CN1075751C - 铸造用水溶性有机粘结剂的制造方法 - Google Patents

铸造用水溶性有机粘结剂的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铸造用水溶性有结粘结剂的制造方法，该方法是在有引发剂存在的有机酸水溶液中加入植物油，在温度为80℃～130℃，压力为1～4atm条件下搅拌2～6小时，共聚反应完成后加氨水搅拌均匀，或者是将有机酸与氨水中和后，加入植物油，在上述温度、压力和时间条件下，通过引发剂进行共聚反应。由本发明生成的粘结剂不但成本低，污染小，而且硬化工艺简捷，粘结强度和抗吸湿性能高，适用于微波硬化法、温芯盒法和普通烘干工艺制芯(型)。

Description

铸造用水溶性有机粘结剂的制造方法
本发明涉及一种铸造用水溶性有机粘结剂的制造方法。
现有的加热硬化聚丙烯酸铵水溶性粘结剂由有机酸、引发剂、氨和水合成，有机酸为有机一元酸。该粘结剂硬化工艺复杂，粘结强度低、抗吸湿性能差，难以推广应用。目前广泛应用于铸造砂芯制造的树脂粘结剂主要有呋喃树脂、酚醛树脂和聚异氰酸酯等。在生产过程中，这些材料放出甲醛、苯酚和异氰酸等毒性物质，其粘结剂材料的硬化工艺需要吹SO2气体，三乙胺雾化气体等毒性气体，或者加热硬化，温度在200℃以上，消耗大量能源。此外这些粘结剂成本高。
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种铸造用水溶性有机粘结剂的制造方法，以减少环境污染、改善劳动环境、节省能源、降低生产成本。
本发明的目的通过以下措施来达到：在有引发剂存在的有机酸水溶液中加入植物油，在温度为80℃～130℃，压力为1～4atm条件下搅拌2～6小时，共聚反应完成后加氨水搅拌均匀，或者是将有机酸与氨水中和后，加入植物油，在上述温度、压力和时间条件下，通过引发剂进行共聚反应，其重量百分比为有机酸5～30％，植物油0.1～3.5％，引发剂0.01～2.0％，加氨水使得粘结剂的ph值为6～8，其余为水，有机酸为有机一元酸或为有机一元酸与有机二元酸的混和物，有机一元酸为甲基丙稀酸或丙稀酸或其混和物，有机二元酸为顺丁烯二酸(酐)或反丁烯二酸酐或其混合物。
本发明的优点在于：
1．植物油参与了共聚反应后，改变了粘结剂的亲水倾向，因此由本发明生成的粘结剂不但成本低，污染小，而且比原粘结剂硬化工艺简单，硬化快，硬化温度低，型芯粘结强度和抗吸湿性能高。
2．有机二元酸部分代替了有机一元酸，提高了粘结剂的反应活性，使本发明的上述优点更为突出。
由本发明生成的粘结剂适合用于微波硬化法、温芯盒法和普通烘干工艺制芯(型)。
实施例1：粘结剂配方(重量百分比)为：
丙烯酸和顺丁烯二酸16.4％(二元酸和一元酸的摩尔比为1∶8)
桐油：                1.2％
过氧化氢：    1.5％(按有效引发剂含量计)
氨水：        适量(至粘结剂的pH值为6～8)
其余为水
按上述配方所得粘结剂的砂芯性能与原有粘结剂的比较如表1。
粘结剂 硬化工艺   初强度(MPa)    终强度(MPa)    发气量(mL/g)   抗吸湿性*(％)
现有聚丙烯酸铵水溶性有机粘结剂 100℃加热120S，然后吹100-150℃，热空气60S 0.15 0.8 13.9 68
由本发明生成的粘结剂 2450Hz微波加热120S 0.4 2.0 8.0 ＞90
由本发明生成的粘结剂 温芯盒法，芯盒温度100℃，加热时间100S     0.3     1.2     8.0     ＞80
*抗吸湿性指相对湿度为80％时的强度保持率。
试样为标准8字试样，型芯砂配比为：标准砂100份，粘结剂3份，氧化锌0.3份。
实施例2： 粘结剂配方(重量百分比)为：
丙烯酸和反丁烯二酸酐19.6％(二元酸和一元酸的摩尔比为1∶16)
桐油：    0.8％
过氧化氢：0.5％(按有效引发剂含量计)
氨水：    适量(至粘结剂的pH值为6～8)
其余为水
按上述配方所得粘结剂的砂芯性能与原有粘结剂的比较如表2。
粘结剂 硬化工艺   初强度(MPa)   终强度(MPa)    发气量(mL/g)   抗吸湿性*(％)
现有聚丙烯酸铵水溶性有机粘结剂 100℃加热120S，然后吹100-150℃，热空气60S 0.15 0.8 13.9 68
由本发明生成的粘结剂 2450Hz微波加热120S     0.5     1.9     8.5    ＞90
由本发明生成的粘结剂 120℃炉内烘烤30分钟      -     1.6     8.5    ＞85
*抗吸湿性指相对湿度为80％时的强度保持率。
试样为标准8字试样，型芯砂配比同表1。

Claims (1)

1、一种铸造用水溶性有机粘结剂的制造方法，其特征在于：在有引发剂存在的有机酸水溶液中加入植物油，在温度为80℃～130℃，压力为1～4atm条件下搅拌2～6小时，共聚反应完成后加氨水搅拌均匀，或者是将有机酸与氨水中和后，加入植物油，在上述温度、压力和时间条件下，通过引发剂进行共聚反应，其重量百分比为有机酸5～30％，植物油0.1～3.5％，引发剂0.01～2.0％，加氨水中和后粘结剂的ph值为6～8，其余为水，有机酸为有机一元酸或为有机一元酸与有机二元酸的混和物，有机一元酸为甲基丙稀酸或丙稀酸或其混和物，有机二元酸为顺丁烯二酸(酐)或反丁烯二酸酐或其混合物。
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