一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粘結(jié)劑，尤其涉及一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié) 劑，以及該粘結(jié)劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在造型、制芯前砂粒表面上已覆蓋一層固態(tài)樹(shù)脂膜的型砂、芯砂稱為覆膜砂，覆膜 砂用于鑄造具有工藝簡(jiǎn)單、快速成型(芯)、流動(dòng)性好、鑄件表面質(zhì)量?jī)?yōu)良、易清砂、便于長(zhǎng)期 存放、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此備受業(yè)內(nèi)親睞，得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用。但使用普通酚醛樹(shù)脂 生產(chǎn)的覆膜砂通常存在強(qiáng)度偏低、發(fā)氣量大等缺點(diǎn)，因此通常樹(shù)脂使用量較高，不但造成成 本增加，還導(dǎo)致發(fā)氣量過(guò)高，在復(fù)雜砂型澆鑄時(shí)往往容易使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷，嚴(yán)重影響鑄 件質(zhì)量，降低鑄件成品率，間接增加了鑄件成本。使用普通型酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)覆膜砂時(shí)其用量 較大，而采用高強(qiáng)度酚醛樹(shù)脂，如果強(qiáng)度提高30%，其用量相應(yīng)地降低30%，則在覆膜砂使用 量和產(chǎn)量相同的情況下，大幅降低了酚醛樹(shù)脂的消耗量，酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)過(guò)程需要消耗大 量石化原料，因此降低酚醛樹(shù)脂消耗量對(duì)節(jié)約不可再生的石化資源和減少污染、促進(jìn)環(huán)保 具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種質(zhì)量好、強(qiáng)度高、 降低成本、提高產(chǎn)品合格率的覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑。
[0004] 本發(fā)明還提供了上述粘結(jié)劑的制備方法，該方法簡(jiǎn)單，便于操作，有利于降低企業(yè) 成本、促進(jìn)節(jié)能減排。
[0005] 本發(fā)明所述覆膜砂專用高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑采用的技術(shù)方案是：該粘結(jié)劑 包括苯酚；甲醛；催化劑；改性劑1 ;改性劑2 ;硅烷；其中，苯酚與甲醛的摩爾比為1 :0. 7~ 0. 8,改性劑1的加入量是苯酚質(zhì)量的3~30%，改性劑2的加入量是苯酚質(zhì)量的0. 5~10%， 硅烷的加入量是苯酸質(zhì)量的0. 3~0. 8%。
[0006]進(jìn)一步的，所述催化劑分為催化劑1和催化劑2,催化劑1是苯酚質(zhì)量的0. 05~ 0. 3%，催化劑2是苯酚質(zhì)量的0. 5~2%。
[0007] 進(jìn)一步的，所述改性劑1為鄰甲酚和/或雙酚A。
[0008] 進(jìn)一步的，所述催化劑1是醋酸鋅。
[0009] 進(jìn)一步的，所述催化劑2為草酸和甲酸按照60~80% :20~40%比例混合而成。
[0010] 進(jìn)一步的，所述改性劑2為聚酰胺。
[0011] 本發(fā)明所述覆膜砂專用高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑的制備包括以下步驟： (1) 按比例加入苯酚、改性劑1、甲醛、催化劑1，反應(yīng)溫度98-102 °C，反應(yīng)時(shí)間 60_100min; (2) 按比例繼續(xù)添加催化劑2,反應(yīng)溫度98-102°C，反應(yīng)時(shí)間100-150min。
[0012] 更進(jìn)一步的，在上述步驟（2)之后進(jìn)行真空脫水，脫水量占苯酚質(zhì)量的65-75%;脫 水完畢后加入聚酰胺，加入硅烷，攪拌均勻，造粒，即得成品。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將苯酚與甲醛的摩爾比為1 :0.7~0.8,改性劑1的 加入量是苯酚質(zhì)量的3~30%，改性劑2的加入量是苯酚質(zhì)量的0. 5~10%，通過(guò)2次催化 反應(yīng)，采用2種改性劑來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品，所制得的產(chǎn)品用于生產(chǎn)覆膜砂，具有較優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量 綜合性能；其特點(diǎn)是：抗拉強(qiáng)度顯著提高，改善了酚醛樹(shù)脂的韌性，與市場(chǎng)上同類產(chǎn)品比較 常溫拉強(qiáng)度提高了約30%;生產(chǎn)的鑄件成品合格率提高，原材料消耗成本降低，因覆膜砂中 減少了酚醛樹(shù)脂加入量，相應(yīng)的促進(jìn)了環(huán)保及節(jié)能減排。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明是一種覆膜砂專用高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑，以及該粘結(jié)劑的制備方 法。下面以三個(gè)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015] 實(shí)施例一： 在裝有三口瓶、攪拌器和蛇管冷凝器的裝置中，投入苯酚lioog，鄰甲酚l〇〇g，37%甲醛 782g，加入催化劑醋酸鋅1.8g，控溫在反應(yīng)溫度98-102°C，反應(yīng)80min。
[0016] 反應(yīng)時(shí)間到后，加入草酸6g，加入甲酸4g，控溫在98-102°C，反應(yīng)130min。
[0017] 反應(yīng)時(shí)間到后，將物料降至65°C以下，真空脫水，脫水量803g。
[0018] 脫水完畢后，加入聚酰胺33g，加入硅烷4. 5g，攪拌均勻，造粒。
[0019] 性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下表：
實(shí)施例二： 在2000L反應(yīng)釜中，投入苯酚510g，鄰甲酚80g，37%甲醛350g，加入催化劑醋酸鋅 0. 8g，控溫在反應(yīng)溫度98-102°C，反應(yīng)90min。
[0020] 反應(yīng)時(shí)間到后，加入草酸3. 5g，加入甲酸2. 7g，控溫在98-102°C，反應(yīng)llOmin。
[0021] 反應(yīng)時(shí)間到后，將物料降至65°C以下，真空脫水，脫水量351g。
[0022] 脫水完畢后，加入聚酰胺25g，加入硅烷2. 95g，攪拌均勻，造粒。
[0023] 性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下表：
實(shí)施例三： 在2000L反應(yīng)釜中，投入苯酚600g，雙酚A68g，37%甲醛398g，加入催化劑醋酸鋅 1. 2g，控溫在反應(yīng)溫度98-102°C，反應(yīng)70min。
[0024] 反應(yīng)時(shí)間到后，加入草酸5.lg，加入甲酸3. 6g，控溫在98-102°C，反應(yīng)140min。
[0025] 反應(yīng)時(shí)間到后，將物料降至65°C以下，真空脫水，脫水量372g。
[0026] 脫水完畢后，加入聚酰胺36g，加入硅烷2. 6g，攪拌均勻，造粒。
[0027] 性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下表：
上述實(shí)施例可知，本發(fā)明通過(guò)用二種改性劑對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行改性，在工藝上采用二次 催化，優(yōu)化了分子結(jié)構(gòu)，改善了樹(shù)脂的韌性，與市場(chǎng)上同類產(chǎn)品比較常溫抗拉強(qiáng)度提高了約 30%，使用后產(chǎn)品合格率提高，樹(shù)脂消耗量降低了約30%，降低了生產(chǎn)成本。
[0028] 以上所述只是本發(fā)明為幫助理解且為較佳的實(shí)施方案，本發(fā)明的發(fā)明范圍并不以 上述方式為限，在此指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提 下，對(duì)本發(fā)明做出的等效修飾、變化或改進(jìn)，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書(shū)中所要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0029] 本發(fā)明可應(yīng)用于粘結(jié)劑領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑，其特征在于，該粘結(jié)劑包含以 下成分：苯酚；甲醛；催化劑；改性劑1 ;改性劑2 ;硅烷；其中，苯酚與甲醛的摩爾比為1 : 0. 7~0. 8,改性劑1的加入量是苯酚質(zhì)量的3~30%，改性劑2的加入量是苯酚質(zhì)量的 0. 5~10%，硅烷的加入量是苯酚質(zhì)量的0. 3~0. 8%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑，其特征 在于：所述催化劑分為催化劑1和催化劑2,催化劑1是苯酚質(zhì)量的0. 05~0. 3%，催化劑2 是苯酚質(zhì)量的〇. 5~2%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑，其特征 在于：所述催化劑1是醋酸鋅。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑，其特征 在于：所述催化劑2為草酸和甲酸按照60~80% :20~40%比例混合而成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑，其特征 在于：所述改性劑1為鄰甲酚和/或雙酚A。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑，其特征 在于：所述改性劑2為聚酰胺。7. -種如權(quán)利要求2所述的覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑的制備方 法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 按比例加入苯酚、改性劑1、甲醛、催化劑1，反應(yīng)溫度98-102 °C，反應(yīng)時(shí)間 60-100min； (2) 按比例繼續(xù)添加催化劑2,反應(yīng)溫度98-102°C，反應(yīng)時(shí)間100_150min。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑結(jié)劑的制備 方法，其特征在于：在上述步驟（2)之后進(jìn)行真空脫水，脫水量占苯酚質(zhì)量的65-75% ;脫水 完畢后加入聚酰胺，加入硅烷，攪拌均勻，造粒，即得成品。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種覆膜砂專用的高強(qiáng)度改性酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑及其制備方法。該粘結(jié)劑包括苯酚；甲醛；催化劑；改性劑1；改性劑2；硅烷；其中，苯酚與甲醛的摩爾比為1：0.7～0.8，改性劑1的加入量是苯酚質(zhì)量的3～30%，改性劑2的加入量是苯酚質(zhì)量的0.5～10%，硅烷的加入量是苯酚質(zhì)量的0.3～0.8%；該制備方法簡(jiǎn)單，便于操作，有利于降低企業(yè)成本、促進(jìn)節(jié)能減排。本發(fā)明可應(yīng)用于粘結(jié)劑領(lǐng)域。
【IPC分類】C08G8/28, B22C1/22, C08G8/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105348461
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511006462
【發(fā)明人】劉春晶, 謝樹(shù)忠, 閔云浩
【申請(qǐng)人】珠海市斗門(mén)福聯(lián)造型材料實(shí)業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日