[發(fā)明專利]一種酸固化粘結(jié)劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210139991.2
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102632191A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海江
• 申請（專利權(quán)）人: 王海江
• 主分類號: B22C1/20
• 分類號: B22C1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不污染環(huán)境的化學(xué)粘結(jié)劑，特別一種適用于鑄造行業(yè)生產(chǎn)的酸固化粘結(jié)劑，及其制備方法。

背景技術(shù)

鑄造行業(yè)所用的型砂是由混有合適粘合劑的砂子等組成的。粘合劑在砂的顆粒之間產(chǎn)生牢固的粘接，賦予型砂所必需的機(jī)械穩(wěn)定性。進(jìn)入本世紀(jì)以來，全世界鑄造行業(yè)面對著兩個方面的挑戰(zhàn)：一是對鑄件質(zhì)量的要求不斷提高；再就是對環(huán)境保護(hù)和清潔生產(chǎn)方面的要求日趨嚴(yán)格。而目前鑄造行業(yè)用的一類粘合劑是酚醛樹脂，例如呋喃樹脂、堿酚醛樹脂、甲階酚醛樹脂和水玻璃樹脂。這些樹脂在鑄造加熱過程中均釋放有害成分甲醛與苯酚，因此澆注時污染嚴(yán)重，作業(yè)環(huán)境威脅工人的身體健康。同時生產(chǎn)中產(chǎn)生大量廢棄砂，消耗大量自然資源并造成環(huán)境污染，鑄件質(zhì)量低于國際標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的粘合劑在使用過程中釋放甲醛和苯酚等有害煙氣、配制的型砂再生率低、廢砂排放量大的缺點(diǎn)，提出了一種不污染環(huán)境的酸固化粘結(jié)劑，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種酸固化粘結(jié)劑，包括從天然資源中提取的植物酚、從天然資源中提取的糠醇和糠醛，以及強(qiáng)堿類催化劑和尿素，其組分配方以重量百分率計為：植物酚5０～７０％；糠醇２０～4０％，糠醛0～20%，尿素0～15%，催化劑0～1０％。

所述從天然資源中提取的植物酚優(yōu)選腰果酚、丁香酚或愈創(chuàng)木酚；所述從天然資源中提取的糠醇和糠醛為從玉米芯、燕麥或小麥的麥麩、甘蔗渣或鋸木屑中萃取的糠醇和糠醛，優(yōu)選從玉米芯中或燕麥或小麥的麥麩中萃取的糠醛和糠醇；所述催化劑優(yōu)選氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。

本發(fā)明粘結(jié)劑的制備工藝包括如下步驟：

步驟一：按本發(fā)明所述的酸固化粘結(jié)劑的以重量百分率計的組分配方稱取原材料，

步驟二：將植物酚、糠醛，以及尿素，加入至反應(yīng)釜中，升溫至４０℃～6０℃時加入催化劑，保溫０．５－１.5小時，

步驟三：升溫至溫度80℃～90℃，保溫０．５－１.5小時，升溫至10０℃～120℃，保溫０．５－１.5小時，

步驟四：溫度降至４０℃～6０℃，加入糠醇調(diào)PH值，PH值為4——5.5時，升溫至90℃～110℃，反應(yīng)０．５－１.5小時；降溫至４０℃～6０℃，PH值調(diào)至6--7。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，可以具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、??本發(fā)明不含游離甲醛與苯酚。這是鑄造用粘結(jié)劑消除有害氣體方面的一個重要的進(jìn)步與突破。

2、??本發(fā)明用農(nóng)作物與植物下腳料作原料代替了不可再生的、從石油中提煉的甲醛與苯酚。

3、??用本發(fā)明的粘結(jié)劑配制的型砂的再生率高達(dá)90%--95%，對不可再生的原砂的循環(huán)利用創(chuàng)造了良好的條件，大幅度地減少了廢砂排放。

4、??本發(fā)明的粘結(jié)劑強(qiáng)度高，配制的型砂時加入量少，降低成本。

下面通過實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

具體實(shí)施方式：

植物酚是天然產(chǎn)物的重要組成部分，是植物的主要次生代謝產(chǎn)物之一,廣泛分布于蔬菜、水果、香辛料、谷物、豆類和果仁、果殼等各種高等植物器官中，資源豐富。本發(fā)明主要是采用從天然資源中提取的植物酚、糠醇和糠醛，以及強(qiáng)堿類催化劑和尿素制成的，是環(huán)保的產(chǎn)品，可用于鑄鋼、鑄鐵和有色金屬生產(chǎn)的。

實(shí)施例1

首先稱取原材料，其中含腰果酚70%，從玉米芯中提煉的糠醇20%，從玉米芯中提煉的糠醛2%,尿素6%，氫氧化鉀2%。

腰果酚經(jīng)檢測水分和灰分合格后，放入反應(yīng)釜，同時加糠醛和尿素共聚,加熱升溫至40℃--60℃，加入氫氧化鉀作催化，保溫30分鐘。然后升溫至溫度80℃～90℃，保溫１.5小時，升溫至10０℃～120℃，保溫０．５－１.5小時。然后溫度降至４０℃～6０℃，加入糠醇調(diào)PH值，PH值為4——5.5時，升溫至90℃～110℃，反應(yīng)０．５－１.5小時，再降溫至４０℃～6０℃，PH值調(diào)至6--7，制得產(chǎn)物。對產(chǎn)物進(jìn)行各項表征測試，結(jié)果表明是所期望的產(chǎn)物。

本發(fā)明配制的型砂在澆注后，基本沒有刺激氣味顯，很受到工廠歡迎。某鑄造廠兩年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，用本發(fā)明配制的型砂的再生裝置僅為一級再生機(jī)械裝置，也無需熱法再生。與水玻璃砂、堿酚醛樹脂砂相比，減少了設(shè)備投資，無需熱法再生工序，降低了再生成本。本發(fā)明配制的型砂具有良好的使用性能，生產(chǎn)的鑄鋼件表面質(zhì)量高，與呋喃樹脂砂鑄件一樣。

實(shí)施例2