專利名稱：鑄型制造用粘結(jié)劑及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄型制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄型制造用粘結(jié)劑及其用途。
背景技術(shù)：
呋喃樹脂砂在常溫下可以通過外加酸性固化劑而硬化、型芯強(qiáng)度高、透氣性強(qiáng)，變 形小，潰散性好，鑄件表面光潔度好，尺寸精度高；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。呋喃 樹脂砂造型技術(shù)的開發(fā)，改變了鑄造廠長期以來存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大，粉塵高，生產(chǎn)效率低， 鑄件質(zhì)量差的落后狀況。因此，近年來，自硬呋喃樹脂砂在世界各國鑄造生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在我國呋喃 樹脂是鑄造樹脂中用量最多的一種。但呋喃樹脂砂型鑄件，特別是鑄鋼件的熱裂傾向嚴(yán)重，其主要原因是呋喃樹脂砂 型具有絕熱性，高溫澆注時(shí)砂型的絕大部分都能保持較高的強(qiáng)度和剛性，也就是說鑄型的 整體退讓性很差，在鑄件凝固收縮過程中就會(huì)阻礙鑄件收縮，使鑄件內(nèi)部產(chǎn)生較大的收縮 應(yīng)力，甚至產(chǎn)生裂紋?，F(xiàn)有技術(shù)中采取抑制鑄鋼件的增硫、增磷；降低樹脂加入量；添加木粉等種種措 施來防止熱裂，但效果均不太理想。而且都沒有從提高呋喃樹脂自身的高溫退讓性能來解 決問題。本發(fā)明由此而來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種鑄型制造用粘結(jié)劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鑄型的整體退讓 性很差而現(xiàn)有技術(shù)中缺乏根本的解決措施等問題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述粘結(jié)劑包括A)糠醛酮呋喃樹脂；所述糠醛酮呋喃樹脂通過糠醛和酮在糠醇或堿性催化劑存 在的條件下縮合脫水而成，所述酮選自丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮。B)糠醇或/和通用呋喃樹脂的混合物。優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑的組分按其重量比計(jì)糠醛酮呋喃樹脂20% 90%;糠醇或/和通用呋喃樹脂的混合物 10% 40%。優(yōu)選的，所述堿性催化劑為氫氧化鉀。優(yōu)選的，所述糠醛和酮的摩爾比為2 1 1 50。優(yōu)選的，所述通用的呋喃樹脂選自脲醛呋喃樹脂、酚醛呋喃樹脂、脲酚醛呋喃樹脂。優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑還包括重量為粘結(jié)劑重量的3 10%的磷酸酯。優(yōu)選的，所述磷酸酯選自磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯。優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑還包括重量為粘結(jié)劑重量的0. 1 1. 0%的硅烷。


種糠醛酮呋喃樹脂
優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑以其重量百分比計(jì)由以下組分組成 糠醛酮呋喃樹脂20 % 90 % ；
糠醇或/和通用呋喃樹脂的混合物 10% 40% ； 磷酸酯3 10%;
硅烷0.1 1.0%。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種鑄型制造用粘結(jié)劑在鑄型制造中的應(yīng)用 為了克服呋喃樹脂自硬砂高溫退讓性差的弱點(diǎn)，本發(fā)明提出 生產(chǎn)的技術(shù)方案。將糠醛、酮按一定摩爾比攪拌混合，在糠醇和堿性催化劑存在下，加熱保 溫，中和，脫水得糠醛酮基樹脂，最后加入糠醇和/或通用的呋喃樹脂，磷酸酯、硅烷，所得 的呋喃樹脂粘結(jié)劑具有良好的高溫退讓性能，適用于鑄鋼件的生產(chǎn)。本發(fā)明糠醛酮呋喃樹脂的制備原理在于在堿性條件下，糠醛的羰基與酮羰基α-位的氫原子反應(yīng)，消除水分子后得到α， β-不飽和羰基化合物。本發(fā)明中糠醛與酮反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理如下 所述的酮包括丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮、苯乙酮等。酮/醛的摩爾比為0.5 25，優(yōu)選 的是1 20。反應(yīng)溫度為60 100°C。通用呋喃樹脂包括酚醛呋喃樹脂、脲醛呋喃樹脂、酚 脲醛呋喃樹脂等。磷酸酯添加劑作為有效的高聚物增塑劑加入到呋喃樹脂中，進(jìn)入高聚物 分子之間，改變分子的運(yùn)動(dòng)旋向及分子間的距離，增加受外力的變形量，從而增加了樹脂膜 的韌性，提高樹脂膜的內(nèi)聚強(qiáng)度。所說的磷酸酯包括正磷酸酯和亞磷酸酯，如磷酸三甲酯、 磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、脂肪醇醚磷酸酯、酚醚磷酸酯等。其中烷基芳基磷酸酯粘度適中， 在本發(fā)明中優(yōu)選使用。本發(fā)明中糠醇即是反應(yīng)物又是溶劑，糠醇占鑄型制造用粘結(jié)劑總重量的40% 90%。作為反應(yīng)物時(shí)其量為鑄型制造用粘結(jié)劑總重量的5% 40%。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明技術(shù)方案通過設(shè)計(jì)新的粘結(jié)劑，利用新的粘結(jié)劑提高呋喃樹脂砂的高溫退 讓性能，所得的呋喃樹脂粘結(jié)劑使鑄型制備的鑄型具有良好的高溫退讓性能，適用于鑄鋼 件的生產(chǎn)。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
圖1為本發(fā)明呋喃樹脂鑄造砂型與通用呋喃樹脂鑄造砂型的熱變形比較圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例1糠醛酮呋喃基樹脂的制備 將已加入192克糠醛、116克丙酮、600克糠醇、7克50%氫氧化鉀水溶液的備有 攪拌器、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶置于可調(diào)節(jié)溫度的油浴鍋中，開啟攪拌，升溫回流 3-4小時(shí)，冷卻至60°C以下，用鹽酸中和至pH = 7士0. 7，真空蒸餾除去低沸物后即得。實(shí)施例2粘結(jié)劑配方及對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果在本實(shí)施例中制備了兩組粘結(jié)劑配方，采用的對(duì)比例為市面上常用的通用呋喃樹 脂。其配方如下表所示。 性能測(cè)試依據(jù)熱變形量的測(cè)試來說明用本發(fā)明的呋喃樹脂制得的試樣其熱變形量遠(yuǎn)小于 通用呋喃樹脂的熱變形量。從熱變形測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出，通用呋喃樹脂的熱變形量為 2. 58mm，用本實(shí)施例2_1的變形最高點(diǎn)時(shí)變形量為1. 54mm，而同時(shí)用本發(fā)明糠醛酮呋喃基 樹脂和磷酸酯，其熱變形量才只有1.01mm，只為原有的39%。由熱變形曲線的形狀看，本發(fā) 明所制得砂型的可塑性也增加了，改善了退讓性，大大降低了用呋喃樹脂砂生產(chǎn)鑄件的熱 裂傾向。
實(shí)施例3糠醛酮呋喃基樹脂的制備 將已加入96克糠醛、116克丙酮、500克糠醇、7克50%氫氧化鉀水溶液的備有攪 拌器、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶置于可調(diào)節(jié)溫度的油浴鍋中，開啟攪拌，升溫回流 3 4小時(shí)，冷卻至60°C以下，用鹽酸中和至pH = 7士0. 7，真空蒸餾除去低沸物后即得。實(shí)施例4糠醛酮呋喃基樹脂的制備 將已加入96克糠醛、290克丙酮、800克糠醇、7克50%氫氧化鉀水溶液的備有攪 拌器、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶置于可調(diào)節(jié)溫度的油浴鍋中，開啟攪拌，升溫回流 3 4小時(shí)，冷卻至60°C以下，用鹽酸中和至pH = 7士0. 7，真空蒸餾除去低沸物后即得。實(shí)施例5糠醛酮呋喃基樹脂的制備 將已加入96克糠醛、580克丙酮、1000克糠醇、7克50 %氫氧化鉀水溶液的備有 攪拌器、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶置于可調(diào)節(jié)溫度的油浴鍋中，開啟攪拌，升溫回流 3 4小時(shí)，冷卻至60°C以下，用鹽酸中和至pH = 7士0. 7，真空蒸餾除去低沸物后即得。實(shí)施例6糠醛酮呋喃基樹脂的制備 將已加入96克糠醛、1160克丙酮、800克糠醇、7克50 %氫氧化鉀水溶液的備有 攪拌器、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶置于可調(diào)節(jié)溫度的油浴鍋中，開啟攪拌，升溫回流 3 4小時(shí)，冷卻至60°C以下，用鹽酸中和至pH = 7士0. 7，真空蒸餾除去低沸物后即得。上述實(shí)例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是 能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精 神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述粘結(jié)劑包括A)糠醛酮呋喃樹脂；所述糠醛酮呋喃樹脂通過糠醛和酮在糠醇或堿性催化劑存在的條件下縮合脫水而成，所述酮選自丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮。B)糠醇或通用呋喃樹脂的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述粘結(jié)劑的組分按其重量 比計(jì)糠醛酮呋喃樹脂20 % 90 % ；糠醇或通用呋喃樹脂的混合物10% 40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述堿性催化劑為堿性氫氧 化物；所述堿性氫氧化物選自NaOH、Κ0Η。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述糠醛和酮的摩爾比為 2 1 1 50。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述通用呋喃樹脂選自脲醛 呋喃樹脂、酚醛呋喃樹脂、脲酚醛呋喃樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述粘結(jié)劑還包括重量為粘 結(jié)劑重量的3 10%的磷酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述磷酸酯選自磷酸三甲苯 酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述粘結(jié)劑還包括重量 為粘結(jié)劑重量的0. 1 1. 0%的硅烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述粘結(jié)劑以其重量百分比 計(jì)由以下組分組成糠醛酮呋喃樹脂20 % 90 % ；糠醇或通用呋喃樹脂的混合物10% 40% ；磷酸酯3 10%;硅烷0.1 1.0%。
10.一種鑄型制造用粘結(jié)劑在鑄型制造中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄型制造用粘結(jié)劑，其特征在于所述粘結(jié)劑包括A)糠醛酮呋喃樹脂；所述糠醛酮呋喃樹脂通過糠醛和酮在糠醇或堿性催化劑存在的條件下縮合脫水而成，所述酮選自丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮。B)糠醇或通用呋喃樹脂的混合物。利用新的粘結(jié)劑提高呋喃樹脂砂的高溫退讓性能，所得的呋喃樹脂粘結(jié)劑使鑄型制備的鑄型具有良好的高溫退讓性能，適用于鑄鋼件的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22C1/24GK101927319SQ20101015970
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者朱文英, 王進(jìn)興 申請(qǐng)人:蘇州市興業(yè)鑄造材料有限公司