CN106493286A - 一种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，其包含如下重量份的组分：硫酸5～35份、二甲苯0‑40份、甲苯0‑35份、有机酸15‑60份、甲醇0‑10份、水0‑60份，动物胶1‑5份。本发明铸造呋喃树脂用低硫固化剂含硫量较低，改善铸件的气孔、裂纹、渗硫及球铁件表面球化不良技术缺点。特别是本发明的固化剂随着旧砂回用次数的增加，硬化速度加快，铸型强度高，提高铸件的合格率。

Description

一种铸造呋喃树脂用低硫固化剂
技术领域
本发明属于机械铸造技术领域，具体涉及铸造用呋喃树脂自硬砂用固化剂领域,特别涉及铸造工艺上的铸造自硬呋喃用低硫固化剂及其制备方法。
背景技术
自硬呋喃树脂砂造型制芯具有强度高，尺寸精度高、硬化速度快、生产效率高、生产成本低、劳动强度低等特点，是目前我国铸造业的主流生产工艺；铸造用自硬呋喃树脂固化剂的质量是支持自硬呋喃树脂砂发展的重要保证，一定程度上对自硬呋喃树脂砂性能具有决定性作用。
铸造用自硬呋喃树脂用固化剂，采用对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、硫酸酯、磷酸等复合物制备。采用磺酸作为固化剂时，固化速度快、强度高；但其含硫S高，通常在11-17％之间。在树脂砂造型生产中硫S在砂子循环使用中不断积累，树脂砂中硫S不断增高，导致铸件裂纹、渗硫和球铁件表面球化不良等缺陷。如果选用磷酸作固化剂，固化速度慢，起模时间长。现有的磺酸固化剂根据使用温度的不同分为：春秋用的GS03固化剂，含硫13％左右；夏季的GS04固化剂，含硫12％左右；冬季用的GC09固化剂，含硫16％左右。都属于磺酸高硫固化剂，含硫量高。目前公开了一种铸造呋喃树脂用低硫固化剂，采用硫酸、二甲苯、磷酸生产混合固化剂，但随着旧砂回用次数的增加，磷在砂中的积累增加,硬化速度加快，铸型强度明显降低，导致铸件产生气孔。
为了解决上述技术问题，本发明由此而来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低硫铸造呋喃树脂用固化剂，解决现有技术中随着旧砂回用次数的增加，铸型时硬化速度加快、铸型强度低的问题，满足铸件的强度要求，提高铸钢件的出品率。
为解决上述技术问题，本发明提供的铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其包含如下重量份的组分：硫酸5～35份、二甲苯0-40份、甲苯0-35份、有机酸15-60份、甲醇0-10份、水0-60份，动物胶1-5份。
本发明优选技术方案中，高酸值低硫固化剂原料的重量份配比为：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有机酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，动物胶3-5份。
本发明优选技术方案中，低酸值低硫固化剂原料的重量份配比为：硫酸5～11份、甲苯10-20份、有机酸15-30份、水40-60份，动物胶1-5份。
本发明优选技术方案中，夏季04低硫固化剂原料的重量份配比为：硫酸15～25份、甲苯18-35份、有机酸20-35份、水10-30份，动物胶1-5份。
本发明优选技术方案中，春秋季03低硫固化剂原料的重量份配比为：硫酸20～30份、二甲苯15～25份、甲苯10-20份、有机酸20-40份、水5-20份，动物胶1-5份。
本发明优选技术方案中，冬季09低硫固化剂原料的重量份配比为：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有机酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，动物胶3-5份。
本发明优选技术方案中，所述有机酸选自芳香族有机酸或脂肪族羧酸。
本发明优选技术方案中，所述有机酸选自水杨酸或柠檬酸或草酸中的一种或两种以上。
本发明优选技术方案中，所述动物胶优选为明胶。
本发明的高酸值低硫固化剂的制备：将二甲苯投入带搅拌的四口玻璃反应器中，升温到40℃，开始滴加硫酸，滴加完毕，升温115℃，在115-120℃下反应4-5小时。反应结束，降温50℃以下，加入甲醇，40-45℃下反应30-45分钟，降温30℃加入有机酸、水、动物胶搅拌30分钟，出料。
本发明的低酸值低硫固化剂的制备：将甲苯投入带搅拌的四口玻璃反应器中，升温到40℃，开始滴加硫酸，滴加完毕，升温105℃，在105-115℃下反应8-10小时。反应结束，降温30℃加入有机酸、水、动物胶搅拌30分钟，出料。
本发明的夏季04低硫固化剂的制备：将甲苯投入带搅拌的四口玻璃反应器中，升温到40℃，开始滴加硫酸，滴加完毕，升温105℃，在105-115℃下反应8-10小时。反应结束，降温30℃加入有机酸、水、动物胶搅拌30分钟，出料。
本发明的春秋季03低硫固化剂的制备：将甲苯投入带搅拌的四口玻璃反应器中，升温到40℃，开始滴加硫酸，滴加完毕，升温105℃，在105-110℃下反应2-3小时。加入二甲苯、升温115℃，在115-120℃下反应2-3小时。反应结束，降温30℃加入有机酸、水、动物胶搅拌30分钟，出料。
本发明的冬季09低硫固化剂的制备：将二甲苯投入带搅拌的四口玻璃反应器中，升温到40℃，开始滴加硫酸，滴加完毕，升温115℃，在115-120℃下反应4-5小时。反应结束，降温50℃以下，加入甲醇，40-45下反应30-45分钟，降温30℃加入有机酸、水、动物胶搅拌30分钟，出料。
本发明铸造呋喃树脂用低硫固化剂对现有工艺及配方的具有较大提升，使其具有对甲苯磺酸、二甲苯磺酸强度；含硫量较低，改善铸件的气孔、裂纹、渗硫及球铁件表面球化不良技术缺点。本发明的低硫固化剂中使用了有机酸，避免了由于磷酸中磷在旧砂中的积累增加导致的强度降低问题。本发明的固化剂随着旧砂回用次数的增加，铸型硬化速度加快、铸造强度高，提高了铸件的合格率。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本发明通过举例而非给出限制的方式来进行说明。应注意的是，在本公开文件中所述的“一”或“一种”实施方式未必是指同一种具体实施方式，而是指至少有一种。
下文将描述本发明的各个方面。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，可根据本发明的仅一些或所有方面来实施本发明。为说明起见，本文给出具体的编号、材料和配置，以使人们能够透彻地理解本发明。然而，对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明无需具体的细节即可实施。在其他例子中，为不使本发明费解而省略或简化了众所周知的特征。
将各种操作作为多个分立的步骤而依次进行描述，且以最有助于理解本发明的方式来说明；然而，不应将按次序的描述理解为暗示这些操作必然依赖于顺序。
将根据典型种类的反应物来说明各种实施方式。对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明可使用任意数量的不同种类的反应物来实施，而不只是那些为说明目的而在这里给出的反应物。此外，也将显而易见的是，本发明并不局限于任何特定的混合示例。
实施例1
将35重量份甲苯投入带搅拌的四口玻璃反应器中，升温到40℃，开始滴加20重量份的硫酸，滴加完毕，升温105℃，在105-115℃下反应8-10小时，反应结束，降温30℃加入35重量份水杨酸或柠檬酸或草酸、25重量份水、2重量份动物胶搅拌30分钟，出料。
对照1：现有磺酸固化剂GS04，苏州兴业材料科技股份有限公司生产。
对照2：现有低硫固化剂04 苏州兴业材料科技股份有限公司生产。
将上述实施例和对照1、2分别按照常规方法制备得到呋喃树脂用固化剂，再分别用JB/T 7526-2008《铸造用自硬呋喃树脂》中要求方法制备得到的呋喃树脂型砂试样。方法中所用的其他组分及条件都相同。
将制备好的试样进行破碎后再生，并测定每次的试样强度固化时间及含硫量等指标。第二次试验是在第一次试验用新砂的基础上进行破碎后的再生砂；后续按此循环试验，即第三次试验是在第二次试验用新砂的基础上进行破碎后的再生砂，第四次试验是在第三次试验用新砂的基础上进行破碎后的再生砂，第五次试验是在第四次试验用新砂的基础上进行破碎后的再生砂。其中，原料使用砂30-50目大林标准砂。
测定结果如表1
表1
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其包含如下重量份的组分：硫酸5～35份、二甲苯0-40份、甲苯0-35份、有机酸15-60份、甲醇0-10份、水0-60份，动物胶1-5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，其包含如下重量份的组分：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有机酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，动物胶3-5份。
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，其包含如下重量份的组分：硫酸5～11份、甲苯10-20份、有机酸15-30份、水40-60份，动物胶1-5份。
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，其包含如下重量份的组分：硫酸15～25份、甲苯18-35份、有机酸20-35份、水10-30份，动物胶1-5份。
5.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，其包含如下重量份的组分：硫酸20～30份、二甲苯15～2 5份、甲苯10-20份、有机酸20-40份、水5-20份，动物胶1-5份。
6.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，其包含如下重量份的组分：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有机酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，动物胶3-5份。
7.根据权利要求1-6任一项所述的铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其特征在于，所述有机酸选自芳香族有机酸或脂肪族羧酸。
8.根据权利要求1-6任一项所述的铸造呋喃树脂用低硫固化剂，其特征在于，所述有机酸选自水杨酸或柠檬酸或草酸中的一种或两种以上。
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