[發明專利]戊糖類化合物改性糠醇生產鑄造用自硬呋喃樹脂的方法

有效

• 申請號: 201210099085.4
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102861867A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 祝建勛;劉昭薦;尹義芹
• 申請（專利權）人: 濟南圣泉集團股份有限公司
• 主分類號: B22C1/22
• 分類號: B22C1/22;C08G16/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉守憲

技術領域

本發明涉及一種鑄造用自硬呋喃樹脂的制備方法，具體涉及一種以戊糖類化合物部分代替糠醇為原料改性生產鑄造用自硬呋喃樹脂的制備工藝。

背景技術

呋喃樹脂是指以具有呋喃環的糠醇和糠醛作原料生產的樹脂類的總稱，其在強酸作用下固化為不溶和不熔的固形物，種類有糠醇樹脂、糠醛樹脂、糠酮樹脂、糠酮--甲醛樹脂等。糠醇樹脂是由糠醇為主體與甲醛縮聚而成的(改性產品又添加了尿素)，外觀為深褐色至黑色的液體或固體，耐熱性和耐水性都很好，耐化學腐蝕性極強，對酸、堿、鹽和有機溶液都有優良的抵抗力，是優良的防腐劑。鑄造用自硬呋喃樹脂是糠醇樹脂的一種，是指在室溫下可通過酸催化使砂型(芯)硬化，并在結構中含呋喃環的，有糠醇、甲醛、尿素和或苯酚等合成的熱固性樹脂，一般為淡黃色至棕色透明或半透明均勻液體。鑄造用自硬呋喃樹脂強度高，是木材、橡膠、金屬和陶瓷等優良的粘結劑，也可用于生產涂料。鑄造用自硬樹脂的一個重要用途是在機械工業的鑄造工藝中作砂芯粘結劑，特別適用于大規模的、大批量的機械制造，如汽車軍工、內燃機、柴油機、縫紉機等的生產。用于鑄造砂芯的粘結劑時，鑄造用自硬樹脂具有以下特點：固化速度快、常溫強度低、分解溫度高；根據不同鑄件的含碳量，可選擇不同含氮量的樹脂；發氣小、高溫強度高、熱膨脹性適中、脆性大、氣孔傾向小、吸濕性大，在木材、橡膠、金屬、陶瓷等行業被廣泛用作粘結劑，在機械工業中也發揮著重要作用。尤其在加入尿素改性后，可根據不同要求生產不同含氮量的糠醇樹脂，以滿足鑄鋼、鑄鐵和其他有色金屬鑄造工藝的要求。

現有技術中，一般普通鑄造用自硬呋喃樹脂的合成工藝為：向反應釜中加入甲醛(15-25份)，并啟動攪拌一段時間，而后加入部分尿素（5-8份）溶解，并調節pH在堿性條件下反應一定時間；再根據所需生產樹脂的含氮量的要求加入一部分糠醇（15-20份）進行反應；加入糠醇后首先調節pH在堿性條件下反應一段時間，而后再調整物料體系的pH值為酸性進行反應；隨后加入余下部分尿素（1-3份）以降低樹脂中的游離甲醛，再將整個物料體系在真空條件下脫水，并向脫水后的體系中加入余下部分的糠醇（40-75份），攪拌均勻，即得所需的鑄造用自硬呋喃樹脂產品。

近年來，隨著我國鑄造業的迅猛發展，鑄造用自硬呋喃樹脂砂工藝的大量采用，使得其需求量正在逐步增加，雖然其鑄造性能好，但是原料糠醇的價格這幾年一直保持在很高的水平，進而導致生產的呋喃樹脂的價格也相對較高，這對于呋喃樹脂的廣泛應用起到了一定的限制阻礙作用。目前，尋求一種價格低廉的糠醇替代原料生產鑄造用自硬呋喃樹脂成為鑄造業亟待解決的問題。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有技術中鑄造用自硬呋喃樹脂的制備生產需要消耗大量的糠醇導致生產成本較高的問題，進而提供一種以戊糖類化合物部分替代糠醇生產鑄造用自硬呋喃樹脂以降低生產成本的鑄造用自硬呋喃樹脂制備方法。

本發明所要解決的第二個技術問題在于提供一種原料來源更為廣泛的新的制備呋喃樹脂的方法。

為解決上述技術問題，本發明公開了一種戊糖類化合物代替糠醇在制備鑄造用自硬呋喃樹脂中的應用。

本發明還公開了一種戊糖類化合物改性糠醇生產鑄造用自硬呋喃樹脂的方法，包括如下步驟：，

（1）取糠醇并調節pH至強酸性，隨后加入戊糖并控制溫度70-85℃進行反應，至物料粘度達到17-40秒時（25℃，涂-4號杯粘度）停止反應，所述糠醇與所述戊糖類化合物的重量份比為65-95:5-35；

（2）將步驟（1）中得到的反應物調節pH至中性，并于真空狀態下脫水至含水率低于1.0%時停止反應，得到糠醇改性組分備用；

（3）向反應釜中加入甲醛15-20份，及5-8份尿素攪拌均勻，并調節pH為堿性反應，隨后加入15-20份步驟（2）中得到的糠醇改性組分進行反應，并調整體系pH值為酸性，控制反應溫度80-100℃反應；

（4）趁熱再次加入1-3份尿素，并調整物料體系pH值為弱堿性，控制溫度70-85℃反應，然后將體系降溫至45-50℃并停止反應；

（5）將步驟（4）得到的反應物進行脫水處理，并加入65-80份步驟（2）中得到的糠醇改性組分，攪拌均勻，即得所需產品；

以上所述份數均為重量份數。

本發明所述的檢測物料粘度的方法，采用涂-4號粘度杯進行檢測25℃時的粘度數據，戊糖類化合物加入量取下限值時，粘度也取測量的下限值；戊糖類化合物加入量取上限值時，粘度也取測量值的上限值。