一種泵閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂及其制備方法
【專利說(shuō)明】 一種泵閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂及其制備方
法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及樹(shù)脂砂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]栗、閥門鑄件具有壁薄、形狀復(fù)雜等特點(diǎn)，在鑄造過(guò)程中對(duì)型砂的質(zhì)量要求尤為嚴(yán)格，型砂的質(zhì)量也是關(guān)系到鑄件質(zhì)量的重要因素。型砂主要是由砂料、粘接劑以及輔助物等根據(jù)不同的比例混合制成的一類在鑄造中用來(lái)造型的材料，根據(jù)使用的粘接劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、樹(shù)脂砂等等，其中酚醛樹(shù)脂砂被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)鑄造行業(yè)，其中自硬型酚醛樹(shù)脂砂因其混砂方便、準(zhǔn)備簡(jiǎn)單、分散速度快、粘接力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在行業(yè)應(yīng)用較多。
[0003]雖然自硬型酚醛樹(shù)脂砂具備其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但是其也存在一些較為突出的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在粘度大、脆性大、發(fā)氣量高、鑄件易產(chǎn)生針孔、成本較高、不易回收再利用等方面，隨著栗閥鑄件向生產(chǎn)規(guī)?；透呔然姆较虬l(fā)展，研制高效無(wú)污染、成本低、綜合性能優(yōu)良的酚醛樹(shù)脂粘接劑是鑄造高質(zhì)量鑄件的重要前提。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂，該樹(shù)脂砂由以下重量份的原料制備得到:鋁礬土砂70-80、方解石砂20-30、納米蒙脫土 0.1-0.2、介孔氧化鋁4_5、納米銅0.1-0.2、聚丙烯切片0.4-0.5、碳酸鈣0.01-0.02、硅烷偶聯(lián)劑0.01-0.02、改性酚醛樹(shù)脂粘接劑1-1.2、固化劑0.3-0.4。
[0006]所述的改性酚醛樹(shù)脂粘接劑由以下重量份的原料制成:環(huán)氧硬脂酸辛酯0.2-0.3、有機(jī)硅表面活性劑0.1-0.2、納米氧化鋁1-2、三醋酸纖維素2-3、苯酚20-25、濃度為35-38%的甲醛溶液20-35、濃度為30%的氫氧化鉀溶液3-5、尿素1_2、硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.2 ;其制備方法為:將苯酚、甲醛加入反應(yīng)器中，加熱至60-80°C，攪拌混合20-30min后加入氫氧化鉀溶液，升溫至SO-1OOtC反應(yīng)4-5h，隨后加入三醋酸纖維素、尿素、有機(jī)硅表面活性劑，繼續(xù)攪拌混合1.5-2h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，隨后將反應(yīng)液在0.5-0.6X105Pa條件下以S-1O0C /min的速率升溫進(jìn)行減壓蒸餾脫水，當(dāng)溫度達(dá)到105-110°C時(shí)停止減壓蒸餾，隨后加入其它剩余物料，攪拌混合均勻后冷卻至室溫即得。
[0007]所述的固化劑為有機(jī)酯類固化劑。
[0008]所述的一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂的制備方法為:
(I)先將納米蒙脫土、納米銅、碳酸鈣、聚丙烯切片、硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻后熔融紡絲，制成長(zhǎng)度為50-80 μ m，直徑為10-20 μ m的多孔短纖維備用； (2)將鋁礬土砂、方解石砂、介孔氧化鋁混合均勻后粉碎過(guò)60-100目篩，過(guò)篩砂料投入混砂機(jī)中，隨后再加入步驟(I)所得物料及除固化劑和粘接劑外的其它剩余物料，高速混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4-5min，接著加入改性酚醛樹(shù)脂粘接劑，繼續(xù)攪拌混合8-10min后出砂即得。
[0009]本發(fā)明制備得到的改性酚醛樹(shù)脂自硬砂具備以下優(yōu)點(diǎn):
(I)制備的改性酚醛樹(shù)脂粘接劑具有低粘度、高膠合強(qiáng)度、可塑性好、脆性低、游離苯酚和游離甲醛含量更低、用量更少、硬化速度放緩等優(yōu)勢(shì)，可有效提高型砂使用和再使用性會(huì)K。
[0010](2)摻混納米蒙脫土、納米銅的多孔聚丙烯纖維強(qiáng)度高，韌性好，其在砂型中形成復(fù)雜均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到增進(jìn)型砂的塑性、透氣性，加入的納米銅還能有效的提高樹(shù)脂的耐熱性，降低發(fā)氣量，獲得更高質(zhì)量的鑄件。
【具體實(shí)施方式】
[0011]該實(shí)施例樹(shù)脂砂由以下重量份的原料制備得到:鋁礬土砂70、方解石砂20、納米蒙脫土 0.1、介孔氧化鋁4、納米銅0.1、聚丙烯切片0.4、碳酸鈣0.01、硅烷偶聯(lián)劑0.01、改性酚醛樹(shù)脂粘接劑1、固化劑0.3。
[0012]其中改性酚醛樹(shù)脂粘接劑由以下重量份的原料制成:環(huán)氧硬脂酸辛酯0.2、有機(jī)硅表面活性劑0.1、納米氧化鋁1、三醋酸纖維素2、苯酚20、濃度為35%的甲醛溶液20、濃度為30%的氫氧化鉀溶液3、尿素1、硅烷偶聯(lián)劑0.1 ;其制備方法為:將苯酚、甲醛加入反應(yīng)器中，加熱至60°C，攪拌混合20min后加入氫氧化鉀溶液，升溫至80°C反應(yīng)4h，隨后加入三醋酸纖維素、尿素、有機(jī)硅表面活性劑，繼續(xù)攪拌混合1.5h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，隨后將反應(yīng)液在0.5X 105Pa條件下以8°C /min的速率升溫進(jìn)行減壓蒸餾脫水，當(dāng)溫度達(dá)到105°C時(shí)停止減壓蒸餾，隨后加入其它剩余物料，攪拌混合均勻后冷卻至室溫即得。
[0013]采用的固化劑為甘油三乙酸酯。
[0014]該實(shí)施例樹(shù)脂砂的制備方法為:
(1)先將納米蒙脫土、納米銅、碳酸鈣、聚丙烯切片、硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻后熔融紡絲，制成長(zhǎng)度為50 μ m，直徑為10 μ m的多孔短纖維備用；
(2)將鋁礬土砂、方解石砂、介孔氧化鋁混合均勻后粉碎過(guò)60目篩，過(guò)篩砂料投入混砂機(jī)中，隨后再加入步驟(I)所得物料及除固化劑和粘接劑外的其它剩余物料，高速混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4min，接著加入改性酚醛樹(shù)脂粘接劑，繼續(xù)攪拌混合Smin后出砂即得。
[0015]本實(shí)施例所制得的改性酚醛樹(shù)脂粘接劑的膠合強(qiáng)度為6.50MPa，游離酚含量(0.5%，游離醛含量< 0.1%，最大分解溫度可達(dá)540°C，該樹(shù)脂砂的起模時(shí)間多30min，24h抗拉強(qiáng)度為1.46MPa，型芯吸濕率低，發(fā)氣量較之傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂型砂降低32%，得到的鑄件表面質(zhì)量高，尺寸精準(zhǔn)，成品率可達(dá)95%以上，舊砂回用率可達(dá)85%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂，其特征在于，該樹(shù)脂砂由以下重量份的原料制備得到:鋁礬土砂70-80、方解石砂20-30、納米蒙脫土 0.1-0.2、介孔氧化鋁4-5、納米銅0.1-0.2、聚丙烯切片0.4-0.5、碳酸鈣0.01-0.02、硅烷偶聯(lián)劑0.01-0.02、改性酚醛樹(shù)脂粘接劑1-1.2、固化劑0.3-0.4。2.如權(quán)利要求1所述的一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂，其特征在于，所述的改性酚醛樹(shù)脂粘接劑由以下重量份的原料制成:環(huán)氧硬脂酸辛酯0.2-0.3、有機(jī)硅表面活性劑0.1-0.2、納米氧化鋁1-2、三醋酸纖維素2-3、苯酚20-25、濃度為35-38%的甲醛溶液20-35、濃度為30%的氫氧化鉀溶液3-5、尿素1_2、硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.2 ;其制備方法為:將苯酚、甲醛加入反應(yīng)器中，加熱至60-80°C，攪拌混合20-30min后加入氫氧化鉀溶液，升溫至SO-1OOtC反應(yīng)4-5h，隨后加入三醋酸纖維素、尿素、有機(jī)硅表面活性劑，繼續(xù)攪拌混合1.5-2h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，隨后將反應(yīng)液在0.5-0.6X 105Pa條件下以8-10°C /min的速率升溫進(jìn)行減壓蒸餾脫水，當(dāng)溫度達(dá)到105-110°C時(shí)停止減壓蒸餾，隨后加入其它剩余物料，攪拌混合均勻后冷卻至室溫即得。3.如權(quán)利要求1所述的一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂，其特征在于，所述的固化劑為有機(jī)酯類固化劑。4.如權(quán)利要求1所述的一種栗閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為: (1)先將納米蒙脫土、納米銅、碳酸鈣、聚丙烯切片、硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻后熔融紡絲，制成長(zhǎng)度為50-80 μ m，直徑為10-20 μ m的多孔短纖維備用； (2)將鋁礬土砂、方解石砂、介孔氧化鋁混合均勻后粉碎過(guò)60-100目篩，過(guò)篩砂料投入混砂機(jī)中，隨后再加入步驟(I)所得物料及除固化劑和粘接劑外的其它剩余物料，高速混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4-5min，接著加入改性酚醛樹(shù)脂粘接劑，繼續(xù)攪拌混合8-10min后出砂即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種泵閥鑄件用耐熱改性堿性酚醛樹(shù)脂自硬砂，該樹(shù)脂砂中采用的改性酚醛樹(shù)脂粘接劑具有低粘度、高膠合強(qiáng)度、可塑性好、脆性低、游離苯酚和游離甲醛含量更低、用量更少、硬化速度放緩等優(yōu)勢(shì)，可有效提高型砂使用和再使用性能；砂料中摻混的納米蒙脫土、納米銅復(fù)合多孔聚丙烯纖維強(qiáng)度高，韌性好，其在砂型中形成復(fù)雜均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到增進(jìn)型砂的塑性、透氣性，加入的納米銅還能有效的提高樹(shù)脂的耐熱性，降低發(fā)氣量，獲得更高質(zhì)量的鑄件。
【IPC分類】B22C1/02, B22C1/22, B22C1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105414449
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510813753
【發(fā)明人】李諾
【申請(qǐng)人】合肥李諾新材料貿(mào)易有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日