CN114163597A - 一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂及其制备方法 - Google Patents

一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂及其制备方法，由下列重量份的原料制备制成：甲醛2～5份、尿素1～2份、造纸红液5～20份、糠醇5～10份；本发明的改性脲醛呋喃树脂具有良好的强度性能，同时降低了游离甲醛的含量，本发明工艺方法简便，操作简单，稳定性好，效果明显，绿色环保，对造纸红液进行二次利用，较好的节约资源和保护环境，本发明用途广泛，尤其适用于铸铁和铸钢件的生产。

Description

一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及呋喃树脂改性与应用技术领域，是一种用于铸铁和铸钢件的呋喃树脂改性与应用，具体涉及一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂及其制备方法。
背景技术
脲醛呋喃树脂是以甲醛、尿素和糠醇等为主要原料缩合而成的，是目前使用量最大的一类呋喃树脂，它具有硬化速度快、强度较高、扩散性较好、成本较低及合成工艺较简单等优点，主要应用于铸铁和铸钢件的生产。目前，铸钢件用的呋喃树脂含氮量≤3.0％，当前常用的脲醛呋喃树脂存在许多的问题，比如甲醛含量偏高，不利于环保和劳动条件的改善，强度性能还有待进一步提高。本发明的改性脲醛呋喃树脂是以含氮量≤3％为基础，同时，降低树脂中游离甲醛含量和提高树脂粘结强度为目标，利用造纸红液改性脲醛呋喃树脂达到了预期的效果。
在造纸工业中，主要采用亚硫酸盐法、硫酸盐法和烧碱法三种方法进行制浆蒸煮，其中亚硫酸盐法得到的纸浆洗涤废液呈红棕色，通常被称为红液。在采用亚硫酸盐法的制浆蒸煮过程会产生大量红液，每生产一吨木浆可产生11吨～14吨的红液，得到红液的固含量约为9.5％～11.5％。此外，红液中含有较多的木质素，将其用于改性脲醛呋喃树脂，能够较好的节约资源和保护环境。
发明内容
本发明提供了一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂及其制备方法，利用对呋喃树脂的改性使其脲醛呋喃树脂的强度性能加以改善，同时降低了游离甲醛的含量。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂，由下列重量份的原料制备制成：甲醛2～5份、尿素1～2份、造纸红液5～20份、糠醇5～10份。
优选地，一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂的制备方法,所述方法包括以下步骤：
(1)将甲醛、尿素、造纸红液加入到反应釜中，调节PH＝7～9，升温至85～95℃，保温反应1～2h；
(2)降温至45～55℃，加入一定量的糠醇，调节PH＝5～6，升温至85～95℃，反应0.5～1h；
(3)降温至45～55℃，加入剩余的尿素，调节PH＝7～9，升温至85～95℃，反应0.5～1h；
(4)降温至45～55℃，负压脱水，加入剩余的糠醇，搅拌均匀，冷却出料。
优选地，所述的步骤(1)中甲醛:尿素:造纸红液的质量比＝(2～5):(1～2):(5～20)。
优选地，所述的步骤(2)中糠醇的加入量为尿素质量的5～9倍。
优选地，所述的步骤(3)中尿素的加入量为步骤(1)中尿素质量的5％～35％。
优选地，所述的步骤(4)中糠醇的加入量为步骤(1)中尿素质量的1～5倍。
优选地，所述的步骤(4)中负压脱水量为甲醛带入水量的85％～90％。
本发明的优点是：工艺方法简便，操作简单，稳定性好，效果明显，绿色环保，对造纸红液进行二次利用，较好的节约资源和保护环境，本发明用途广泛，尤其适用于铸铁和铸钢件的生产。
附图说明
图1为本发明的实施例的对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而非限制本发明的范围。因此，在阅读了本发明讲授的内容后，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改或等同替换，但这些等价形式同样落于本发明的权利要求范围之内。
实施例1
将75g甲醛加入到反应釜中，保持温度90℃，加入20g尿素和100g造纸红液，调节PH＝9.0，保温反应1h。
降温至55℃，加入100g糠醇，用甲酸调节PH＝5.0，升温至90℃，反应1h。
降温至55℃，加入5g尿素，调节PH＝7.0，升温至90℃，反应0.5h。
降温至55℃，负压脱水，加入20g糠醇，搅拌均匀后冷却出料。
将改性后的呋喃树脂进行抗拉强度和游离甲醛含量的检测，其树脂砂24h抗拉强度为2.3MPa,游离甲醛含量为0.3％。
比较例1
将未经改性的呋喃树脂作为对照，其树脂砂24h抗拉强度为1.0MPa,游离甲醛含量为0.4％。
由比较例1可知，加入造纸红液能够使脲醛呋喃树脂的抗拉强度提高1.3MPa，同时，游离甲醛的含量降至0.3％。
实施例2
将90g甲醛加入到反应釜中，保持温度90℃，加入25g尿素和150g造纸红液，调节PH＝8.0，保温反应1h。
降温至45℃，加入125g糠醇，用甲酸调节PH＝6.0，升温至90℃，反应0.5h。
降温至45℃，加入5g尿素，调节PH＝7.0，升温至90℃，反应0.5h。
降温至45℃，负压脱水，加入30g糠醇，搅拌均匀后冷却出料。
将改性后的呋喃树脂进行抗拉强度和游离甲醛含量的检测，其树脂砂24h抗拉强度为2.4MPa,游离甲醛含量为0.3％。
比较例2
将未经改性的呋喃树脂作为对照，其树脂砂24h抗拉强度为1.0MPa,游离甲醛含量为0.4％。
由比较例2可知，加入造纸红液能够使脲醛呋喃树脂的抗拉强度提高1.4MPa，同时，游离甲醛的含量降至0.3％。
实施例3
将120g甲醛加入到反应釜中，保持温度95℃，加入30g尿素和200g造纸红液，调节PH＝9.0，保温反应2h。
降温至50℃，加入150g糠醇，用甲酸调节PH＝5.0，升温至95℃，反应1h。
降温至50℃，加入10g尿素，调节PH＝7.0，升温至95℃，反应0.5h。
降温至50℃，负压脱水，加入50g糠醇，搅拌均匀后冷却出料。
将改性后的呋喃树脂进行抗拉强度和游离甲醛含量的检测，其树脂砂24h抗拉强度为2.8MPa,游离甲醛含量为0.2％。
比较例3
将未经改性的呋喃树脂作为对照，其树脂砂24h抗拉强度为1.0MPa,游离甲醛含量为0.4％。
由比较例3可知，加入造纸红液能够使脲醛呋喃树脂的抗拉强度提高1.8MPa，同时，游离甲醛的含量降至0.2％.
实施例4
将105g甲醛加入到反应釜中，保持温度80℃，加入35g尿素和190g造纸红液，调节PH＝8.0，保温反应2h。
降温至55℃，加入200g糠醇，用甲酸调节PH＝5.0，升温至80℃，反应1h。
降温至55℃，加入5g尿素，调节PH＝8.0，升温至80℃，反应1h。
降温至55℃，负压脱水，加入35g糠醇，搅拌均匀后冷却出料。
将改性后的呋喃树脂进行抗拉强度和游离甲醛含量的检测，其树脂砂24h抗拉强度为2.4MPa,游离甲醛含量为0.3％。
比较例4
将未经改性的呋喃树脂作为对照，其树脂砂24h抗拉强度为1.0MPa,游离甲醛含量为0.4％。
由比较例4可知，加入造纸红液能够使脲醛呋喃树脂的抗拉强度提高1.4MPa，同时，游离甲醛的含量降至0.3％。
实施例5
将100g甲醛加入到反应釜中，保持温度95℃，加入30g尿素和300g造纸红液，调节PH＝9.0，保温反应2h。
降温至50℃，加入175g糠醇，用甲酸调节PH＝5.0，升温至95℃，反应1h。
降温至50℃，加入10g尿素，调节PH＝7.0，升温至95℃，反应0.5h。
降温至50℃，负压脱水，加入30g糠醇，搅拌均匀后冷却出料。
将改性后的呋喃树脂进行抗拉强度和游离甲醛含量的检测，其树脂砂24h抗拉强度为2.8MPa,游离甲醛含量为0.2％。
比较例5
将未经改性的呋喃树脂作为对照，其树脂砂24h抗拉强度为1.0MPa,游离甲醛含量为0.4％。
由比较例5可知，加入造纸红液能够使脲醛呋喃树脂的抗拉强度提高1.8MPa，同时，游离甲醛的含量降至0.2％。
通过上述具体实施内容可以看出本发明工艺方法简便，安全可靠，效果明显，绿色环保，同时，将造纸红液用于改性脲醛呋喃树脂，既解决了环境污染问题，又使其脲醛呋喃树脂的性能得到改善。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：甲醛2～5份、尿素1～2份、造纸红液5～20份、糠醇5～10份。
2.根据权利要求1所述一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤：
(1)将甲醛、尿素、造纸红液加入到反应釜中，调节PH＝7～9，升温至85～95℃，保温反应1～2h；
(2)降温至45～55℃，加入一定量的糠醇，调节PH＝5～6，升温至85～95℃，反应0.5～1h；
(3)降温至45～55℃，加入剩余的尿素，调节PH＝7～9，升温至85～95℃，反应0.5～1h；
(4)降温至45～55℃，负压脱水，加入剩余的糠醇，搅拌均匀，冷却出料。
3.根据权利要求2所述的一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中甲醛:尿素:造纸红液的质量比＝(2～5):(1～2):(5～20)。
4.根据权利要求2所述的一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中糠醇的加入量为尿素质量的5～9倍。
5.根据权利要求2所述的一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中尿素的加入量为步骤(1)中尿素质量的5％～35％。
6.根据权利要求1所述的一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中糠醇的加入量为步骤(1)中尿素质量的1～5倍。
7.根据权利要求1所述的一种提高树脂砂抗拉强度的改性呋喃树脂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中负压脱水量为甲醛带入水量的85％～90％。
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