[发明专利]酚醛树脂组合物

说明书

本发明涉及一种酚醛树脂组合物。更具体地说，本发明涉及一种制造包覆树脂的砂粒所用的酚醛树脂组合物，所述包覆树脂的砂粒在用常规壳型铸法形成铸模或铸件时不会释放出难闻气味且不会产生任何炭灰和烟尘，另外在浇铸后具有良好的崩解性。

一般说来，常将酚醛树脂用作壳型铸造法所用的包覆的砂粒所需的树脂。这是因为固化的酚醛树脂在常温和高温下具有极好的强度和刚性，且其价格较低并稳定。

将包覆树脂的砂粒装入一个预先加热的铸模中，通过热传导加热已装入的砂粒，使砂粒表面上的树脂熔融，粘结在一起并固化，从而得到一个铸模。大部分由此形成的铸模是型芯，这些铸模被置于用其它方法生产的主铸模中，然后将熔融的金属浇铸在该铸模中。所述的树脂在倒入熔融金属时发生热分解，然后通过诸如冷却和敲击等处理方法可获得铸件。本文所用的术语“型芯”是指在铸件中形成一个型腔所需的芯。

包覆用于按壳型造型法生产一种铸模的砂粒的树脂应满足下列要求：（1）他们必须能形成具有高强度的铸模;2）他们必须在浇铸后具有良好的崩解性;和3）他们必须在使砂粒形成铸模和浇铸时不释放出难闻的气味和不产生许多炭灰和烟尘。

人们已知道能提供具有高强度的铸模的树脂的各种制备方法，例如采用低分子量的树脂的方法和使用用烷基酚改性的酚树脂的方法。可是，若采用低分子量的树脂，其熔融温度会降低，易发生自行粘着。再者，市场上通常可购得的具有低分子量的常规酚醛清漆树脂具有大量的酚和/或双核酚组分，这些组分会释放出难闻气味和产生大量炭灰和烟尘。而采用烷基酚改性的方法则有硬化速率低的问题。改进包覆树脂的砂（RCS）粒的流动性和铸模中树脂的填充密度对增加获得的铸模的强度是非常重要的。通过降低所用的树脂的分子量或往树脂中加入一种润滑剂可改进流动性。可是，欲添加的这种润滑剂的量要限制到很少量，若其用量超过5%（重量），获得的铸模的强度相反会减弱。

在壳型铸造法中，在将熔融的金属倒入铸模期间，熔融的金属围绕着型芯，因而其气氛完全无氧。为此，酚醛树脂被碳化，因此冷却后易崩解。可是，在这种情况下，铸模常常保持高强度，因而产生崩解性低的问题。特别是近来铝被用来生产轿车以减轻其重量，从而降低燃料费用。可是，对于用于低温浇铸铸模的型芯来说，上述现象很严重，因其崩解性差而不能使用这种铸模。为此，人们近来已改进了在低熔融金属倾倒温度下生产的型芯的崩解性，其方法是在浇铸后使型芯在400至500℃的温度范围下烘焙数小时，但这会增加费用。因此，在铸造领域，希望开发一种在浇铸后具有极好崩解性的用于壳型铸造的树脂。人们已作了许多尝试以改进用于壳型铸造的树脂的崩解性。然而，事实上，少量促进崩解的试剂已用于大多数这类技术上。

日本审定公报Nos.昭62-32015和61-41655公开了具有良好崩解性的树脂组合物，该组合物使用提纯或裂解双酚A时获得的残留物。这些专利利用提纯或裂解双酚A时获得的残留物和一种市场上购得的酚醛清漆树脂的混合物，或提纯和裂解双酚A时获得的残留物与苯酚和甲醛缩合反应而获得的树脂。因此，这些树脂组合物常常含有大量来自于酚醛清漆树脂的双核酚并可能含有未反应的酚。

另外，当用包覆树脂的砂粒生产铸模时，会产生释放出难闻气味且含炭灰和烟尘的气体，因此，引起气体污染铸模生产厂家周围的环境这种社会问题。人们认为，释放出难闻气味和产生炭灰和烟尘的原因是因为存在福尔马林，氨，苯酚，双核酚类和来源于其他添加剂的低分子量分解产物。当使用上述专利公开的具有极好崩解性的树脂时，他们剧烈释放出难闻气味和产生大量炭灰和烟尘。

日本未决专利公开No.平4-93311公开了一种几乎不释放难闻气味的树脂，该树脂可通过降低清漆型酚树脂的单核和双核组分的含量而获得。可是，因为所述树脂是通过简单地除去市场上通常购得的酚醛清漆树脂原料中的单核和双核组分而获得的，因而得到的树脂具有比酚醛清漆树脂原料更高的分子量和较差的流动性。若所用的树脂具有高分子量，则树脂甚至在砂烘加工后仍保持其强度，这将导致铸模的崩解性差。

如上所述，目前还未提出这样一种用于壳型铸造的树脂，该树脂维护满意的崩解性且在形成铸件时不会释放难闻气味后产生炭灰和烟尘。

因此，本发明的目的是提供壳型铸造所用的一种树脂，该树脂解决了在生产铸件期间释放出难闻气味和产生炭灰和烟尘这一问题并确保在铸造成铸模后具有良好的崩解性。