[發明專利]一種鑄鋼用呋喃樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201710760312.6
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107383301B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 張娟;李未康;孫爽;張健勇;王英特
• 申請（專利權）人: 石家莊豐聯精細化工有限公司;河北科技大學
• 主分類號: C08G16/02
• 分類號: C08G16/02;C08G14/10;C08G14/08
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊樂

本發明提供了一種鑄鋼用呋喃樹脂及其制備方法。所述呋喃樹脂由以下原料按一定比例制成：固體甲醛、原料甲、尿素、丙酮、原料乙、固化劑、偶聯劑、金屬鹽。所述原料甲優選為苯酚與腰果酚的組合；所述原料乙優選為山梨醇與糠醇的組合。本發明的鑄鋼用呋喃樹脂熱拉強度大、氮含量小，具有很好的固化效果，合成方法步驟簡單、環保、廢水排放少，并較大程度地降低了糠醇的用量，有利于降低生產成本。

技術領域

本發明屬于有機高分子材料及其制備領域，尤其是涉及一種鑄鋼用呋喃樹脂及其制備方法。

背景技術

隨著工業化的發展，以及環保的日益嚴格，鑄造工業的發展也越來越追求儲存便利化、生產精細化與環保無污染化。在覆膜砂生產過程中，覆膜砂的成型快慢與樹脂的熔點有著直接的關系，樹脂熔點過低容易導致覆膜砂結塊現象，不利于覆膜砂工藝的連續化生產，樹脂熔點過高則導致覆膜砂成型慢，對鑄件的精細化生產造成很大的困擾。同時鑄造過程中，產生的煙氣量不僅容易降低鑄件的成品率，還會對環境造成很大的污染；而產生的刺激性氨氣，嚴重刺激呼吸道，對人身體產生巨大危害。因此在鑄造工藝中，砂芯表面越是光滑、鑄造過程中產生的煙氣量與氨氣量越少對鑄件的精度越好，對環境的污染越少，對人體的傷害越小。

有關呋喃樹脂及其合成方法，我們檢索到以下文獻。

公開號為CN102807661A的專利提供了一種自硬呋喃樹脂母液及鑄造用自硬呋喃樹脂的制備方法，利用丙酮、苯酚、固體甲醛、尿素、糠醇為原料通過加成反應、縮聚反應等步驟，制備出自硬呋喃樹脂母液。然后利用母液與用量范圍上下大幅度可調的糠醇配合增強劑在常規下攪拌得到鑄造用自硬呋喃樹脂。該鑄造用自硬呋喃樹脂的制備過程簡單、勞動強度低，而且樹脂中的糠醇含量可控性強、調整范圍較寬，但是糠醇的用量太高，糠醇的價格比較貴，因此一方面生產成本高，另一方面糠醇含量高會導致混砂時煙大，對環境和工人健康不利。

公開號為CN104193935A的專利提供了一種鑄鋼用呋喃樹脂及其合成方法，其原料及質量百分含量為：糠醇70-80%、固體甲醛9-15%、苯酚10-15%、尿素0.5-5.0%、偶聯劑0.2-0.5%和水2-5%，該鑄造用呋喃樹脂強度高、粘度低、砂型性能較好，但是其糠醇的含量還是偏高。

公開號CN103819643A的專利提供了一種鑄造用呋喃樹脂及其制備方法，所述鑄造用呋喃樹脂的配方比例按重量份數計：甲醛27-35份、糠醇40-50份、尿素8-12份、烏洛托品0.1-0.5份、氨水1-3份、甲醇5-10份、偶聯助劑0.1-0.8份、糠醇替代物5-15份、甲酸0.1-0.5份。 所述糠醇替代物為山梨醇或聚酯多元醇或山梨醇與聚酯多元醇的混合物。其制備方法包括投料、升溫、三次真空脫水、降溫攪拌、過濾出料等步驟。但是多元醇僅替代很少量糠醇，總體來說糠醇的比例還是比較大，成本降低不明顯，也不利于減少鑄造過程中產生的煙氣量。

發明內容

本發明的目的是針對現有的呋喃樹脂的環保問題，提供一種低氮、低煙、環保型呋喃樹脂。

本發明的呋喃樹脂的制備原料包括固體甲醛、原料甲、尿素、丙酮、原料乙、固化劑、偶聯劑、金屬鹽，所述原料甲選自苯酚、腰果酚、雙酚A中的一種或兩種以上的組合，所述原料乙選自山梨醇、糠醇、木糖醇、聚酯多元醇中的一種或兩種以上的組合，各原料的質量份為：固體甲醛48～52、原料甲27～31、尿素15～19、丙酮18～22、原料乙43～47、固化劑25～45、偶聯劑1、金屬鹽0.5。

所述的鑄鋼用呋喃樹脂的制備方法包括以下步驟：

（1）將原料甲、丙酮加入反應釜中，啟動攪拌機攪拌，加入固體甲醛、尿素，攪拌5min，用氫氧化鈉溶液調節原料pH=8～10；

（2）加蒸汽升溫，保持每10分鐘升溫20℃，升溫至80℃～110℃，保溫120min～180min；