[发明专利]一种无醛自硬呋喃树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无醛自硬呋喃树脂及其制备方法和应用，所述无醛自硬呋喃树脂按照质量配比包括如下原料制成：10‑50%HAA、0.35‑0.7%硅烷偶联剂、6‑15%尿素、30‑60%糠醇和0‑20%甲醇。HAA是β‑N羟乙基化合物，本发明制备自硬呋喃树脂的组分中将HAA作为甲醛的取代物，其羟基的活性比甲醛和尿素生成的β‑N羟甲基化合物要稍弱，本发明通过HAA先和尿素缩合成一定的小分子，然后再和糠醇进行共聚，因此无论在制备过程中还是制成产品中均不会产生游离甲醛，制备工艺及产品安全环保。

技术领域

本发明属于树脂制备技术领域，具体涉及一种无醛自硬呋喃树脂及其制备方法和应用。

背景技术

自硬呋喃树脂是现代铸造工艺中生产型砂的重要原料，我国自硬呋喃树脂产业已达到世界先进水平。但是呋喃树脂中的游离甲醛问题一直困扰着树脂使用厂家，使用过程中，从呋喃树脂中逃逸到空气里的甲醛气体使生产使用环境遭到污染。只要在呋喃树脂生产过程中加入甲醛，那么在呋喃树脂的使用过程中就不可避免的存在游离甲醛。因此，现有生产方法对于如何控制呋喃树脂中的游离甲醛含量，效果欠佳。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种无游离甲醛释放的无醛自硬呋喃树脂及其制备方法和应用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无醛自硬呋喃树脂，按照质量百分比包括如下原料制成：10-50％HAA、0.35-0.7％硅烷偶联剂、6-15％尿素、30-60％糠醇和0-20％甲醇。

进一步，所述硅烷偶联剂包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

进一步，所述硅烷偶联剂分两次添加，首次添加量为0.05-0.2％，二次添加量为0.3-0.5％。

更进一步，按照质量配比包括如下原料制成：10-40％HAA、6-10％尿素、50-60％糠醇、10-20％甲醇、硅烷偶联剂首次添加量为0.05-0.1％，硅烷偶联剂二次添加量为0.3-0.5％。

本发明还提供了一种无醛自硬呋喃树脂的制备方法，包括以下步骤：按照质量百分比将10-50％的HAA和0.05-0.2％的硅烷偶联剂混合，在40-80℃温度条件下反应20-60分钟；然后加入6-15％的尿素，调节pH至8-12，在70-100℃温度条件下反应0.5-2小时；再加入30-60％的糠醇，调节pH至3-5，在70-120℃温度条件下反应0.5-2小时；最后再加入0-20％甲醇和0.3-0.5％硅烷偶联剂。

本发明最后还包括一种无醛自硬呋喃树脂在金属铸造工艺中的应用。

有益效果：

1、HAA是β-N羟乙基化合物，本发明制备自硬呋喃树脂的组分中将HAA作为甲醛的取代物，其羟基的活性比甲醛和尿素生成的β-N羟甲基化合物要稍弱，本发明通过HAA先和尿素缩合成一定的小分子，然后再和糠醇进行共聚，因此无论在制备过程中还是制成产品中均不会产生游离甲醛，制备工艺及产品安全环保；

2、由于HAA是反应活性良好的四官能团化合物，其和四官能团的尿素进行缩合，可以得到空间结构丰富的缩合产物，得到的最终自硬呋喃树脂产品交联比例高，最终强度大；

3、HAA中存在C6链段，相比于其他呋喃树脂几乎不存在碳链，加入HAA制备的树脂能够有足够的空间来和尿素进行缩聚，大大优化了传统呋喃树脂空间位阻大、影响树脂在线性缩聚时的聚合度，故本发明树脂聚合程度更高，强度更大。

具体实施方式

实施例1：

将10gβ-羟烷基酰胺HAA和0.05g硅烷偶联剂KH-602混合，在60℃左右反应30分钟，然后加入6g尿素，调节pH至11，在95℃反应2小时，再加入60g糠醇，调节pH至4.2，在100℃反应1小时，最后再加入20g甲醇和0.5g硅烷偶联剂KH-602。