CN101199982B - 铸造呋喃树脂用低硫固化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸造呋喃树脂用低硫固化剂。该固化剂包含高酸值组份和低酸值组份，高酸值组份与低酸值组份之间的重量比是25～75％∶75～25％；其中，高酸值组份原料的重量份配比为：硫酸10～30份、磷酸30～65份、二甲苯30～45份、甲醇3～10份、水0～15份；低酸值组份原料的重量份配比为：硫酸7～13份、磷酸13～35份、甲苯5～15份、水50～65份。以本发明的低硫固化剂固化的呋喃树脂砂生产的铸钢件表面裂纹数量，铸件表面裂纹数量减少了70～90％，大幅度地提高了铸件质量，减少了铸件后续加工的劳动量。而且更方便于铸造厂家的使用。
Description
技术领域
本发明涉及合成树脂粘结剂，具体地说，本发明是一种铸造呋喃树脂用低硫固化剂。
背景技术
现在呋喃树脂造型(芯)工艺中都用磺酸做为固化剂，磺酸固化剂中的硫元素在砂子的循环使用中不断积累，从而导致树脂砂的含硫量不断增高，型(芯)砂型脆性增大，铸件容易产生裂纹缺陷。降低固化剂中的硫元素含量，使用低硫固化剂，将有助于呋喃树脂砂铸造工艺提高铸件的质量。
现在呋喃树脂所用的固化剂都是磺酸固化剂，磺酸固化剂的含硫量一般在11％～17％之间，是一种高硫固化剂。铸造生产过程中，固化剂中的硫元素在砂子的循环使用中不断积累，能导致树脂砂的含硫量不断增高，型(芯)砂型脆性增大，铸件裂纹缺陷增多。现在的磺酸固化剂根据使用温度的不同分为：使用于春、秋季的GS03固化剂，含硫量为13％左右；使用于夏季的GS04固化剂，含硫量为12％左右；使用于冬季的GC09固化剂，含硫量为16％左右。这三种固化剂都是磺酸高硫固化剂，其不但含硫量高，而且三种固化剂型号之间不能相互代替，要根据不同的季节温度使用不同型号的固化剂，给铸造厂家的使用带来不必要的麻烦。
发明内容
本发明克服了上述缺点，提出了一种新型的铸造呋喃树脂用低硫固化剂。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种铸造呋喃树脂用低硫固化剂，包含高酸值组份和低酸值组份，高酸值组份与低酸值组份之间的重量比是25～75％：75～25％；
所述的高酸值组份原料的重量份配比为：硫酸10～30份、磷酸30～65份、二甲苯30～45份、甲醇3～10份、水0～15份；
所述的低酸值组份原料的重量份配比为：硫酸7～13份、磷酸13～30份、甲苯5～15份、水50～65份。
采用下述步骤分别制备高酸值组份和低酸值组份：
高酸值组份的制备：反应器中加入二甲苯，升温至70℃开始加入硫酸，加入完毕，升温至105℃计时，105～110℃反应4小时，降温至40℃以下，加入甲醇，40～50℃反应0.5小时，降温35℃以下，加入磷酸，混合均匀，再加入水，混合均匀，放料即得；
低酸值组份的制备：反应器中加入甲苯，升温至85℃开始加入硫酸，加入完毕，升温至115℃计时，115～125℃反应2小时，降温至40℃以下，加入磷酸，混合均匀，再加入水混合均匀，放料即得。
低酸值组份与高酸值组份按3∶1比例掺兑，可以在夏季代替GS04固化剂使用，含硫量为4％左右；低酸值组份与高酸值组份按1∶1比例掺兑，可以在春、秋季代替GS03固化剂使用，含硫量为5％左右；低酸值组份与高酸值组份按1∶3比例掺兑，可以在冬季代替GC09固化剂使用，含硫量为6％左右。含硫量数据显示，本发明方案的固化剂含硫量较原磺酸固化剂降低60％左右，是一种低硫固化剂。
本发明的优点在于：以本发明的低硫固化剂固化的呋喃树脂砂生产的铸钢件表面裂纹数量，铸件表面裂纹数量减少了70～90％，大幅度地提高了铸件质量，减少了铸件后续加工的劳动量。而且更方便于铸造厂家的使用。
具体实施方式
实施例1
高酸值组份配方及合成工艺
原材料组成
硫酸：60Kg 磷酸：111Kg 二甲苯：105Kg 甲醇：23Kg
反应步骤
反应器中加入105Kg二甲苯，升温至70℃开始加入60Kg硫酸，加入完毕，升温至105℃计时，105～110℃反应4小时，降温至40℃以下，加入23Kg甲醇，40～50℃反应0.5小时，降温35℃以下，加入111Kg磷酸，混合均匀，放料即得高酸值组份。
低酸值组份配方及合成工艺
原材料组成
硫酸：28.6Kg 磷酸：33Kg 甲苯：33Kg 水：143Kg
反应步骤
反应器中加入33Kg甲苯，升温至85℃开始加入28.6Kg硫酸，加入完毕，升温至115℃计时，115～125℃反应2小时，降温至40℃以下，加入33Kg磷酸，混合均匀，再加入143Kg水混合均匀，放料即得低酸值组份。
以上低酸值的固化剂与高酸值组份按3∶1比例掺兑，含硫量为4.58％；低酸值组份与高酸值组份按1∶1比例掺兑，含硫量为5.24％；低酸值组份与高酸值组份按1∶3比例掺兑，含硫量为6.55％。
实施例2
高酸值组份配方及合成工艺
原材料组成
硫酸：48Kg磷酸：72Kg二甲苯：72Kg 甲醇：7Kg水：24Kg
反应步骤
反应器中加入72Kg二甲苯，升温至70℃开始加入48Kg硫酸，加入完毕，升温至105℃计时，105～110℃反应4小时，降温至40℃以下，加入7Kg甲醇，40～50℃反应0.5小时，降温35℃以下，加入72Kg磷酸，混合均匀，再加入24Kg水，混合均匀，放料即得高酸值组份。
低酸值组份配方及合成工艺
原材料组成
硫酸：22.4Kg 磷酸：96Kg 甲苯：16Kg 水：160Kg
反应步骤
反应器中加入16Kg甲苯，升温至85℃开始加入22.4Kg硫酸，加入完毕，升温至115℃计时，115～125℃反应2小时，降温至40℃以下，加入96Kg磷酸，混合均匀，再加入160Kg水混合均匀，放料即得低酸值组份。
以上低酸值的固化剂与高酸值组份按3∶1比例掺兑，含硫量为3.78％；低酸值组份与高酸值组份按1∶1比例掺兑，含硫量为5.08％；低酸值组份与高酸值组份按1∶3比例掺兑，含硫量为6.37％。
实施例3
高酸值组份配方及合成工艺
原材料组成
硫酸：45Kg 磷酸：165Kg 二甲苯：120Kg 甲醇：21Kg 水：24Kg
反应步骤
反应器中加入120Kg二甲苯，升温至70℃开始加入45Kg硫酸，加入完毕，升温至105℃计时，105～110℃反应4小时，降温至40℃以下，加入21Kg甲醇，40～50℃反应0.5小时，降温35℃以下，加入165Kg磷酸，混合均匀，再加入24Kg水，混合均匀，放料即得高酸值组份。
低酸值组份配方及合成工艺
原材料组成
硫酸：35Kg 磷酸：87.5Kg 甲苯：35Kg 水：203Kg
反应步骤
反应器中加入35Kg甲苯，升温至85℃开始加入35Kg硫酸，加入完毕，升温至115℃计时，115～125℃反应2小时，降温至40℃以下，加入87.5Kg磷酸，混合均匀，再加入203Kg水混合均匀，放料即得低酸值组份。
以上低酸值的固化剂与高酸值组份按3∶1比例掺兑，含硫量为3.36％；低酸值组份与高酸值组份按1∶1比例掺兑，含硫量为3.55％；低酸值组份与高酸值组份按1∶3比例掺兑，含硫量为3.73％。
表1实施例1～3及比较例GS04固化的呋喃树脂砂型生产铸钢件的结果比较
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例GS04 |
| 铸件表面裂纹数 | 5 | 6 | 4 | 20 |
表2实施例1～3及比较例GS03固化的呋喃树脂砂型生产铸钢件的结果比较
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例GS03 |
| 铸件表面裂纹数 | 6 | 5 | 4 | 21 |
表3实施例1～3及比较例GC09固化的呋喃树脂砂型生产铸钢件的结果比较
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例GC09 |
| 铸件表面裂纹数 | 4 | 4 | 3 | 26 |
用本发明的低硫固化剂固化的呋喃树脂砂生产的铸钢件表面裂纹数量，与用磺酸高硫固化剂固化的呋喃树脂砂生产的铸钢件表面裂纹数量相比，铸件表面裂纹数量减少了70～90％，大幅度的提高了铸件质量，减少了铸件后续加工的劳动量。而且更方便于铸造厂家的使用。
以上对本发明所提供的铸造型芯砂合成树脂粘结剂进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1. 一种铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其特征在于：包含高酸值组份和低酸值组份，高酸值组份与低酸值组份之间的重量比是25～75％∶75～25％；
所述的高酸值组份原料的重量份配比为：硫酸10～30份、磷酸30～65份、二甲苯30～45份、甲醇3～10份、水0～15份；
所述的低酸值组份原料的重量份配比为：硫酸7～13份、磷酸13～30份、甲苯5～15份、水50～65份。
2. 根据权利要求1所述的铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其特征在于：低酸值组份与高酸值组份之间的重量比是3∶1。
3. 根据权利要求1所述的铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其特征在于：低酸值组分与高酸值组份之间的重量比是1∶1。
4. 根据权利要求1所述的铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其特征在于：低酸值组分与高酸值组份之间的重量比是3∶1。
5. 权利要求1所述的铸造呋喃树脂用低硫固化剂的制备方法，其特征在于，采用下述步骤分别制备高酸值组份和低酸值组份：
高酸值组份的制备：反应器中加入二甲苯，升温至70℃开始加入硫酸，加入完毕，升温至105℃计时，105～110℃反应4小时，降温至40℃以下，加入甲醇，40～50℃反应0.5小时，降温35℃以下，加入磷酸，混合均匀，再加入水，混合均匀，放料即得；
低酸值组份的制备：反应器中加入甲苯，升温至85℃开始加入硫酸，加入完毕，升温至115℃计时，115～125℃反应2小时，降温至40℃以下，加入磷酸，混合均匀，再加入水混合均匀，放料即得。
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