一種泵閥鑄件用芳綸漿粕增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及樹脂砂技術領域，尤其涉及一種栗閥鑄件用芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]栗、閥門鑄件具有壁薄、形狀復雜等特點，在鑄造過程中對型砂的質(zhì)量要求尤為嚴格，型砂的質(zhì)量也是關系到鑄件質(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、樹脂砂等等，其中酚醛樹脂砂被廣泛應用于國內(nèi)鑄造行業(yè)，其中自硬型酚醛樹脂砂因其混砂方便、準備簡單、分散速度快、粘接力強等優(yōu)點在行業(yè)應用較多。
[0003]雖然自硬型酚醛樹脂砂具備其獨特的優(yōu)點，但是其也存在一些較為突出的缺點，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，研制高效無污染、成本低、綜合性能優(yōu)良的酚醛樹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已有技術的缺陷，提供一種栗閥鑄件用芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種栗閥鑄件用芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:石英砂70-80、棕剛玉粉20-30、空心玻璃微珠8-10、芳綸漿柏0.4-0.5、納米二氧化鈦0.4-0.5、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、改性酚醛樹脂粘接劑1-1.5、固化劑0.3-0.4。
[0006]所述的改性酚醛樹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4-5h，隨后加入三醋酸纖維素、尿素、有機硅表面活性劑，繼續(xù)攪拌混合1.5-2h，反應結(jié)束后冷卻至室溫，隨后將反應液在0.5-0.6X105Pa條件下以
S-1O0C /min的速率升溫進行減壓蒸餾脫水，當溫度達到105-110°C時停止減壓蒸餾，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酯類固化劑。
[0008]所述的一種栗閥鑄件用芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂的制備方法為:
(I)先將納米二氧化鈦、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，制成長度為50-80 μ m，直徑為10-20 μ m的多孔短纖維備用；
(2)將石英砂、棕剛玉粉、空心玻璃微珠、芳綸漿柏混合均勻后粉碎過60-100目篩，過篩物料投入混砂機中，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脂自硬砂具備以下優(yōu)點:
(I)制備的改性酚醛樹脂粘接劑具有低粘度、高膠合強度、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，可有效提高型砂使用和再使用性會K。
[0010](2)摻混納米二氧化鈦的多孔聚丙烯纖維有增韌、補強、提高纖維的耐熱性，其在砂型中形成復雜均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高型砂成型緊實度和透氣性，鑄件成品率更高，澆注結(jié)束后更便于潰散清理。
[0011](3)芳綸漿柏具有獨特的表面結(jié)構(gòu)，能夠提高原料間的抓附力，達到增強的目的，收縮率低，回彈性好，可以提高型砂的熱退讓性，防止鑄件熱裂。
【具體實施方式】
[0012]該實施例樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:石英砂70、棕剛玉粉20、空心玻璃微珠8、芳綸漿柏0.4、納米二氧化鈦0.4、聚丙烯切片0.4、碳酸鈣0.01、硅烷偶聯(lián)劑
0.01、改性酚醛樹脂粘接劑1、固化劑0.3。
[0013]其中改性酚醛樹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4h，隨后加入三醋酸纖維素、尿素、有機硅表面活性劑，繼續(xù)攪拌混合1.5h，反應結(jié)束后冷卻至室溫，隨后將反應液在0.5X 105Pa條件下以8°C /min的速率升溫進行減壓蒸餾脫水，當溫度達到105°C時停止減壓蒸餾，隨后加入其它剩余物料，攪拌混合均勻后冷卻至室溫即得。
[0014]采用的固化劑為甘油三乙酸酯。
[0015]該樹脂砂的制備方法為:
(1)先將納米二氧化鈦、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，制成長度為50 μ m，直徑為10 μ m的多孔短纖維備用；
(2)將石英砂、棕剛玉粉、空心玻璃微珠、芳綸漿柏混合均勻后粉碎過60目篩，過篩物料投入混砂機中，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脂粘接劑，繼續(xù)攪拌混合8min后出砂即得。
[0016]本實施例所制得的改性酚醛樹脂粘接劑的膠合強度為6.50MPa，游離酚含量(0.5%，游離醛含量< 0.1%，最大分解溫度可達540°C，該樹脂砂的起模時間彡15min，24h抗拉強度為1.52MPa，型芯吸濕率低，發(fā)氣量較之傳統(tǒng)酚醛樹脂型砂降低40%，得到的鑄件表面質(zhì)量高，尺寸精準，成品率可達98%以上，舊砂回用率可達85%。
【主權(quán)項】
1.一種栗閥鑄件用芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂，其特征在于，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:石英砂70-80、棕剛玉粉20-30、空心玻璃微珠8-10、芳綸漿柏0.4-0.5、納米二氧化鈦0.4-0.5、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、改性酚醛樹脂粘接劑1-1.5、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芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂，其特征在于，所述的改性酚醛樹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80-100°C反應4-5h，隨后加入三醋酸纖維素、尿素、有機硅表面活性劑，繼續(xù)攪拌混合1.5-2h，反應結(jié)束后冷卻至室溫，隨后將反應液在0.5-0.6\105?&條件下以8-101€ /min的速率升溫進行減壓蒸餾脫水，當溫度達到105-110°C時停止減壓蒸餾，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芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂，其特征在于，所述的固化劑為有機酯類固化劑。4.如權(quán)利要求1所述的一種栗閥鑄件用芳綸漿柏增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為: (1)先將納米二氧化鈦、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，制成長度為50-80 μ m，直徑為10-20 μ m的多孔短纖維備用； (2)將石英砂、棕剛玉粉、空心玻璃微珠、芳綸漿柏混合均勻后粉碎過60-100目篩，過篩物料投入混砂機中，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)明公開了一種泵閥鑄件用芳綸漿粕增強的改性堿性酚醛樹脂自硬砂中采用的改性酚醛樹脂粘接劑具有低粘度、高膠合強度、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，可有效提高型砂使用和再使用性能；砂料中摻混的納米二氧化鈦多孔聚丙烯纖維有增韌、補強、提高纖維的耐熱性，其在砂型中形成復雜均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高型砂成型緊實度和透氣性，鑄件成品率更高，澆注結(jié)束后更便于潰散清理；芳綸漿粕具有獨特的表面結(jié)構(gòu)，能夠提高原料間的抓附力，達到增強的目的，收縮率低，回彈性好，可以提高型砂的熱退讓性，防止鑄件熱裂。
【IPC分類】B22C1/00, B22C1/22, B22C1/02
【公開號】CN105414454
【申請?zhí)枴緾N201510813847
【發(fā)明人】李諾
【申請人】合肥李諾新材料貿(mào)易有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月23日