CN109128009A - 一种铸造热芯盒树脂用固化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造热芯盒树脂用固化剂。组成包括：氯化铵，尿素，改性剂和水。本发明突破传统铸造热芯盒树脂用固化剂工艺存在的不足，旨在研究一种可使用时间长、催化活性强、型砂强度高、射芯生产效率高的热芯盒树脂用固化剂。传统铸造热芯盒制芯工艺树脂砂存在气味较大、可使用时间相对较短等不足，本发明在固化剂中加入碱性的尿素作为缓冲剂，且引入酰胺类物质作为改性剂，常温下较难发生水解，但在加热条件下，加入砂芯，可加速反应，释放生成羧酸和胺，既延长了型砂可使用时间，又提高了固化剂的催化活性，砂芯韧性及强度均有提高。

Description

一种铸造热芯盒树脂用固化剂

技术领域

本发明涉及铸造热芯盒制芯技术领域，具体涉及一种可使用时间长、催化活性强的铸造热芯盒树脂用固化剂的制备方法。

背景技术

热芯盒制芯工艺，是采用液态热固性树脂及催化剂配制芯砂，使用射芯机将混好的芯砂射入填入金属芯盒内，在180℃-250℃下使砂芯受热硬化。该铸造制芯工艺为快速生产尺寸精度高的中、小砂芯（砂芯最大壁厚一般为50-70mm）提供了一种非常有效的方法，广泛用于汽车、拖拉机等类似行业大量流水生产中小型砂芯。热芯盒制芯工艺作为现代大工业化铸造生产的制芯工艺之一，且具有技术成熟、生产率高，砂芯及铸件质量好等一系列优点，将会在相当长的时间内继续存在，具有良好的市场空间。

要防止树脂砂常温硬化，就需要有尽可能长的型砂可使用时间，这取决于固化剂和树脂的性质、加入量，砂温、气温、空气相对湿度等。为了使混有树脂、固化剂的铸造砂，有足够长的可使用时间，并更好的进行射芯生产，最直接、最有效的方法，就是对配套固化剂进行优化研究。

热芯盒工艺中使用的固化剂是具有潜伏性的强酸弱碱盐，最常用的是氯化铵，它在水中呈弱酸性，受热后水解产物分解使得酸性增强，砂芯迅速硬化。但是氯化铵会与树脂中的游离甲醛反应生成强酸，这会使树脂砂可使用时间变短，在制芯之前硬化而失效。因此，在热芯盒工艺的应用中，研究新的固化剂工艺或引入新的改性材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是突破传统铸造热芯盒树脂用固化剂工艺存在的不足，旨在研究一种可使用时间长、催化活性强、型砂强度高、射芯生产效率高的热芯盒树脂用固化剂。

传统铸造热芯盒制芯工艺通常使用的是氯化铵，树脂砂存在气味较大、可使用时间相对较短等不足，本发明在固化剂中加入碱性的尿素作为缓冲剂，并且引入酰胺类物质作为改性剂，常温下较难发生水解，但在加热条件下，加入砂芯，可加速反应，释放生成羧酸和胺，既延长了型砂可使用时间，又提高了固化剂的催化活性，并且固化剂中引入大分子酰胺后，砂芯韧性及强度均有提高。

本发明的技术方案是：

一种铸造热芯盒树脂用固化剂，其原料包括：改性剂；所述改性剂为甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、己酰胺、苯甲酰胺、丁二酰亚胺、N,N-二甲基甲酰胺、邻苯二甲酰亚胺、己内酰胺、丙烯酰胺、异丁酰胺、环丙酰胺、丙二酰胺中的至少一种。

进一步的，所述改性剂的质量百分含量为2%-12%。

进一步的，所述原料还包括：氯化铵，尿素和水。

一种用于铸造热芯盒树脂用固化剂的制备方法，包括以下步骤：

通过计量罐，将所述水加入反应釜，启动搅拌机；

打开真空泵，真空向所述反应釜内加入所述氯化铵，尿素，改性剂，搅拌，溶解，反应。

一种铸造热芯盒树脂用固化剂在热芯盒制芯工艺的应用。

一种热芯盒制芯工艺，使用铸造热芯盒树脂用固化剂，并进行造型、制芯。

进一步的，所述固化剂占树脂加入量的20%-35%，优选加入量为25%。

进一步的，所述型砂可使用时间为90-120min；射芯完成后，加热3-6min可完成脱模。

进一步的，所述树脂加入量2.0%；φ50*50mm抗压圆柱试快强度为10.0-15.0MPa，“8”字型抗拉试快强度达到3.0MPa以上。

进一步的，脱模剂使用频次降低一半，射芯生产5-6次喷洒一次脱模剂。

本发明突出的实质性特点和显著的进步是：

1、固化剂中氯化铵会与树脂中的游离甲醛反应生成强酸，加入碱性尿素，可有效中和、缓冲固化剂体系的酸性，使型砂可使用时间达到120min，利于现场制芯生产。

2、固化剂中引入酰胺类物质改性，将无机酸与有机酸结合，提高了固化剂的催化活性，加速了砂芯固化速度，型砂抗压强度达到10-15MPa，抗拉强度达到3.0MPa。

3、固化剂中引入酰胺改性，替代了部分氯化铵，很大程度上减少了氯化铵分解时产生的氨气及氯化氢排放，有效改善了操作现场的环境。

附图说明

图1为本发明热芯盒树脂用固化剂的性能指标。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下述实施案例中，实验方法如无特殊说明均为常规方法；所有试剂或原料如无特殊说明均能通过商业途径获得。

一种铸造热芯盒树脂用固化剂，其原料的质量百分含量为：5%-25%氯化铵，25%-45%尿素，2%-12%改性剂以及35%-65%水。

所述的尿素为工业用优等品，总氮含量不低于46.5%。

所述的氯化铵为工业级，纯度不低于99%。

所述的改性剂为甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、己酰胺、苯甲酰胺、丁二酰亚胺、N,N-二甲基甲酰胺、邻苯二甲酰亚胺、己内酰胺、丙烯酰胺、异丁酰胺、环丙酰胺、丙二酰胺中的至少一种。

一种用于制备铸造热芯盒树脂用固化剂的方法，包括以下步骤：

a. 通过计量罐，将35%-65%水加入反应釜，启动搅拌机；

b. 打开真空泵，真空向反应釜内加入5%-25%氯化铵，搅拌20min，溶解；

c. 真空加入25%-45%尿素，搅拌20min，溶解；

d. 真空加入2%-12%改性剂，搅拌20min，溶解；

e. 取样送检，检测合格后，计量包装入库。

实施例1：

a. 通过计量罐，将38%水加入反应釜，启动搅拌机；

b. 打开真空泵，真空向反应釜内加入25%氯化铵，搅拌20min，溶解；

c. 真空加入35%尿素，搅拌20min，溶解；

d. 真空加入2%改性剂，搅拌20min，溶解；

e. 取样送检，检测合格后，计量包装入库。

实施例2：

a. 通过计量罐，将45%水加入反应釜，启动搅拌机；

b. 打开真空泵，真空向反应釜内加入15%氯化铵，搅拌20min，溶解；

c. 真空加入33%尿素，搅拌20min，溶解；

d. 真空加入7%改性剂，搅拌20min，溶解；

e. 取样送检，检测合格后，计量包装入库。

实施例3：

a. 通过计量罐，将58%水加入反应釜，启动搅拌机；

b. 打开真空泵，真空向反应釜内加入5%氯化铵，搅拌20min，溶解；

c. 真空加入25%尿素，搅拌20min，溶解；

d. 真空加入12%改性剂，搅拌20min，溶解；

e. 取样送检，检测合格后，计量包装入库。

实施例4：

a. 通过计量罐，将40%水加入反应釜，启动搅拌机；

b. 打开真空泵，真空向反应釜内加入20%氯化铵，搅拌20min，溶解；

c. 真空加入30%尿素，搅拌20min，溶解；

d. 真空加入10%改性剂，搅拌20min，溶解；

e. 取样送检，检测合格后，计量包装入库。

实施例5：

a. 通过计量罐，将50%水加入反应釜，启动搅拌机；

b. 打开真空泵，真空向反应釜内加入8%氯化铵，搅拌20min，溶解；

c. 真空加入30%尿素，搅拌2min，溶解；

d. 真空加入12%改性剂，搅拌20min，溶解；

e. 取样送检，检测合格后，计量包装入库。

实施例1-5制备的热芯盒树脂用固化剂具有的性能测定结果详细见图1。

以上为本发明优选的具体实现方式，其描述较为具体和详细，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，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种铸造热芯盒树脂用固化剂，其特征在于，其原料包括：改性剂；所述改性剂为甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、己酰胺、苯甲酰胺、丁二酰亚胺、N,N-二甲基甲酰胺、邻苯二甲酰亚胺、己内酰胺、丙烯酰胺、异丁酰胺、环丙酰胺、丙二酰胺中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的铸造热芯盒树脂用固化剂，其特征在于，所述改性剂的质量百分含量为2%-12%。

3.根据权利要求12所述的铸造热芯盒树脂用固化剂，其特征在于，所述原料还包括：氯化铵，尿素和水。

4.一种用于铸造热芯盒树脂用固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过计量罐，将所述水加入反应釜，启动搅拌机；

打开真空泵，真空向所述反应釜内加入所述氯化铵，尿素，改性剂，搅拌，溶解，反应。

5.一种铸造热芯盒树脂用固化剂在热芯盒制芯工艺的应用。

6.一种热芯盒制芯工艺，其特征在于，使用铸造热芯盒树脂用固化剂，并进行造型、制芯。

7.根据权利要求5所述的热芯盒制芯工艺，其特征在于，所述固化剂占树脂加入量的20%-35%。

8.根据权利要求5所述的热芯盒制芯工艺，其特征在于，所述型砂可使用时间为90-120min；射芯完成后，加热3-6min可完成脱模。

9.根据权利要求4所述的热芯盒制芯工艺，其特征在于，所述树脂加入量2.0%；φ50*50mm抗压圆柱试快强度为10.0-15.0MPa，“8”字型抗拉试快强度达到3.0MPa以上。

10.根据权利要求4所述的热芯盒制芯工艺，其特征在于，脱模剂使用频次降低一半，射芯生产5-6次喷洒一次脱模剂。