CN102977307A - 一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂，它包括以下组分：尿素2.5～4份；甲醛8.0～12份；糠醇65～78份；甲醇2.0～5份；硅烷偶联剂0.2～0.5份；氨水0.3～0.5份；碱性助剂J100.08～0.11份；酸性助剂S080.06～0.10份。其制备方法包括以下步骤：将甲醛与尿素于反应釜内搅拌，并加入碱性助剂J10；将糠醇放入反应釜内减压脱水；搅拌并加入酸性助剂S08，回流反应；加入碱性助剂J10和尿素；向反应釜内加入尿素、糠醇、甲醇和硅烷偶联剂，加氨水，使pH值范围在7.5～8.0之间，搅拌，过滤出料。本发明具有：环保无污染、能有效提高铸件强度、铸件表面光洁度和耐热性能等优点。

Description

一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂及制备方法
技术领域
本发明涉及铸造用合成树脂粘结剂，特别是一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂及制备方法。 
背景技术
呋喃树脂是世界上目前应用最广泛的铸造用合成树脂粘结剂，占粘结剂总量50%以上，也是技术最为先进成熟的一种造型材料。铸造用呋喃树脂在国内的需求量2003年是20万吨，从本世纪开始其用量平均每年以10%的速度增长，增长的主要原因是该树脂生产的铸件表面光洁度、基体力学性能等指标明显优于其他产品。目前，国内主要有由PF／FA工艺合成的酚醛呋喃树脂、UF／FA工艺合成的脲醛呋喃树脂等铸造用呋喃树脂，但该类树脂中存在游离醛和游离酚毒物危害健康、树脂砂硬化速度、强度及耐热性有待进一步提高等一系列问题。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种环保无污染、能有效提高铸件强度、铸件表面光洁度和耐热性能的铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂及制备方法。 
本发明的目的通过以下技术方案来实现： 
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂，它包括以下组分：其配方比例按重量份数计：尿素2.5～4份；甲醛8.0～12份；糠醇65～78份；甲醇2.0～5份；硅烷偶联剂0.2～0.5份；氨水0.3～0.5份；碱性助剂J10 0.08～0.11份；酸性助剂S08 0.06～0.10份。
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂的制备方法，它包括以下步骤：其配方比例按重量份数计： 
S1、将8.0～12重量份的甲醛与1.9～3.3重量份的尿素于反应釜内充分搅拌，并缓慢加入0.04～0.06重量份的碱性助剂J10，升温至94～96℃后，保温60～62min。
S2、将18～22重量份的糠醇放至反应釜内减压脱水，升温至89～92℃，保温60～62min。 
S3、将S2中所得脱水的糠醇降温至90以下，搅拌并加入0.06～0.10重量份的酸性助剂S08，升温至98～104℃，回流反应28～34min。 
S4、降温至60℃以下，加入0.04～0.05重量份的碱性助剂J10和0.5～0.6重量份的尿素，并升温至90～94℃，保温28～34min。 
S5、降温至85℃以下，向反应釜内加入0.10～0.12重量份的尿素，在80～85℃保温18～22min，向反应釜内加入47～56重量份的糠醇，2.0～5重量份的甲醇，0.2～0.5重量份的硅烷偶联剂，加入0.3～0.5重量份的氨水，调节PH值，使PH值范围在7.5～8.0之间，搅拌9～11min，过滤出料。 
所述的碱性助剂J10为10～10.5%的氢氧化钠；酸性助剂S08为8～8.5%的盐酸。 
所述的硅烷偶联剂是型号为HD-602的硅烷偶联剂。 
本发明具有以下优点： 
1、呋喃树脂中不存在游离酚和游离醛等对人体有害的物质，在施工过程中，没有挥发物，没有气味。
2、在呋喃树脂中加入一定量的HD-602硅烷偶联剂，使得所铸造出的铸件强度大幅提升。 
3、从原料至加工为成品所需时间短，树脂砂硬化速度快。 
4、使用该制备方法所得的铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂，能有效地提高铸件的表面光洁度和耐热性能。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。 
实施例1： 
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂，它包括以下组分：其配方比例按重量份数计：尿素2.5份；甲醛12份；糠醇78份；甲醇5份；HD-602硅烷偶联剂0.5份；氨水0.3份；10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10 0.08份；8～8.5%的盐酸酸性助剂S08 0.10份。
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂的制备方法，它包括以下步骤：其配方比例按重量份数计： 
S1、将12重量份的甲醛与1.9重量份的尿素于反应釜内充分搅拌，并缓慢加入0.04重量份的10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10，升温至94℃后，保温60min。
S2、将22重量份的糠醇放至反应釜内减压脱水，升温至89℃，保温60min。 
S3、将S2中所得脱水的糠醇降温至90℃以下，搅拌并加入0.10重量份的8～8.5%的盐酸酸性助剂S08，升温至98℃，回流反应28min。 
S4、降温至60℃以下，加入0.04重量份的10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10和0.5重量份的尿素，并升温至90℃，保温28min。 
S5、降温至85℃以下，向反应釜内加入0.10重量份的尿素，在80℃保温18min，向反应釜内加入56重量份的糠醇， 5重量份的甲醇， 0.5重量份的HD-602硅烷偶联剂，加入0.3重量份的氨水，调节PH值，使PH值范围在7.5～8.0之间，搅拌9min，过滤出料。 
实施例2： 
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂，它包括以下组分：其配方比例按重量份数计：尿素3.4份；甲醛9.5份；糠醇72份；甲醇4份；HD-602硅烷偶联剂0.35份；氨水0.4份；10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10 0.1份；8～8.5%的盐酸酸性助剂S08 0.08份。
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂的制备方法，它包括以下步骤：其配方比例按重量份数计： 
S1、将9.5重量份的甲醛与2.7重量份的尿素于反应釜内充分搅拌，并缓慢加入0.06重量份的10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10，升温至95℃后，保温61min。
S2、将18～22重量份的糠醇放至反应釜内减压脱水，升温至90℃，保温61min。 
S3、将S2中所得脱水的糠醇降温至90以下，搅拌并加入0.08重量份的8～8.5%的盐酸酸性助剂S08，升温至101℃，回流反应32min。 
S4、降温至60℃以下，加入0.04重量份的10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10和0.5重量份的尿素，并升温至92℃，保温31min。 
S5、降温至85℃以下，向反应釜内加入0.11重量份的尿素，在82℃保温20min，向反应釜内加入51重量份的糠醇，4重量份的甲醇，0.35重量份的HD-602硅烷偶联剂，加入0.4重量份的氨水，调节PH值，使PH值范围在7.5～8.0之间，搅拌10min，过滤出料。 
实施例3： 
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂，它包括以下组分：其配方比例按重量份数计：尿素4份；甲醛12份；糠醇65份；甲醇2.0份；HD-602硅烷偶联剂0.2份；氨水0.5份；10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10 0.11份；8～8.5%的盐酸酸性助剂S08 0.10份。
一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂的制备方法，它包括以下步骤：其配方比例按重量份数计： 
S1、将12重量份的甲醛与3.3重量份的尿素于反应釜内充分搅拌，并缓慢加入0.06重量份的10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10，升温至96℃后，保温62min。
S2、将18重量份的糠醇放至反应釜内减压脱水，升温至92℃，保温62min。 
S3、将S2中所得脱水的糠醇降温至90℃以下，搅拌并加入0.10重量份的8～8.5%的盐酸酸性助剂S08，升温至104℃，回流反应34min。 
S4、降温至60℃以下，加入0.05重量份的10～10.5%的氢氧化钠碱性助剂J10和0.6重量份的尿素，并升温至94℃，保温34min。 
S5、降温至85℃以下，向反应釜内加入0.11重量份的尿素，在85℃保温22min，向反应釜内加入47重量份的糠醇，2.0重量份的甲醇，0.2重量份的HD-602硅烷偶联剂，加入0.5重量份的氨水，调节PH值，使PH值范围在7.5～8.0之间，搅拌11min，过滤出料。 

Claims (8)

1.一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂，其特征在于：它包括以下组分：其配方比例按重量份数计：尿素2.5～4份；甲醛8.0～12份；糠醇65～78份；甲醇2.0～5份；硅烷偶联剂0.2～0.5份；氨水0.3～0.5份；碱性助剂J10 0.08～0.11份；酸性助剂S08 0.06～0.10份。
2.根据权利要求1所述的一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：其配方比例按重量份数计：
S1、将8.0～12重量份的甲醛与1.9～3.3重量份的尿素于反应釜内充分搅拌，并缓慢加入0.04～0.06重量份的碱性助剂J10，升温至94～96℃后，保温60～62min。
3.S2、将18～22重量份的糠醇放至反应釜内减压脱水，升温至89～92℃，保温60～62min。
4.S3、将S2中所得脱水的糠醇降温至90℃以下，搅拌并加入0.06～0.10重量份的酸性助剂S08，升温至98～104℃，回流反应28～34min。
5.S4、降温至60℃以下，加入0.04～0.05重量份的碱性助剂J10和0.5～0.6重量份的尿素，并升温至90～94℃，保温28～34min。
6.S5、降温至85℃以下，向反应釜内加入0.10～0.12重量份的尿素，在80～85℃保温18～22min，向反应釜内加入47～56重量份的糠醇，2.0～5重量份的甲醇，0.2～0.5重量份的硅烷偶联剂，加入0.3～0.5重量份的氨水，调节PH值，使PH值范围在7.5～8.0之间，搅拌9～11min，过滤出料。
7.根据权利要求1或2所述的一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂及其制备方法，其特征在于：所述的碱性助剂J10为10～10.5%的氢氧化钠；酸性助剂S08为8～8.5%的盐酸。
8.根据权利要求1或2所述的一种铸造用无醛无酚环保型呋喃树脂及其制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂是型号为HD-602的硅烷偶联剂。
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