高温强度优良。酯固化酚醛树脂相比于呋喃树脂车间的环境大为改善，随着我国环保要求的不断提高，酯固化酚醛树脂在铸造行业得到了广泛的应用。

酯固化酚醛树脂的主体树脂为酚醛树脂，主要由甲醛、苯酚进行合成得到，然后添加除醛剂、强度增强剂以及碱性物质，最终得到产品。

采用甲醛、苯酚以及助剂进行酯固化酚醛树脂的合成，苯酚的来源主要是石油，为不可再生之源，非环境友好，并且随着环保要求的严格，苯酚价格也水涨船高，本专利采用生物质酚类以及多酚类进行合成酯固化酚醛树脂，替代苯酚，生物质主要来源于农产品的副产品中，来源于大自然，对环境友好，并且成本较苯酚有较大的成本优势。

因此，开发一款具有环境友好，原料持续易得，并且抗湿性、强度良好的酯固化酚醛树脂，具有重要意义。

发明内容

为解决目前生物质固化酚醛树脂需要用到苯酚，不够环境友好的技术缺陷，本发明提供一种生物质酯固化酚醛树脂及其合成方法，达到减少苯酚或者不需要使用苯酚的情况下，制造出的酯固化酚醛树脂仍然具有良好的抗湿性和高强度的技术效果。

为达到上述技术目的，通过如下技术方案予以实现：

一种生物质酯固化酚醛树脂，包括如下原料：苯酚、生物质酚类化合物、多聚甲醛、甲醛、碱液、除醛剂、强度促进剂，其中酚类：甲醛摩尔比为1：1.8-2.2，苯酚：生物质酚类化合物摩尔比为0-1:1，多聚甲醛：甲醛摩尔比为0.8-1.1：1。

优选的，所述碱液重量占生物质酚醛树脂原料总重量的30.0-35.0％。

优选的，所述碱液为氢氧化钾、氢氧化钠或者是两者的混合物配制而成的溶液，所述碱液的质量浓度为45.0-50.0％。

优选的，所述生物质酚类化合物为如下一种以上物质的混合物：腰果酚、木质素、单宁、茶多酚、苹果多酚、生育酚。

优选的，所述除醛剂为以下一种以上物质的混合物：2-吡咯烷酮、尿素、三聚氰胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、硼酸铵、柠檬酸铵。

优选的，所述强度促进剂为如下一种以上物质的混合物：氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

如上所述任一一种生物质酯固化酚醛树脂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、按照规定量加入苯酚、生物质酚类、多聚甲醛、甲醛开动搅拌，将碱液分成3部分，第一部分碱液分成6-10份，在温度55-70℃的范围内添加至反应溶液，每添加一次保温30分钟；

(2)、完成上述步骤以后，再添加第二部分碱液至反应体系中，随后升温至85-93℃，然后保温一段时间；