[发明专利]一种铸钢用呋喃树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铸钢用呋喃树脂及其制备方法。所述呋喃树脂由以下原料按一定比例制成：固体甲醛、原料甲、尿素、丙酮、原料乙、固化剂、偶联剂、金属盐。所述原料甲优选为苯酚与腰果酚的组合；所述原料乙优选为山梨醇与糠醇的组合。本发明的铸钢用呋喃树脂热拉强度大、氮含量小，具有很好的固化效果，合成方法步骤简单、环保、废水排放少，并较大程度地降低了糠醇的用量，有利于降低生产成本。

技术领域

本发明属于有机高分子材料及其制备领域，尤其是涉及一种铸钢用呋喃树脂及其制备方法。

背景技术

随着工业化的发展，以及环保的日益严格，铸造工业的发展也越来越追求储存便利化、生产精细化与环保无污染化。在覆膜砂生产过程中，覆膜砂的成型快慢与树脂的熔点有着直接的关系，树脂熔点过低容易导致覆膜砂结块现象，不利于覆膜砂工艺的连续化生产，树脂熔点过高则导致覆膜砂成型慢，对铸件的精细化生产造成很大的困扰。同时铸造过程中，产生的烟气量不仅容易降低铸件的成品率，还会对环境造成很大的污染；而产生的刺激性氨气，严重刺激呼吸道，对人身体产生巨大危害。因此在铸造工艺中，砂芯表面越是光滑、铸造过程中产生的烟气量与氨气量越少对铸件的精度越好，对环境的污染越少，对人体的伤害越小。

有关呋喃树脂及其合成方法，我们检索到以下文献。

公开号为CN102807661A的专利提供了一种自硬呋喃树脂母液及铸造用自硬呋喃树脂的制备方法，利用丙酮、苯酚、固体甲醛、尿素、糠醇为原料通过加成反应、缩聚反应等步骤，制备出自硬呋喃树脂母液。然后利用母液与用量范围上下大幅度可调的糠醇配合增强剂在常规下搅拌得到铸造用自硬呋喃树脂。该铸造用自硬呋喃树脂的制备过程简单、劳动强度低，而且树脂中的糠醇含量可控性强、调整范围较宽，但是糠醇的用量太高，糠醇的价格比较贵，因此一方面生产成本高，另一方面糠醇含量高会导致混砂时烟大，对环境和工人健康不利。

公开号为CN104193935A的专利提供了一种铸钢用呋喃树脂及其合成方法，其原料及质量百分含量为：糠醇70-80%、固体甲醛9-15%、苯酚10-15%、尿素0.5-5.0%、偶联剂0.2-0.5%和水2-5%，该铸造用呋喃树脂强度高、粘度低、砂型性能较好，但是其糠醇的含量还是偏高。

公开号CN103819643A的专利提供了一种铸造用呋喃树脂及其制备方法，所述铸造用呋喃树脂的配方比例按重量份数计：甲醛27-35份、糠醇40-50份、尿素8-12份、乌洛托品0.1-0.5份、氨水1-3份、甲醇5-10份、偶联助剂0.1-0.8份、糠醇替代物5-15份、甲酸0.1-0.5份。 所述糠醇替代物为山梨醇或聚酯多元醇或山梨醇与聚酯多元醇的混合物。其制备方法包括投料、升温、三次真空脱水、降温搅拌、过滤出料等步骤。但是多元醇仅替代很少量糠醇，总体来说糠醇的比例还是比较大，成本降低不明显，也不利于减少铸造过程中产生的烟气量。

发明内容

本发明的目的是针对现有的呋喃树脂的环保问题，提供一种低氮、低烟、环保型呋喃树脂。

本发明的呋喃树脂的制备原料包括固体甲醛、原料甲、尿素、丙酮、原料乙、固化剂、偶联剂、金属盐，所述原料甲选自苯酚、腰果酚、双酚A中的一种或两种以上的组合，所述原料乙选自山梨醇、糠醇、木糖醇、聚酯多元醇中的一种或两种以上的组合，各原料的质量份为：固体甲醛48～52、原料甲27～31、尿素15～19、丙酮18～22、原料乙43～47、固化剂25～45、偶联剂1、金属盐0.5。

所述的铸钢用呋喃树脂的制备方法包括以下步骤：

（1）将原料甲、丙酮加入反应釜中，启动搅拌机搅拌，加入固体甲醛、尿素，搅拌5min，用氢氧化钠溶液调节原料pH=8～10；

（2）加蒸汽升温，保持每10分钟升温20℃，升温至80℃～110℃，保温120min～180min；