本发明专利技术公开了聚酯多元醇与酚醛树脂复合型冷芯盒制芯粘结剂体系，包括组分I和组分II；所述组分I，以质量百分数计，聚酯多元醇20％‑60％，苯醚型酚醛树脂10％‑30％，余量为抗潮剂和溶剂I；所述组分包括聚异氰酸酯、延缓剂及溶剂II。极大减低了现有冷芯盒树脂生产中产生高游离醛与游离酚的废水及冷芯盒树脂应用中游离醛、游离酚对环境带来污染。
Polyester polyol and phenolic resin composite cold core box core adhesive system
The invention discloses a polyester polyol and phenolic resin composite type cold box core binder system, including the component I and II; the components in percentage by mass, I, polyester polyol 20% 60%, 30% 10% benzylic ether phenolic resin, the balance moisture resistant agent and solvent I; the components include a polyisocyanate, retarding agent and solvent II. The waste water with high free formaldehyde and free phenol and cold core box resin are greatly reduced in the production of resin in the present cold box resin, and the environment is polluted by the free formaldehyde and the free phenol in the middle.
【技术实现步骤摘要】
聚酯多元醇与酚醛树脂复合型冷芯盒制芯粘结剂体系
本专利技术涉及一种气化有机叔胺催化新型冷芯盒铸造粘结剂体系，具体涉及聚酯多元醇与酚醛树脂复合型冷芯盒制芯粘结剂体系。
技术介绍
冷芯盒造芯(型)工艺是20世纪60年代发展起来的一种新型的造芯工艺，曾主要指美国阿什兰(Ashland)公司的ISOCURE法，现已被用来形容任何一种粘结剂用气体催化剂在室温下硬化的树脂砂工艺。在这类方法中，首先将粘结剂组分与砂混合均匀，然后通过射芯机将混合有粘结剂砂射到所需模具中。借助气化的催化剂，在室温将模具填充的砂子发生固化，制得具有足够高强度的所需砂芯/型。大多数冷芯盒制芯法是指气态有机胺固化的聚氨酯粘结剂体系，例如US3409579和US3676392，这些体系是用气态胺催化剂固化的。该聚氨酯成型粘结剂体系通常由苯醚型酚醛树脂的组分Ⅰ和聚异氰酸酯的组分Ⅱ组成。目前通用的冷芯盒树脂是由两种组分构成，组分Ⅰ是苯醚型酚醛树脂溶液，组分Ⅱ是聚异氰酸酯溶液，以气化有机叔胺为固化催化剂。但在生产苯醚型酚醛树脂过程中产生较多高达10％游离醛和高达7％游离酚废水，同时得到的组分Ⅰ中游离醛与游离酚含量较高，对周围环境造成污染与人体造成伤害，因此降低冷芯盒树脂组分Ⅰ中酚醛树脂使用量，同时也能降低传统组分I酚醛树脂生产对对环境污染与人体伤害。专利US5189079利用一元醇和多元醇如乙二醇、丙二醇、甘油、山梨醇、聚醚多元醇等制备烷氧基改性的酚醛树脂用作三乙胺冷芯盒树脂，具有较低的粘度和游离醛。US4546124通过利用甲醇或一元醇对酚醛树脂改性，从而提高冷芯盒树脂砂的热强度。专利US4590229通过利用烷基酚代替苯酚制备酚醛树脂，从而达到不用极性溶剂的目的。另外，专利US6429236研究了一种丙烯酸改性酚醛聚氨酯铸造粘结剂，在专利US5880175基础上用酚醛树脂替代环氧树脂，大大提高了砂芯在放置过程中的稳定性，粘合剂体系组分Ⅰ包括：(1)酚醛树脂，和(2)自由基引发剂，组分Ⅱ包括(1)聚异氰酸酯，和(2)多官能丙烯酸酯。该粘结剂体系具有较长的可使用时间。该方法仍然使用部分苯醚型酚醛树脂，含有的游离醛、游离酚较低，但即时强度与后期强度比传统苯醚型酚醛树脂冷芯盒树脂低。另外，上述各专利的树脂砂吹胺量对即时强度影响较小。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了聚酯多元醇与酚醛树脂复合型冷芯盒制芯粘结剂体系，极大减低了现有冷芯盒树脂生产中产生高游离醛与游离酚的废水及冷芯盒树脂应用中游离醛、游离酚对环境带来污染。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：聚酯多元醇与酚醛树脂复合型冷芯盒制芯粘结剂体系，包括组分I和组分II；所述组分I，以质量百分数计，聚酯多元醇20％-60％，苯醚型酚醛树脂10％-30％，余量为抗潮剂和溶剂I；所述组分包括聚异氰酸酯、延缓剂及溶剂II。优选的，以质量百分数计，聚酯多元醇40％-55％。优选的，以质量百分数计，苯醚型酚醛树脂15％-25％。优选的，以质量百分数计，抗潮剂0.5％-2％。更进一步优选的，以质量百分数计，抗潮剂1.0％-2％。优选的，所述组分I和组分II的质量比为1:0.5-3。进一步优选的，所述组分I和组分II的质量比为1:2-3。更进一步优选的，所述组分I和组分II的质量比为1:2。优选的，所述组分II，以质量百分数计，聚异氰酸酯60％-90％，延缓剂0.1％-2％，余量为溶剂II。进一步优选的，以质量百分数计，聚异氰酸酯70％-80％。进一步优选的，以质量百分数计，延缓剂0.25％-1％。优选的，所述聚酯多元醇为芳香族聚酯多元醇。所述芳香族聚酯多元醇为芳香族二元酸与小分子脂肪族多元醇反应而得，或芳香族二元酸酐与小分子脂肪族多元醇反应而得。芳香族聚酯多元醇制备方法可参照《芳香族聚酯多元醇的合成与应用》(姚志洪、邢益辉，《聚氨酯工业》，2005年第20卷第6期)。优选的，所述聚酯多元醇的羟值为30-150mgKOH/g。进一步优选的，所述聚酯多元醇的羟值为50-100mgKOH/g。优选的，所述苯醚型酚醛树脂采用苯酚与多聚甲醛摩尔比1:1.1-1.5，二价金属有机酸盐催化作用下合成。优选的，所述苯醚型酚醛树脂的水含量小于2％(质量)。优选的，所述溶剂I为稀释溶解聚酯多元醇与苯醚型酚醛树脂，且使冷芯盒树脂与砂有较好分散性与流动性的有机溶剂。进一步优选的，所述溶剂I为二元酸酯、芳烃溶剂油中的一种或混合。由于聚酯多元醇与苯醚型酚醛树脂都是极性物质，溶剂I选择强极性的高沸点的低毒的二元酸酯，同时也提高树脂砂芯的韧性，该极性二元酸酯有尼龙酸二甲酯(DBE)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、己二酸二辛酯(DOA)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等。并且聚酯多元醇与苯醚型酚醛树脂均有芳香结构，由于该聚酯多元醇是芳香族，因此也可在溶剂中添加部分芳烃溶剂油，如100#芳烃溶剂或150#芳烃溶剂。所述溶剂I优选是二元酸酯和芳烃溶剂的按一定比例的混合溶剂。优选的，所述抗潮剂为提高冷芯盒制芯树脂砂抗潮性能的化学制剂。能够提高冷芯盒制芯的后期强度。本专利技术所用的抗潮剂为目前通用的抗潮剂。该抗潮剂是HF水溶液与硅烷复合体系。其中，HF水溶液占组分Ⅰ的0.3-0.5％(质量)，而硅烷占组分Ⅰ的0.5％-1％(质量)，HF水溶液采用质量浓度为50％的HF水溶液，或者为80％的HF水溶液，而硅烷可使用有乙烯基烷氧基硅烷、氨基烷氧基硅烷、环氧基烷氧基硅烷及脲基烷氧基硅烷等，优选是环氧基烷氧基硅烷及脲基烷氧基硅烷，如KH560与KH160。优选的，所述聚异氰酸酯为芳香族聚异氰酸酯。如较常用的有2,4-和2,6-甲苯烷二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)。优选是二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)及二者混合物。优选的，所述溶剂II为高沸点芳烃溶剂油。溶剂II主要用于是溶解与稀释聚异氰酸酯，由于聚异氰酸酯为非极性物质，异氰酸酯基(-N＝C＝O)是高度不饱和的基团，与-OH的活泼氢反应活性相当高，氰酸酯与水反应生成不稳定的氨基甲酸，随即分解成胺，同时放出CO2气体，因此组分Ⅱ中溶剂一般选择非极性溶剂，高沸点芳烃溶剂油是芳香族含量至少是90％和沸点范围是138℃-232℃的混合溶剂。高沸点芳烃溶剂油优选100#、150#和200#或煤油中的一种或多种混合。优选的，所述延缓剂为能够提高冷芯盒制芯树脂砂使用时间的化学制剂。所述延缓剂的选用与传统苯醚型冷芯盒树脂延缓剂相同。进一步优选的，所述延缓剂为酰氯类化合物、含磷有机物、三氯氧磷中的一种或几种。更进一步优选的，所述延缓剂为邻苯二甲酰氯、三氯氧磷中的一种或几种。一种上述冷芯盒制芯粘结剂体系在铸造造型或制芯中的应用。一种上述冷芯盒制芯粘结剂体系在冷芯盒制芯中的应用。一种上述冷芯盒制芯粘结剂体系在冷芯盒制芯中的使用方法，向制备冷芯盒制芯的砂子中添加1％-2％(质量)的上述冷芯盒制芯粘结剂体系制成冷芯盒制芯树脂砂，然后通入气化有机叔胺固化催化剂进行固化，200g砂子制备的树脂砂固化所需气化有机叔胺固化催化剂的通入量为4-5mL。本专利技术中所述的树脂砂为砂子与上述冷芯盒制芯粘结剂体系的混合物。优选的，添加1.5％(质量)的上述冷芯本文档来自技高网...
【技术保护点】
聚酯多元醇与酚醛树脂复合型冷芯盒制芯粘结剂体系，其特征是，包括组分I和组分II；所述组分I，以质量百分数计，聚酯多元醇20％‑60％，苯醚型酚醛树脂10％‑30％，余量为抗潮剂和溶剂I；所述组分包括聚异氰酸酯、延缓剂及溶剂II。
【技术特征摘要】
1.聚酯多元醇与酚醛树脂复合型冷芯盒制芯粘结剂体系，其特征是，包括组分I和组分II；所述组分I，以质量百分数计，聚酯多元醇20％-60％，苯醚型酚醛树脂10％-30％，余量为抗潮剂和溶剂I；所述组分包括聚异氰酸酯、延缓剂及溶剂II。2.如权利要求1所述的粘结剂体系，其特征是，以质量百分数计，聚酯多元醇40％-55％；或，以质量百分数计，苯醚型酚醛树脂15％-25％；或，以质量百分数计，抗潮剂0.5％-2％。3.如权利要求1所述的粘结剂体系，其特征是，所述组分I和组分II的质量比为1:0.5-3；优选的，所述组分I和组分II的质量比为1:2-3；进一步优选的，所述组分I和组分II的质量比为1:2。4.如权利要求1所述的粘结剂体系，其特征是，所述组分II，以质量百分数计，聚异氰酸酯60％-90％，延缓剂0.1％-2％，余量为溶剂II。5.如权利要求1所述的粘结...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄仁和，张宝平，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。