CN103554832B - 一种铸造用树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种树脂的制备方法，尤其是涉及一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：该方法包括为将糠醛、腰果酚、尿素、碱性催化剂加入反应器中，保温反应后降温到室温，得树脂；将上述树脂，糠醇，酸性催化剂份加入反应器中，控制反应温度70～100℃，保温反应1～3小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度50～80℃，真空度-0.05～-0.08MPa条件下减压蒸馏脱水1～2小时，降至室温，调节pH值在7.0～7.5，后加硅化合物6～10份，二元酯15～20份，搅拌均匀，既得该产品；本发明方法独特、环保、抗湿性能较传统呋喃树脂突出。

Description

一种铸造用树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种树脂的制备方法，尤其是涉及一种铸造用树脂的制备方法。
背景技术
50年代后期，呋喃树脂开始出现并应用于铸造业，形成呋喃树脂自硬树脂砂工艺。呋喃树脂一般以糠醇为主要组分，通过脲醛、酮醛、酚醛等组分的单一或复合改性，最终合成性能较为优良的铸造用树脂。
尽管呋喃树脂具有诸多优良特性，但在铸造过程中产生的甲醛毒害及烟气污染却一直困扰着铸造行业。甲醛在呋喃树脂中以两种形态存在，一种是游离甲醛，即便控制在很低的范围，因树脂砂量大，造型过程中的甲醛总的释放量也是惊人的，另外的甲醛则以次甲基的形式存在于树脂链中，部分在铁水浇注时受热分解，以甲醛气体释放。
传统呋喃树脂受湿度影响较大，应用于南方高湿度环境条件下出现型砂硬化速度慢、起模时间长等问题，甚至导致高树脂量严重影响了铸造效率与铸件质量。
随着全球石化资源的日益开采，依托于传统石化工业的化工原料日趋减少。在部分化工原料比如苯酚稀缺的现状下，如何发掘农业资源，尤其是从中提炼出与现有化学品相类似的植物提取物以代替现有化学物质，成为各行业争先研究的重点。在铸造行业，树脂消耗量大、不可重复使用，更需要可再生、能大量廉价获得的原料替代物。
到目前为止，还没有一种克服上述缺陷的方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种方法独特、环保、抗湿性能较传统呋喃树脂突出的一种铸造用树脂的制备方法。
本发明通过如下方式实现：
一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
a、将糠醛100份、腰果酚50～80份、尿素10～20份、碱性催化剂0.1～0.5份加入反应器中，控制反应温度在65～180℃，保温反应0.5～4小时，降温到室温，得树脂；
b、将上述树脂100份，糠醇150～230份，酸性催化剂0.5～0.8份加入反应器中，控制反应温度70～100℃，保温反应1～3小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度50～80℃，真空度-0.05～-0.08MPa条件下减压蒸馏脱水1～2小时，降至室温，调节pH值在7.0～7.5，后加硅化合物6～10份，二元酯15～20份，搅拌均匀，既得该产品；
所述糠醛为水解农作物中的戊糖类制得的带有呋喃环的醛类物质；
所述腰果酚为腰果壳提炼出的腰果油再经精馏，制得的间位带有长链的芳基酚类物质；
所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钡、醋酸锌、碳酸钠、氨水中的任意一种；
所述酸性催化剂为盐酸、硫酸、甲酸、乙酸中的任意一种；
所述硅化合物为硅烷、硅氧烷、硅酸乙酯中的任意一种；
所述二元酯为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种。
本发明有如下效果：
1）方法独特、增加了树脂的韧性及抗湿性：本发明提供的方法为首先将糠醛100份、腰果酚50～80份、尿素10～20份、碱性催化剂0.1～0.5份加入反应器中，控制反应温度在65～180℃，保温反应0.5～4小时，降温到室温，得树脂；然后将上述树脂100份，糠醇150～230份，酸性催化剂0.5～0.8份加入反应器中，控制反应温度70～100℃，保温反应1～3小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度50～80℃，真空度-0.05～-0.08MPa条件下减压蒸馏脱水1～2小时，降至室温，调节pH值在7.0～7.5，后加硅化合物6～10份，二元酯15～20份，搅拌均匀，既得该产品；在树脂的生产过程中使用产自农作物、植物的天然化合物：糠醛、腰果酚，不使用甲醛、苯酚，绿色环保。同时，由于腰果酚中带有较长的烷基分子链，增加了树脂的韧性及抗湿性，添加了特殊的硅化合物，在增加树脂粘结强度的同时，可以与水分反应生成硅溶胶，提高树脂抗湿性；添加二元酯，在增加树脂热塑性的同时，提高了树脂抗湿性。
2）环保：本发明提供的方法由于不使用甲醛水溶液，树脂产品含水量低，在铸造使用时，抗湿性较强。最主要的是，在造型及浇铸过程中不再产生甲醛气体，显著降低了毒害；而且生产树脂的主要原料来自于农作物、植物，来源广泛，价格低廉，绿色环保。
3）本发明使用糠醛、腰果酚代替传统呋喃树脂生产中的甲醛、苯酚，从而制得在铸造使用过程中不产生甲醛等有害气体的环保树脂。
4）本发明由于本树脂原材的特殊，再添加了特殊的硅化合物、二元脂，使得树脂具有优异的抗湿性能，可以满足较大湿度天气条件下的正常使用。
具体实施方式
实施例一：一种铸造用树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
a、将糠醛100份、腰果酚50份、尿素20份、氢氧化钠0.1份加入反应器中，控制反应温度在85℃，保温反应1小时，降温到室温，得树脂；
b、将上述树脂100份，糠醇160份，盐酸0.5份加入反应器中，控制反应温度98℃，保温反应1小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度55℃，真空度-0.06MPa条件下减压蒸馏脱水1小时，降至室温，调节ph在7.0，后加硅烷6份，邻苯二甲酸二辛脂10份，搅拌均匀，既得环保抗湿铸造用树脂。
实施例二：一种铸造用树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
a、将糠醛100份、腰果酚65份、尿素15份、氢氧化钡0.15份加入反应器中，控制反应温度在95℃，保温反应2小时，降温到室温，得树脂；
b、将上述树脂100份，糠醇180份，硫酸0.6份加入反应器中，控制反应温度108℃，保温反应1.5小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度65℃，真空度-0.065MPa条件下减压蒸馏脱水1.5小时，降至室温，调节ph在7.0，后加硅氧烷8份，邻苯二甲酸二丁酯15份，搅拌均匀，既得环保抗湿铸造用树脂。
实施例三：一种铸造用树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
a、将糠醛100份、腰果酚80份、尿素10份、醋酸锌0.5份加入反应器中，控制反应温度在115℃，保温反应2小时，降温到室温，得树脂；
b、将树脂100份，糠醇230份，甲酸0.8份加入反应器中，控制反应温度98℃，保温反应2小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度70℃，真空度-0.07MPa条件下减压蒸馏脱水1小时，降至室温，调节ph在7.5，后加硅酸乙酯10份，邻苯二甲酸二丁酯20份，搅拌均匀，既得环保抗湿铸造用树脂。
实施例四：一种铸造用树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：
a、将糠醛100份、腰果酚80份、尿素10份、碳酸钠0.5份加入反应器中，控制反应温度在115℃，保温反应2小时，降温到室温，得树脂；
b、将树脂100份，糠醇230份，乙酸0.8份加入反应器中，控制反应温度98℃，保温反应2小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度70℃，真空度-0.07MPa条件下减压蒸馏脱水1小时，降至室温，调节ph在7.5，后加硅酸乙酯10份，邻苯二甲酸二丁酯20份，搅拌均匀，既得环保抗湿铸造用树脂。
将上述实施例所制得的树脂与酸类固化剂、铸造砂按一定比例混合后，注入模具，等待硬化，即成树脂砂型。
上述糠醛为水解农作物中的戊糖类制得的带有呋喃环的醛类物质。
上述腰果酚为腰果壳提炼出的腰果油再经精馏，制得的间位带有长链的芳基酚类物质。
所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钡、醋酸锌、碳酸钠、氨水中的任意一种，均为工业级制品；
所述酸性催化剂为盐酸、硫酸、甲酸、乙酸中的任意一种，均为工业级酸配成30%的浓度。

Claims (6)

1.一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
a、将糠醛100份、腰果酚50～80份、尿素10～20份、碱性催化剂0.1～0.5份加入反应器中，控制反应温度在65～180℃，保温反应0.5～4小时，降温到室温，得树脂；
b、将上述树脂100份，糠醇150～230份，酸性催化剂0.5～0.8份加入反应器中，控制反应温度70～100℃，保温反应1～3小时后，转移至减压蒸馏釜，在温度50～80℃，真空度-0.05～-0.08MPa条件下减压蒸馏脱水1～2小时，降至室温，调节pH值在7.0～7.5，后加硅化合物6～10份，二元酯15～20份，搅拌均匀，既得该产品，所述硅化合物为硅烷、硅氧烷、硅酸乙酯中的任意一种。
2.如权利要求1所述的一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：所述糠醛为水解农作物中的戊糖类制得的带有呋喃环的醛类物质。
3.如权利要求1所述的一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：所述腰果酚为腰果壳提炼出的腰果油再经精馏，制得的间位带有长链的芳基酚类物质。
4.如权利要求1所述的一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钡、碳酸钠、氨水中的任意一种。
5.如权利要求1所述的一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：所述酸性催化剂为盐酸、硫酸、甲酸、乙酸中的任意一种。
6.如权利要求1所述的一种铸造用树脂的制备方法，其特征在于：所述二元酯为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种。
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