改性酚醛呋喃樹脂及其粘結劑制造技術

本發明專利技術屬于有機化學技術領域，公開了一種改性酚醛呋喃樹脂，其通過如下方法制備得到：將甲醛、苯酚按一定摩爾比攪拌混合，在堿性催化劑下，加熱保溫，脫水，加入多元胺化合物進行加成反應，同時引進長鏈型分子作為擴鏈增韌改性劑，加糠醇，酸性加熱保溫，得到樹脂；最后加入糠醇和硅烷得到粘結劑。本發明專利技術所得的呋喃樹脂具有良好的高溫退讓性能，適用于鑄鋼件的生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于有機化學
，具體涉及樹脂，特別涉及一種高溫退讓性優良的鑄造用呋喃樹脂及粘結劑。
技術介紹
鑄造生產已有5000多年的歷史，人工合成粘結劑的應用只不過是五六十年的事。近年來，自硬樹脂砂在世界各國鑄造生產中得到廣泛的應用，在我國呋喃樹脂是鑄造樹脂中用量最多的一種。呋喃樹脂砂在常溫下可以通過外加酸性固化劑而硬化、型芯強度高、透氣性強，變形小，潰散性好，鑄件表面光潔度好，尺寸精度高；減輕勞動強度，生產效率高等優點。呋喃樹脂砂造型技術的開發，改變了鑄鋼長期以來存在的勞動強度大，粉塵高，生產效率低，鑄件質量差的落后狀況。但呋喃樹脂砂型鑄件，特別是鑄鋼件的熱裂傾向嚴重，其主要原因是呋喃樹脂砂在300-600℃范圍內，隨著溫度的上升，強度才急劇下降，而呋喃樹脂砂型具有絕熱性，其型芯內溫度的變化是緩慢的，在距鑄件與鑄型界面100mm處的型砂澆注后7小時才能達到330℃，這表明砂型的絕大部分都能保持較高的強度和剛性，也就是說鑄型的整體退讓性很差，在鑄件凝固收縮過程中就會阻礙鑄件收縮，使鑄件內部產生較大的收縮應力，甚至產生裂紋。解決這種缺陷，一般采取抑制鑄鋼件的增硫、增磷；降低樹脂加入量；添加木粉等措施來防止裂紋，但這都沒有從呋喃樹脂生產工藝著手使生產鑄件的廠家在不改變原有工裝設備的基礎上按原有工藝生產鑄件來得方便可行。現有技術中缺乏一種快速模具用于砂型鑄造。本專利技術因此而來。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種鑄造用呋喃樹脂及其粘結劑，以克服現有技術中鑄型的整體退讓性很差，在鑄件凝固收縮過程中阻礙鑄件收縮，使鑄件內部產生較大的收縮應力，甚至產生裂紋的缺陷。為了解決現有技術中的這些問題，本專利技術提供的鑄造用改性酚醛呋喃樹脂，其通過如下步驟制備得到：(1)將甲醛、苯酚按醛/酚的摩爾比1.4～2.5攪拌混合，在堿性催化劑下pH值8～10，加熱保溫、脫水；(2)在反應體系中加入多元胺化合物進行加成反應，加入量為反應體系總重量0.5wt～8wt％；同時加入作為擴鏈增韌改性劑的長鏈型分子，加入量為反應體系總重量1wt～20wt％，反應0.5-1.5小時；(3)再加入糠醇，糠醇加入量為反應體系總重量的40wt～70wt％，調節pH為4.5～5.0，升溫回流1～2小時；降溫中和至pH＝7±0.7,即得酚醛呋喃樹脂產物。本專利技術優選的一技術方案：所述步驟(1)中的甲醛、苯酚的摩爾比優選為1.7～2.0。本專利技術優選的一技術方案：所述步驟(2)中的多元胺化合物選自：脂肪族的多元胺化合物或芳香族多元胺化合物。本專利技術優選的一技術方案：所述步驟(2)中的多元胺化合物選自：二乙撐三胺、三乙撐四胺、二乙胺、乙二胺、二苯胺、甲苯二胺、二苯胺中的一種或兩種以上。本專利技術優選的一技術方案：所述步驟(2)中的長鏈型分子選自：烯烴基取代酚長鏈型分子、單糖類長鏈型分子、多元酚長鏈型分子。本專利技術優選的一技術方案：所述步驟(2)中的長鏈型分子選自：腰果酚、木糠、葡萄糖、半乳糖、間苯二酚、鄰苯二酚、壬已酚、黃烷-3-醇中的一種或兩種以上。本專利技術樹脂的制備方法中的反應溫度為60～100℃。長鏈型分子加入屬于一種酚醛樹脂化學改性，屬分子內增韌物質。腰果殼油是一種從成熟腰果殼中萃取而得的黏稠性液體，其主要結構是在苯酚的間位上帶一個15個碳的單烯或雙烯烴長鏈，即有酚類化合物特征，又有脂肪族化合物的柔性，用其改性酚醛樹脂，韌性有明顯改善，然后長分子鏈的引入又大大影響其耐熱性，因而，在長分子鏈引入時，加入耐熱性良好的二元胺化合物剛性基團，增加酚醛樹脂受外力的變形量，從而增加了樹脂膜的韌性，提高樹脂膜的內聚強度。鑄造用改性酚醛呋喃樹脂，其通過如下步驟制備得到：(1)將甲醛、苯酚按醛/酚的摩爾比1.4～2.5攪拌混合，在堿性催化劑下pH值8～10，升溫回流1-2小時，冷卻至60℃，真空脫水；(2)在反應體系中加入多元胺化合物進行加成反應，加入量為反應體系總重量0.5wt～8wt％；同時加入作為擴鏈增韌改性劑的長鏈型分子，加入量為反應體系總重量1wt～20wt％，升溫回流反應0.5-1.5小時；(3)降溫，再加入糠醇，糠醇加入量為反應體系總重量的40wt～70wt％，調節pH為4.5～5.0，升溫回流1～2小時；降溫中和至pH＝7±0.7,即得樹脂產物，整個反應過程中反應溫度為60～100℃。本專利技術的第二方面提供一種鑄造用改性酚醛呋喃樹脂粘結劑，其特征在于，其按照質量百分比為：改性酚醛呋喃樹脂20-65wt％，糠醇20-79wt％，硅烷0.1-1.0wt％。優選地，一種鑄造用改性酚醛呋喃樹脂粘結劑，其按照質量百分比為：改性酚醛呋喃樹脂30-50wt％，糠醇49.9-69wt％，硅烷0.1-1.0wt％。優選地，一種鑄造用改性酚醛呋喃樹脂粘結劑，其按照質量百分比為：改性酚醛呋喃樹脂30wt％，糠醇69wt％，硅烷1wt％。優選地，一種鑄造用改性酚醛呋喃樹脂粘結劑，其按照質量百分比為：改性酚醛呋喃樹脂50wt％，糠醇49.9wt％，硅烷0.1-1.0wt％。相比于現有技術中的解決方案，本專利技術所得的呋喃樹脂具有良好的高溫退讓性能，適用于鑄鋼件的生產。本專利技術所制得砂型的可塑性也增加了，改善了退讓性。這就大大降低了用呋喃樹脂砂生產鑄件的熱裂傾向。附圖說明圖1為本專利技術呋喃樹脂和現有技術的呋喃樹脂砂型的熱變形比較圖。具體實施方式以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本專利技術而不限于限制本專利技術的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。實施例1改性呋喃樹脂的制備：將已加入100克37％甲醛、77.8克苯酚的備有攪拌器、回流冷凝器及溫度計的四口燒瓶置于可調節溫度的油浴鍋中，開啟攪拌，用適量10％氫氧化鈉溶液調pH值8～10之間，升溫回流1～2小時，冷卻至60℃以下，真空脫除水份。降溫加入乙二胺15克腰果酚25克，葡萄糖20克，升溫回流0.5～1小時；降溫加114克糠醇，用10％鹽酸溶液調pH4.5～5.0，升溫回流1～2小時；降溫中和至pH＝7±0.7,即產得本專利技術的基樹脂。實施例2-1改性酚醛呋喃樹脂粘結劑，按照質量百分比為：實施例1制備得到的樹脂30wt％，糠醇69.7wt％，硅烷0.3wt％，常溫攪拌均勻，制成成品。實施例2-2改本文檔來自技高網...

【技術保護點】
改性酚醛呋喃樹脂，其通過如下步驟制備得到：(1)將甲醛、苯酚按醛/酚的摩爾比1.4～2.5攪拌混合，在堿性催化劑下pH值8～10，加熱保溫、脫水；(2)在反應體系中加入多元胺化合物進行加成反應，加入量為反應體系總重量0.5wt～8wt％；同時加入作為擴鏈增韌改性劑的長鏈型分子，加入量為反應體系總重量1wt～20wt％，反應0.5?1.5小時；(3)再加入糠醇，糠醇加入量為反應體系總重量的40wt～70wt％，調節pH為4.5～5.0，升溫回流1～2小時；降溫中和至pH＝7±0.7,即得樹脂產物。

【技術特征摘要】
1.改性酚醛呋喃樹脂，其通過如下步驟制備得到：
(1)將甲醛、苯酚按醛/酚的摩爾比1.4～2.5攪拌混合，在堿性催化劑
下pH值8～10，加熱保溫、脫水；
(2)在反應體系中加入多元胺化合物進行加成反應，加入量為反應體
系總重量0.5wt～8wt％；同時加入作為擴鏈增韌改性劑的長鏈型分子，加入
量為反應體系總重量1wt～20wt％，反應0.5-1.5小時；
(3)再加入糠醇，糠醇加入量為反應體系總重量的40wt～70wt％，調
節pH為4.5～5.0，升溫回流1～2小時；降溫中和至pH＝7±0.7,即得樹脂產
物。
2.根據權利要求1所述的改性酚醛呋喃樹脂，其特征在于，所述步驟
(1)中的甲醛、苯酚的摩爾比優選為1.7～2.0。
3.根據權利要求1所述的改性酚醛呋喃樹脂，其特征在于，所述步驟
(2)中的多元胺化合物選自：脂肪族的多元胺化合物或芳香族多元胺化合
物。
4.根據權利要求1所述的改性酚醛呋喃樹脂，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱文英，王文浩，王錦程，
申請(專利權)人：蘇州興業材料科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32