一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種成本低、質(zhì)量好、強(qiáng)度好且易于潰散的薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑及其制備方法。該粘結(jié)劑包括甲醛、催化劑、糠醇、潰散劑、尿素、三聚氰胺、甲醇和硅烷；其中，尿素分兩次加入，甲醛與第一次加入的尿素的摩爾比為2.2～2.4，甲醛與第二次加入的尿素的摩爾比為1.8～2.0；糠醇的加入量是甲醛質(zhì)量的12.5～13.5％；潰散劑的加入量是甲醛質(zhì)量的6.5～8.5％；三聚氰胺的加入量是甲醛質(zhì)量的8.0～10.0％；甲醇的加入量是甲醛質(zhì)量的24.0～28.0％；硅烷的加入量是甲醛質(zhì)量的0.7～0.8％；該制備方法包括加成反應(yīng)階段、醚化和縮聚反應(yīng)階段和調(diào)節(jié)反應(yīng)階段。本發(fā)明可應(yīng)用于粘結(jié)劑領(lǐng)域。
【專利說明】一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(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，尤其涉及一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié) 齊IJ，以及該粘結(jié)劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 有色金屬薄壁鑄件最常見的有水暖器材、燈飾等，其材質(zhì)采用銅、鋅、鎂、鋁合金， 產(chǎn)品的鑄型主要通過鋼模與砂芯的組合澆注而實(shí)現(xiàn)，其制芯工藝主要為熱芯盒樹脂砂工 藝，對鑄件的精度要求較高、表面粗糙度要好，內(nèi)部無需加工，也很難甚至無法加工，且要求 鑄件無砂眼、無氣孔，潰散性好，并且對環(huán)保、節(jié)能都有較高的要求。目前，國內(nèi)該類鑄件制 砂芯工藝采用的是脲醛樹脂砂及覆膜砂，存在以下質(zhì)量缺陷：（1)樹脂中游離甲醛、游離酚 含量較高對環(huán)境造成污染。（2)熱拉強(qiáng)度較低，砂芯出芯盒易損壞，常拉強(qiáng)度較低，砂芯抗 濕性較差不宜存放。（3)制得的砂芯潰散較差，難以清除管內(nèi)殘砂。（4)脲醛樹脂貯存期較 短，易分層，影響產(chǎn)品使用質(zhì)量。（5)生產(chǎn)成本和使用成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、質(zhì)量好、 強(qiáng)度好且易于潰散的薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑。
[0004] 本發(fā)明還提供了上述粘結(jié)劑的制備方法，該方法簡單，便于操作，有利于降低企業(yè) 成本。
[0005] 本發(fā)明所述薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑采用的技術(shù)方案是：該粘 結(jié)劑包括甲醛；催化劑；糠醇；潰散劑，尿素；三聚氰胺；甲醇和硅烷；其中，尿素分兩次加 入，甲醛與第一次加入的尿素的摩爾比為2. 2?2. 4,甲醛與第二次加入的尿素的摩爾比為 1. 8?2. 0 ;糠醇的加入量是甲醛質(zhì)量的12. 5?13. 5% ;潰散劑的加入量是甲醛質(zhì)量的 6. 5?8. 5% ;三聚氰胺的加入量是甲醛質(zhì)量的8. 0?10. 0% ;甲醇的加入量是甲醛質(zhì)量的 24. 0?28. 0% ;硅烷的加入量是甲醛質(zhì)量的0. 7?0. 8%。
[0006] 進(jìn)一步地，所述催化劑分為堿性催化劑FA和酸性催化劑FB，堿性催化劑FA分兩次 加入，第一次加入的堿性催化劑FA是甲醛質(zhì)量的0. 4?0. 6%，第二次加入的堿性催化劑 FA是甲醛質(zhì)量的0. 25?0. 35%，酸性催化劑FB是甲醛質(zhì)量的1. 2?1. 6%。
[0007] 進(jìn)一步地，所述潰散劑為蔗糖和/或木糖醇。
[0008] 進(jìn)一步地，所述堿性催化劑FA由三乙醇胺、氫氧化鈉和水按照30?38% :20? 25 % : 37?50 %的比例混合而成。
[0009] 進(jìn)一步地，所述酸性催化劑FB由順丁烯二甲酸酐和水按照20?40% : 60?80% 的比例混合而成。
[0010] 本發(fā)明所述薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑的制備方法包括以下步 驟： (1) 加成反應(yīng)階段：按比例加入甲醛、堿性催化劑FA、尿素、糠醇、潰散劑、三聚氰胺，PH 值控制在8. 0?9. 0,反應(yīng)溫度為80?85°C，反應(yīng)時(shí)間為90?120min; (2) 醚化和縮聚反應(yīng)階段：按比例繼續(xù)添加甲醇和酸性催化劑FB，PH值控制在5. 0? 5. 5,反應(yīng)溫度為92?98°C，反應(yīng)時(shí)間為90?120min; (3) 調(diào)節(jié)反應(yīng)階段：繼續(xù)按比例添加堿性催化劑FA、尿素和硅烷，PH值控制在7. 0? 7. 5,反應(yīng)溫度為70?75°C，反應(yīng)時(shí)間為30?50min。
[0011] 更進(jìn)一步地，在上述步驟（3)中，先加入堿性催化劑FA，然后加入尿素?cái)嚢枞芙?后，真空脫水，脫水量為甲醛含水量的80?85% ;脫水完畢后，加入硅烷，攪拌均勻即得成 品。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將甲醛與尿素摩爾比為1. 8?2. 0,蔗糖和木糖醇 為甲醛質(zhì)量的6. 5?8. 5%，三聚氰胺為甲醛質(zhì)量的8. 0?10. 0%，甲醇為甲醛質(zhì)量的24? 28%，采用催化能力較強(qiáng)的無機(jī)一有機(jī)復(fù)合堿性催化劑以及有機(jī)酸性催化劑，通過加成反 應(yīng)、縮聚反應(yīng)，醚化反應(yīng)三個(gè)主要的合成工藝階段來生產(chǎn)產(chǎn)品，所制得的產(chǎn)品用于有色金屬 薄壁鑄件的制造，具有較優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量綜合性能；其特點(diǎn)是：在制芯時(shí)，無煙、無味，環(huán)保 節(jié)能，與市場上同類產(chǎn)品比較熱拉強(qiáng)度提高了 22%，常拉強(qiáng)度提高了 15% ;制得的砂芯抗?jié)?性能好，澆注的有色金屬鑄件甚至較薄壁件仍能保證砂芯易潰散，成品合格率較高，樹脂原 材料消耗成本降低了 40-50%，樹脂粘結(jié)劑貯存期大于6個(gè)月。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明是一種一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑，以及該粘結(jié)劑的制 備方法。下面以三個(gè)具體實(shí)施例來對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014] 實(shí)施例一： 在裝有三口瓶、攪拌器和蛇管冷凝器的裝置中，投入甲醛630g(甲醛含量37%)，加入糠 醇80g、尿素190g、蔗糖20g、木糖醇20g，加入催化劑FA2. 5g，PH值控制在8. 5?9. 0范圍 內(nèi)，在物料溫度80?85°C，加成反應(yīng)90分鐘； 反應(yīng)時(shí)間到后，加入三聚氰胺50g，在物料溫度80?85°C，加成反應(yīng)30分鐘； 反應(yīng)時(shí)間到后，加入甲醇150g，加入催化劑FB8g，PH值控制在5. 0?5. 5范圍內(nèi)，物 料溫度范圍為95?98 °C，醚化反應(yīng)90分鐘。
[0015] 反應(yīng)時(shí)間到后，將物料溫度降至75°C以下，加入催化劑FA1. 7g，PH值控制在 7. 0?7. 5范圍內(nèi)，加入尿素40g，待攪拌溶解完后，真空脫水，脫水量為310?320g。
[0016] 脫水完畢后，將物料溫度冷卻至55°C以下，加入硅烷4. 5g，攪拌均勻后，放料。
[0017] (1)物理化學(xué)性能檢測

【權(quán)利要求】
1. 一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑，其特征在于，該粘結(jié)劑包含以下成 分： 甲醛；催化劑；糠醇；潰散劑，尿素；三聚氰胺；甲醇和硅烷； 其中，尿素分兩次加入，甲醛與第一次加入的尿素的摩爾比為2. 2?2. 4,甲醛與第二 次加入的尿素的摩爾比為1. 8?2. 0 ;糠醇的加入量是甲醛質(zhì)量的12. 5?13. 5% ;潰散 劑的加入量是甲醛質(zhì)量的6. 5?8. 5%;三聚氰胺的加入量是甲醛質(zhì)量的8. 0?10. 0%;甲 醇的加入量是甲醛質(zhì)量的24. 0?28. 0% ;硅烷的加入量是甲醛質(zhì)量的0. 7?0. 8%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑，其特征在 于：所述催化劑分為堿性催化劑FA和酸性催化劑FB，堿性催化劑FA分兩次加入，第一次加 入的堿性催化劑FA是甲醛質(zhì)量的0. 4?0. 6%，第二次加入的堿性催化劑FA是甲醛質(zhì)量的 0.25?0.35%，酸性催化劑FB是甲醛質(zhì)量的1.2?1.6%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑，其特征在 于：所述潰散劑為蔗糖和/或木糖醇。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑，其特征在 于：所述堿性催化劑FA由三乙醇胺、氫氧化鈉和水按照30?38% :20?25% :37?50% 的比例混合而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑，其特征在 于：所述酸性催化劑FB由順丁烯二甲酸酐和水按照20?40% : 60?80 %的比例混合而 成。
6. -種如權(quán)利要求1所述的薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑的制備方法，其 特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 加成反應(yīng)階段：按比例加入甲醛、堿性催化劑FA、尿素、糠醇、潰散齊IJ、三聚氰胺，PH 值控制在8. 0?9. 0,反應(yīng)溫度為80?85°C，反應(yīng)時(shí)間為90?120min ; (2) 醚化和縮聚反應(yīng)階段：按比例繼續(xù)添加甲醇和酸性催化劑FB，PH值控制在5. 0? 5. 5,反應(yīng)溫度為92?98°C，反應(yīng)時(shí)間為90?120min ; (3) 調(diào)節(jié)反應(yīng)階段：繼續(xù)按比例添加堿性催化劑FA、尿素和硅烷，PH值控制在7. 0? 7. 5,反應(yīng)溫度為70?75°C，反應(yīng)時(shí)間為30?50min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種薄壁有色金屬鑄件專用熱芯盒樹脂粘結(jié)劑的制備方法， 其特征在于：在所述步驟（3)中，先加入堿性催化劑FA，然后加入尿素?cái)嚢枞芙夂?，真空?水，脫水量為甲醛含水量的80?85% ;脫水完畢后，加入硅烷，攪拌均勻即得成品。
【文檔編號】C09J161/32GK104263298SQ201410519104
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月7日
【發(fā)明者】劉春晶, 謝樹忠, 李方義 申請人:珠海市斗門福聯(lián)造型材料實(shí)業(yè)有限公司