[发明专利]一种高溃散铸铝发动机缸体用冷芯盒树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高溃散铸铝发动机缸体用冷芯盒树脂及其制备方法，属于汽车铸造材料技术领域，目的是克服现有技术树脂溃散性较差和常温强度低的问题，也为解决在制造铸铝发动机过程中存在清砂困难，铸件废品率高等缺陷。本发明涉及组分Ⅰ是由苯醚型酚醛树脂、糠醇、DBE、高沸点芳烃溶剂S‑150、氢氟酸、硅烷A1160组成，组分Ⅱ是由PM‑200、脲醛树脂、高沸点芳烃溶剂S‑150、三氯氧磷、3‑异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷组成，组分Ⅲ是催化剂三乙胺。通过本发明制备得到的冷芯盒树脂粘接体系在造保证树脂常温性能时，大幅度提升树脂高温溃散性，显著改善了用户生产效率和生产质量，降低了用户生产过程的废品率。

技术领域

本发明属于铸造材料技术高分子领域，涉及一种树脂及其制备方法，特别涉及一种高溃散铸铝发动机缸体用冷芯盒树脂及其制备方法。

背景技术

随着能源危机的不断加剧，汽车也不断朝着轻量化的方向发展，汽车用铸铁发动机缸体也逐步朝向铸铝发动机缸体转变。三乙胺冷芯盒树脂工艺具有造型尺寸精度高，固化速度快等备受汽车发动机缸体铸造企业青睐，然而其发动机缸体生产过程中铸铝的浇注温度一般在700℃左右，相较于铸铁1300-1400℃的浇注温度，降低了近一半，由于浇注温度的不同，对树脂的性能也提出了不同的技术要求，要求树脂在浇注前必须具备较高的强度，浇注结束后，残余强度低，拥有良好的溃散新性，利于清砂。现阶段冷芯盒树脂常温强度较高，然而经过铝水浇注后，残余强度仍然较高，难以溃散，铸件难以从砂芯中快速取出，给铸件的清理以及型砂的回收带来的较大困难。

目前一些专利和文献虽也报道了适用于有色金属低温铸造的溃散性树脂，但是这些树脂普遍存在溃散性不理想，常温强度不足，粘度大，抗湿性能不佳的缺陷。

如申请号为201610206975.9专利公开了采用氧化钙和醋酸锌联合使用催化反应制备冷芯盒树脂，提高组分I树脂反应活性和粘结剂性，通过降低加入量来解决溃散性问题，但其存在树脂粘度较大，可使用时间短，且树脂加入量低，生产薄壁铸件砂芯强度不足，砂芯起模易断裂，不适用于发动机缸体制造等问题。

如申请号为200910029380.0的专利公开了采用乙二醇改性聚卞基醚酚醛树脂，提高了树脂热分解性，达到解决低温浇注溃散性的问题，但方法存在低温浇注时金属模具残留焦油，影响铸件质量，生产效率低等缺陷；

己内酰胺改性冷芯盒树脂高温性能研究[J]崔刚.韩文《铸造》2017年第9期，该文报道了己内酰胺改性冷芯盒高温性能的方法，己内酰胺改性酚醛树脂提高了树脂粘接强度和抗湿性能，但是树脂的高温溃散性变差，不适用于低温铸铝的浇注应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高溃散铸铝发动机缸体用冷芯盒树脂及其制备方法，以克服现有技术树脂溃散性较差和常温强度低的问题，也为解决在制造铸铝发动机过程中存在清砂困难，铸件废品率高等缺陷，使其在铸铝发动机缸体领域能成功实现应用，从而解决行业内痛点，取得显著效果。

本发明提供的技术方案如下：

本发明涉及三个组分，其中组分Ⅰ是由苯醚型酚醛树脂、糠醇、DBE、高沸点芳烃溶剂S-150、氢氟酸、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷组成，组分Ⅱ是由PM-200、脲醛树脂、高沸点芳烃溶剂S-150、三氯氧磷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷组成，组分Ⅲ是催化剂三乙胺。

按质量百分比计，组分Ⅰ为苯醚型酚醛树脂40-50％、糠醇1-15％、DBE 10-30％、高沸点芳烃溶剂S-150 10-30％、氢氟酸1-2％、硅烷A1160 0.2-1％。

组分Ⅰ的制备方法如下：

(1)反应釜内加入苯醚型酚醛树脂，然后立即加入糠醇，开启搅拌，按0.5℃/min的升温速率，升温至75-80℃，保温反应20-40min；

(2)反应结束，降温至60℃以下，加入DBE和高沸点芳烃溶剂S-150；