[發明專利]一種鑄造用酸法冷芯盒樹脂的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010896384.5
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112059103B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 徐正平;徐正東
• 申請（專利權）人: 安徽省含山縣威建鑄造廠（普通合伙）
• 主分類號: B22C1/22
• 分類號: B22C1/22;C08F259/04;C08F222/06;C08G14/12
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 汪綱

本發明公開了一種鑄造用酸法冷芯盒樹脂的制備方法及其應用，本發明屬于鑄造材料技術領域，本發明公開的制備方法制備的，鑄造用冷芯盒樹脂，生產效率高、節能，砂芯尺寸精度高、發氣量低，芯盒壽命長、變形量小，鑄件表面光潔、尺寸精度高發氣量小，無毒無味，具有獨特高溫特性、用冷芯盒樹脂制成的砂型芯在高溫澆注時具有二次硬化特性，采用酸性固化氣體源，如醋酸、草酸等、自然分解，無毒無害，所以可防止鑄件產生熱裂、毛刺等缺陷，冷芯盒樹脂自硬砂有較低的發氣量和較好的潰散性。

技術領域

本發明涉及鑄造材料技術領域，尤其涉及一種鑄造用酸法冷芯盒樹脂的制備方法及其應用。

背景技術

冷芯盒樹脂砂不同于熱芯盒樹脂砂，冷芯盒樹脂砂是在常溫下用吹入氣體或氣霧硬化劑的方法使芯盒內的芯砂硬化。三乙胺冷芯盒法，黏結劑由熱塑性液體酚醛樹脂、甲苯二聚異氰酸酯和胺類催化劑組成。一般來說，液體酚醛樹脂和甲苯二聚異氰酸酯的比例為l：1，兩種黏結劑總量為砂質量的1.5%~2.0%，射芯后吹入三乙胺氣霧使砂芯硬化。三乙胺冷芯盒法的芯砂流動性好，鑄件表面光潔，但三乙胺有毒，應加強防范措施。“冷芯盒法”是指在常溫下只要很短時間就可以使樹脂完全硬化的制芯方法，它可以在自動流水線上使砂芯和砂型同時平行生產，有利于提高生產率。芯盒可以不用金屬做，又節約加熱設備，因而成本降低。此外，砂芯的出砂性，鑄件的表面光潔度和尺寸精度都很高。擴散氣體冷芯盒樹脂砂簡稱為氣硬冷芯盒樹脂砂。它是在室溫下，將樹脂砂射入芯盒后，立即吹入氣體催化劑、使砂芯內產生化學反應而迅速硬化的一種制芯方法。三乙胺法是現代吹氣冷芯盒中應用最早的工藝，由美國亞士蘭油脂化學公司研制成功，1968年開始向鑄造廠推廣并取得應用。它是將組分一為液體酚醛樹脂，組分二為聚異氰酸酯的雙組分粘結劑，加入原砂中混合均勻射入芯盒中，通入以二氧化碳、空氣或氮氣為載體的三乙胺，使砂芯再數秒內硬化的制芯方法。該法固化時間短，砂芯強度高，砂芯儲存期長，落砂性能好，可制造復雜程度不同、大小不等的砂芯，生產效率高、節能，且鑄件表面光潔。因此三乙胺法被廣泛應用于汽車、拖拉機、柴油機、內燃機等行業鑄鐵件生產。目前，大量的冷芯盒砂芯來自于三乙胺法制芯，三乙胺法制芯技術在發動機缸體生產中占重要地位。吹芯后，立即通入三乙胺催化劑，使它被樹脂所吸收，發生化學反應，生成胺基甲酸酯樹脂，使砂芯具有良好的工藝性能。但由于所使用的樹脂及催化劑對人體有害；澆注出來的鑄件時常產生毛刺，表面質量較差。因此，這種制芯方法發展比較緩慢。本領域技術人員亟待開發一種鑄造用酸法冷芯盒樹脂的制備方法及其應用，來滿足現有使用需求。

發明內容

有鑒于此，本發明一方面提供一種鑄造用酸法冷芯盒樹脂的制備方法，并且其固化氣體源為酸性物質如草酸、醋酸或者二氧化碳氣體。

一種鑄造用酸法冷芯盒樹脂的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數稱量以下原料：改性苯并噁嗪樹脂39~42份、氯醚樹脂31~33份、二異氰酸酯13~15份、順丁烯二酸酐19~22份、聚酯樹脂軟化劑9~11份、催化劑1~3份和砂表面改性劑0.5~1份；

（2）樹脂漿料：將氯醚樹脂、順丁烯二酸酐加入粉碎機中，粉碎20~30min，然后將混合物倒入高速混合機中，按照配方將二異氰酸酯、催化劑、聚酯樹脂軟化劑，加入高速混合機中，充分攪拌10~20min，制得樹脂漿料；

（3）將樹脂漿料與改性苯并噁嗪樹脂充分混合攪拌均勻，即得。

進一步的，所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，L-賴氨酸二異氰酸酯，1,6-己二異氰酸酯中的一種或幾種。

進一步的，其中所述的改性苯并噁嗪的制備方法為，將11.5~12.8苯酚，7~8份多聚甲醛和17~18份4-炔丙基醚基苯胺、三苯基硼0.6~1.1份置于帶有冷凝管、溫度計的反應釜中，25~30℃下電磁攪拌25~35min使其充分混合，后在電磁攪拌下2450kHz微波輻照反應5~10min，將產物分散于四氫呋喃中，用0.5~1mol/L的NaOH溶液洗滌，再用水洗至中性，加入無水硫酸鈣將水除去，過濾后用旋轉蒸發儀將四氫呋喃旋蒸除去，65~70℃干燥2~3h，得到改性苯并噁嗪。