CN111531119A - 铸造用果糖改性呋喃树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铸造辅材技术领域，特别涉一种铸造用果糖改性呋喃树脂及其制备方法。所述呋喃树脂所用原材料的化学成分按照质量份计算，具体为果糖30～40份，糠醇130～180份，四乙基溴化铵15～20份，三氯化铬0.2～0.4份，液体脲醛树脂5～20份及甲酸1～2份；所述液体脲醛树脂的含水量＜30％。本发明通过使用水‑糠醇体系作为果糖水解溶剂，使得水解产物可直接用于后续呋喃树脂的生产，替代了糠醇，有效地降低了呋喃树脂的制备成本；通过向反应体系中加入催化剂三氯化铬，能够有效地避免了反应第一步中糠醇的自聚反应，提高反应效率；本发明引入四乙基溴化铵作为相转移剂能够大大的提高果糖的转化率；简化了脲醛呋喃树脂的生产流程。

Description

铸造用果糖改性呋喃树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于铸造辅材技术领域，具体涉及一种铸造用果糖改性呋喃树脂及其制备方法。
背景技术
呋喃树脂主要的原材料为糠醇，是由糠醛加氢得到。糠醛通过水解玉米芯得到，产率较低且污染较重。所以糠醇价格居高不下。果糖可以在酸性条件下水解，生成5-羟甲基糠醛，其结构与糠醇极为相似，且多出一个醛基，具有更高的反应活性。果糖可以通过微生物发酵水解淀粉获得，来源广，产率高，因此可以使用果糖水解物部分替代糠醇，既能降低树脂成本又能提升树脂活性，具有十分广阔的前景。
果糖在水相中转化率较低，因此在实验研究中一般使用水-有机象复合体系，导致合成过程比较复杂，应用于实际生产中不仅工艺复杂而且成本高，难以实现廉价替代。
发明内容
为了克服现有技术存的不足，本发明提供了一种铸造用果糖改性呋喃树脂及其制备方法，通过使用水-糠醇作为果糖转化的溶剂体系，产物可直接用于呋喃树脂的生产工艺，有效地降低了呋喃树脂的制备成本。
为解决上述存在的不足，本发明采用的技术方案为：
铸造用果糖改性呋喃树脂，所述呋喃树脂所用原材料的化学成分按照质量份计算，具体为果糖30～40份，糠醇130～180份，四乙基溴化铵15～20份，三氯化铬0.2～0.4份，液体脲醛树脂5～20份及甲酸1～2份。
进一步的，所述液体脲醛树脂的含水量＜30％。
用于制备如上所述的铸造用果糖改性呋喃树脂的方法，具体包括如下步骤：
将果糖30～40份、水30～40份和糠醇90～120份加入至反应容器，开动搅拌；
加入四乙基溴化氨15～20份和三氯化铬0.2～0.4份，并加热升温至95～105℃，保温60～120min；
加入液体脲醛树脂5～20份和甲酸1～2份，在95～105℃条件下继续反应30～60min；
脱水20～30份后，加入糠醇40～60份，降温至室温，过滤处理。
本发明通过使用水-糠醇体系作为果糖水解溶剂，使得水解产物可直接用于后续呋喃树脂的生产工艺，起到替代糠醇的作用，有效地降低了呋喃树脂的制备成本；通过向反应体系中加入催化剂三氯化铬，能够有效地避免了反应第一步中糠醇的自聚反应，提高了反应效率；本发明引入四乙基溴化铵作为相转移剂能够大大的提高果糖的转化率；并且通过使用液体脲醛树脂参与反应，简化了脲醛呋喃树脂的生产流程，液体脲醛树脂的含水量＜30％。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为解决上述存在的不足，本发明采用的技术方案为：
铸造用果糖改性呋喃树脂，所述呋喃树脂所用原材料的化学成分按照质量份计算，具体为果糖30～40份，糠醇130～180份，四乙基溴化铵15～20份，三氯化铬0.2～0.4份，液体脲醛树脂5～20份及甲酸1～2份；所述液体脲醛树脂的含水量＜30％。
用于制备如上所述的铸造用果糖改性呋喃树脂的方法，具体包括如下步骤：
(1)将果糖30～40份，水30～40份，糠醇90～120份加入至反应容器，开动搅拌；
(2)加入相转移剂四乙基溴化氨15～20份，加入催化剂三氯化铬0.2～0.4份，并加热升温至95～105℃，保温60～120min；
(3)加入液体脲醛树脂5～20份和甲酸1～2份，在95～105℃条件下继续反应30～60min；
(4)脱水20～30份后，加入糠醇40～60份，降温至室温，过滤后可得本发明果糖改性呋喃树脂。
具体实施例：
实施例一
树脂制备过程如下：
(1)将果糖30g，水30g，糠醇90g份加入至500ml三口烧瓶；
(2)加入四乙基溴化氨15g，加入三氯化铬0.2g，加热升温至95℃，保温60min；
(3)加入液体脲醛树脂5g，甲酸1g，在95℃条件下继续反应30min；
(4)脱水20g后，加入糠醇40g；降温至室温，过滤后可得本发明果糖改性呋喃树脂。
将所得树脂按照行业标准《J/BT 7526～2008铸造用呋喃树脂》进行抗拉强度测定，24h抗拉强度为1.62MPa，达到标准要求。
实施例二
树脂制备过程如下：
(1)将果糖35g，水35g，糠醇100g份加入至500ml三口烧瓶；
(2)加入四乙基溴化氨18g，加入三氯化铬0.2g，加热升温至100℃，保温80min；
(3)加入液体脲醛树脂10g，甲酸1.5g，在100℃条件下继续反应40min；
(4)脱水25g后，加入糠醇50g；降温至室温，过滤后可得本发明果糖改性呋喃树脂。
将所得树脂按照行业标准《J/BT 7526～2008铸造用呋喃树脂》进行抗拉强度测定，24h抗拉强度为1.73MPa，达到标准要求。
实施例三
树脂制备过程如下：
(1)将果糖40g，水40g，糠醇120g份加入至500ml三口烧瓶；
(2)加入四乙基溴化氨20g，加入三氯化铬0.4g，加热升温至102℃，保温90min；
(3)加入液体脲醛树脂20g，甲酸1.5g，在102℃条件下继续反应40min；
(4)脱水30g后，加入糠醇60g；降温至室温，过滤后可得本发明果糖改性呋喃树脂。
将所得树脂按照行业标准《J/BT 7526～2008铸造用呋喃树脂》进行抗拉强度测定，24h抗拉强度为1.81MPa，达到标准要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对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 (3)

1.一种铸造用果糖改性呋喃树脂，其特征在于，所述呋喃树脂按质量份计算由以下组分组成，具体为果糖30～40份，糠醇130～180份，四乙基溴化铵15～20份，三氯化铬0.2～0.4份，液体脲醛树脂5～20份及甲酸1～2份。
2.根据权利要求1所述的铸造用果糖改性呋喃树脂，其特征在于，所述液体脲醛树脂的含水量＜30％。
3.一种用于制备如权利要求1和2所述的铸造用果糖改性呋喃树脂的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
将果糖、水和糠醇加入至反应容器，搅拌均匀；
加入四乙基溴化氨和三氯化铬，并加热升温至95～105℃，保温60～120min；
加入液体脲醛树脂和甲酸，在95～105℃条件下继续反应30～60min；
脱水处理后，加入糠醇，降温至室温，过滤处理。
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