CN105348461A - 一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂及其制备方法 - Google Patents

一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂及其制备方法。该粘结剂包括苯酚；甲醛；催化剂；改性剂1；改性剂2；硅烷；其中，苯酚与甲醛的摩尔比为1：0.7～0.8，改性剂1的加入量是苯酚质量的3～30%，改性剂2的加入量是苯酚质量的0.5～10%，硅烷的加入量是苯酚质量的0.3～0.8%；该制备方法简单，便于操作，有利于降低企业成本、促进节能减排。本发明可应用于粘结剂领域。

Description

一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粘结剂，尤其涉及一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂，以及该粘结剂的制备方法。
背景技术
在造型、制芯前砂粒表面上已覆盖一层固态树脂膜的型砂、芯砂称为覆膜砂，覆膜砂用于铸造具有工艺简单、快速成型（芯）、流动性好、铸件表面质量优良、易清砂、便于长期存放、应用范围广等优点，因此备受业内亲睐，得到越来越广泛应用。但使用普通酚醛树脂生产的覆膜砂通常存在强度偏低、发气量大等缺点，因此通常树脂使用量较高，不但造成成本增加，还导致发气量过高，在复杂砂型浇铸时往往容易使铸件产生气孔缺陷，严重影响铸件质量，降低铸件成品率，间接增加了铸件成本。使用普通型酚醛树脂生产覆膜砂时其用量较大，而采用高强度酚醛树脂，如果强度提高30%，其用量相应地降低30%，则在覆膜砂使用量和产量相同的情况下，大幅降低了酚醛树脂的消耗量，酚醛树脂的生产过程需要消耗大量石化原料，因此降低酚醛树脂消耗量对节约不可再生的石化资源和减少污染、促进环保具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种质量好、强度高、降低成本、提高产品合格率的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂。
本发明还提供了上述粘结剂的制备方法，该方法简单，便于操作，有利于降低企业成本、促进节能减排。
本发明所述覆膜砂专用高强度改性酚醛树脂粘结剂采用的技术方案是：该粘结剂包括苯酚；甲醛；催化剂；改性剂1；改性剂2；硅烷；其中，苯酚与甲醛的摩尔比为1：0.7～0.8，改性剂1的加入量是苯酚质量的3～30%，改性剂2的加入量是苯酚质量的0.5～10%，硅烷的加入量是苯酚质量的0.3～0.8%。
进一步的，所述催化剂分为催化剂1和催化剂2，催化剂1是苯酚质量的0.05～0.3%，催化剂2是苯酚质量的0.5～2%。
进一步的，所述改性剂1为邻甲酚和/或双酚A。
进一步的，所述催化剂1是醋酸锌。
进一步的，所述催化剂2为草酸和甲酸按照60～80％：20～40％比例混合而成。
进一步的，所述改性剂2为聚酰胺。
本发明所述覆膜砂专用高强度改性酚醛树脂粘结剂的制备包括以下步骤：
（1）按比例加入苯酚、改性剂1、甲醛、催化剂1，反应温度98-102℃，反应时间60-100min；
（2）按比例继续添加催化剂2，反应温度98-102℃，反应时间100-150min。
更进一步的，在上述步骤（2）之后进行真空脱水，脱水量占苯酚质量的65-75%；脱水完毕后加入聚酰胺，加入硅烷，搅拌均匀，造粒,即得成品。
本发明的有益效果是：本发明将苯酚与甲醛的摩尔比为1：0.7～0.8，改性剂1的加入量是苯酚质量的3～30%，改性剂2的加入量是苯酚质量的0.5～10%，通过2次催化反应，采用2种改性剂来生产产品，所制得的产品用于生产覆膜砂，具有较优良的产品质量综合性能；其特点是：抗拉强度显著提高，改善了酚醛树脂的韧性，与市场上同类产品比较常温拉强度提高了约30%；生产的铸件成品合格率提高，原材料消耗成本降低，因覆膜砂中减少了酚醛树脂加入量，相应的促进了环保及节能减排。
具体实施方式
本发明是一种覆膜砂专用高强度改性酚醛树脂粘结剂，以及该粘结剂的制备方法。下面以三个具体实施例来对本发明作进一步说明。
实施例一：
在装有三口瓶、搅拌器和蛇管冷凝器的装置中，投入苯酚1100g,邻甲酚100g，37%甲醛782g,加入催化剂醋酸锌1.8g,控温在反应温度98-102℃，反应80min。
反应时间到后，加入草酸6g,加入甲酸4g,控温在98-102℃，反应130min。
反应时间到后，将物料降至65℃以下，真空脱水，脱水量803g。
脱水完毕后，加入聚酰胺33g,加入硅烷4.5g,搅拌均匀，造粒。
性能指标检测结果如下表：
实施例二：
在2000L反应釜中，投入苯酚510g,邻甲酚80g，37%甲醛350g,加入催化剂醋酸锌0.8g,控温在反应温度98-102℃，反应90min。
反应时间到后，加入草酸3.5g,加入甲酸2.7g,控温在98-102℃，反应110min。
反应时间到后，将物料降至65℃以下，真空脱水，脱水量351g。
脱水完毕后，加入聚酰胺25g,加入硅烷2.95g,搅拌均匀，造粒。
性能指标检测结果如下表：
实施例三：
在2000L反应釜中，投入苯酚600g,双酚A68g，37%甲醛398g,加入催化剂醋酸锌1.2g,控温在反应温度98-102℃，反应70min。
反应时间到后，加入草酸5.1g,加入甲酸3.6g,控温在98-102℃，反应140min。
反应时间到后，将物料降至65℃以下，真空脱水，脱水量372g。
脱水完毕后，加入聚酰胺36g,加入硅烷2.6g,搅拌均匀，造粒。
性能指标检测结果如下表：
上述实施例可知，本发明通过用二种改性剂对酚醛树脂进行改性，在工艺上采用二次催化，优化了分子结构，改善了树脂的韧性，与市场上同类产品比较常温抗拉强度提高了约30%，使用后产品合格率提高，树脂消耗量降低了约30%，降低了生产成本。
以上所述只是本发明为帮助理解且为较佳的实施方案，本发明的发明范围并不以上述方式为限，在此指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明做出的等效修饰、变化或改进，皆应纳入权利要求书中所要求的保护范围内。
本发明可应用于粘结剂领域。

Claims (8)

1.一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂，其特征在于，该粘结剂包含以下成分：苯酚；甲醛；催化剂；改性剂1；改性剂2；硅烷；其中，苯酚与甲醛的摩尔比为1：0.7～0.8，改性剂1的加入量是苯酚质量的3～30%，改性剂2的加入量是苯酚质量的0.5～10%，硅烷的加入量是苯酚质量的0.3～0.8%。
2.根据权利要求1所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂，其特征在于：所述催化剂分为催化剂1和催化剂2，催化剂1是苯酚质量的0.05～0.3%，催化剂2是苯酚质量的0.5～2%。
3.根据权利要求2所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂，其特征在于：所述催化剂1是醋酸锌。
4.根据权利要求2所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂，其特征在于：所述催化剂2为草酸和甲酸按照60～80％：20～40％比例混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂，其特征在于：所述改性剂1为邻甲酚和/或双酚A。
6.根据权利要求1所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂，其特征在于：所述改性剂2为聚酰胺。
7.一种如权利要求2所述的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）按比例加入苯酚、改性剂1、甲醛、催化剂1，反应温度98-102℃，反应时间60-100min；
（2）按比例继续添加催化剂2，反应温度98-102℃，反应时间100-150min。
8.根据权利要求7所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂的制备方法，其特征在于：在上述步骤（2）之后进行真空脱水，脱水量占苯酚质量的65-75%；脱水完毕后加入聚酰胺，加入硅烷，搅拌均匀，造粒,即得成品。
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