一种用于铸造用过滤网的有机糠醇改性氨基树脂-无机溶胶复合涂层、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种用于铸造用过滤网的有机树脂‑无机溶胶复合涂层的制备方法。采用糠醇改性氨基树脂或者糠醇与低游离醛的醚化三聚氰胺‑甲醛树脂或者水性脲醛树脂为有机树脂粘结剂成分，以无机溶胶，硅溶胶、铝溶胶等及拟薄水铝石等胶溶性无机胶粘剂复配的有机‑无机涂层材料，作为该专利涂层材料制备铸铝、铸铜和铸铁的过滤网。该过滤网涂层材料与现使用的醇溶液热塑性酚醛溶液为涂层材料相比，具有低毒，成本低，对于较低熔点合金或金属浇注的过滤网强度与耐热性能完全能满足浇注过滤使用要求。

A Composite Coating of Organic Furfuryl Alcohol Modified Amino Resin and Inorganic Sol for Foundry Filter Mesh, Its Preparation Method and Application

The invention provides a preparation method of an organic resin inorganic sol composite coating for a filter screen for casting. Furfuryl alcohol modified amino resin or furfuryl alcohol etherified melamine-formaldehyde resin with low free aldehyde or water-borne urea-formaldehyde resin were used as organic resin binders. The organic-inorganic coating materials, which were compounded with inorganic sol, silica sol, alumina sol and pseudo-boehmite, were used as patent coating materials to prepare filter nets of cast aluminium, cast copper and cast iron. Compared with the existing coating material of alcohol solution thermoplastic phenolic solution, the coating material has low toxicity and low cost. The strength and heat resistance of the filter mesh poured with low melting point alloys or metals can fully meet the requirements of pouring and filtering.

【技术实现步骤摘要】
一种用于铸造用过滤网的有机糠醇改性氨基树脂-无机溶胶复合涂层、制备方法及应用
本专利技术属于有机糠醇改性氨基树脂-无机溶胶复合涂层制备
，具体涉及一种用于铸造用过滤网的有机树脂-无机溶胶复合涂层、制备方法及应用。
技术介绍
铸造用过滤网是在高温条件下用于铸造浇铸过程中过滤高温熔融的铁、钢、铝等液态金属中夹杂的各种杂质、除渣剂及各种非金属物质所造成的熔渣，以获得高质量铸件，降低铸件废品率。目前，铸造用过滤网是以热塑性酚醛树脂的醇溶液为基体浸渍高硅氧玻璃纤维布，再经过低温固化或高温碳化成型得到的，它广泛用于铸造行业，但热塑性酚醛树脂的耐热性、耐烧灼性等，对铸造用过滤网的性能有着至关重要的作用。目前，铸造用过滤网用涂层材料是热塑性酚醛树脂，是以苯酚与甲醛的摩尔比小于1，且在酸性催化剂的条件下，两者生成直线型或支链型大分子。酚醛树脂生产时产生含游离酚与游离醛废水；尽管废水可采取再加过量甲醛，将苯酚最大化回收成酚醛树脂，但含高游离醛废水仍然需要化学氧化等方法进行无害化处理，该废水处理工艺复杂和成本较高，但酚醛树脂涂层材料可以适用于各种铸造用过滤网涂层材料。专利CN106414839A提出组合物、所述组合物的制备方法，所述组合物包括产物A和产物B的混合物。所述产物A通过碳水化合物单体的聚合反应获得，所述碳水化合物单体是天然的或合成的，优选为糖类，更优选为糖，例如葡萄糖、果糖、乳糖等。一种制备上述组合物的方法，组合物是下面几种原料构成的混合物M：30％-70％质量分数的蔗糖；70％-30％质量分数的水:0％-1.8％质量分数的磷酸:0％-1.7％质量分数的硫酸铝镀:和0％-2.0％质量分数的磷酸二氢钙构成的混合物，再与碱性硅溶胶得到该组合物。将上述组成的混合物M加热溶解，然后该混合物M占66％，而40％碱性硅溶胶占34％混合，构成铸铝过滤网组合物浸涂材料，该组合物主要用于铝网；同时由于专利涂层材料用到磷酸及相应磷酸盐，它们对铝网常用的无碱玻璃纤维布有一定程度腐蚀；同时通过实验发现：该过滤涂层材料碳化残余率较低(即碳化时损失较多)，接近50％，即如不经碳化，固化后过滤网强度损失和发烟量较大，耐热性能差，高温强度差等缺点。专利CN101235262介绍一种用于缠绕型铸造过滤网的胶粘剂及制备方法，该胶粘剂由以下原料组成：4～7重量份热塑性酚醛树脂、0.3～3重量份固化剂聚己二酰己二胺、20重量份工业乙醇、0.100～0.525重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.100～0.525重量份丙烯酸酯、0.007～0.056重量份Y－氯丙基甲基二乙氧基硅烷。目前铸造过滤网涂层材料主要是热塑性酚醛树脂醇溶液，它们均具有较高的耐热性能和较高残炭率，但专利技术人发现：过滤网制作时树脂固化时释放游离甲醛、游离酚和氨及大量溶剂甲醇污染车间环境，同时成本较高。而目前的低毒树脂耐热性能较差，无法满足过滤网高温下使用的要求，例如：三聚氰胺甲醛树脂的耐热温度一般仅为130～150℃左右。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的一个目的是提供一种用于铸造用过滤网的有机树脂-无机溶胶复合涂层的制备方法，其中有机树脂材料是糠醇改性氨基树脂，也可中糠醇与氨基树脂的混合物，这里氨基树脂主要是水溶性较好的三聚氰胺-甲醛树脂或者水性脲醛树脂。无机胶溶物质，主要是硅溶胶、铝溶胶等及拟薄水铝石等胶溶性无机物，该有机与无机物复配得到一种铸造过滤网用涂层材料。该涂层材料可用作浇注温度低点有色金属过滤网涂层材料，也适用作铸铜和铸铁过滤网涂层材料，与现使用的醇溶液热塑性酚醛溶液为涂层材料相比，具有低毒，用水来稀释，溶剂无毒，成本较低，可用于铸铝、铸和铸铁过滤网涂层材料，过滤网强度与耐热性能满足浇注使用要求。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种用于铸造用过滤网的有机糠醇改性氨基树脂-无机溶胶组合物，包括：有机树脂、无机溶胶、水、添加剂；所述有机树脂为糠醇改性的氨基树脂，或者糠醇与氨基树脂的混合物。本专利技术通过糠醇改性的氨基树脂或将二者混合制备出一种具有低毒，高强度与高耐热性能的新型树脂或混合物，用其替代目前毒性较高的酚醛树脂，完全能够满足某些铸造用过滤网的技术要求。本专利技术中“铁网、钢网、铝网”分别是指：铁水过滤网、钢水过滤网和铝水过滤网。本专利技术涂层材料是有机与无机混合物，其中有机材料是占涂层材料30％-80％采用糠醇改性氨基树脂或者糠醇与醚化氨基树脂混合物，醚化的氨基树脂是水溶性低游离醛三聚氰胺甲醛树脂或者脲醛树脂，优选是糠醇改性三聚氰胺树脂或糠醇与醚化三聚氰胺甲醛树脂混合物，由于它们本身都具有较好的耐热性能和较好的水溶性，可使用水为溶剂来稀释；而无机材料选择具有较好胶溶性的材料，如铝溶胶、硅溶胶、拟薄水铝石等其它无机溶胶类物质，它们具有较好粘结力，经碳化后，可以提高涂层高温强度、降低过滤网发气量或发烟量，使有机-无机涂层材料制备的过滤网，具有较好的低温强度、高温强度及耐热性能。在一些实施例中，所述氨基树脂是醚化的三聚氰胺甲醛树脂或者醚化脲醛树脂。糠醇改性的氨基树脂，或者糠醇与氨基树脂的混合物，氨基树脂是醚化的三聚氰胺甲醛树脂或者醚化脲醛树脂，优选是糠醇改性三聚氰胺树脂，由于它们本身都具有较好的耐热性能。糠醇改性氨基树脂或糠醇与氨基树脂的混合物，优选是糠醇改性氨基树脂，更优选是糠醇改性三聚氰胺甲醛树脂；在混合物中的氨基树脂可是甲醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂或者脲醛树脂，游离醛低于0.3％以下，固体含量在20％-70％之间，在涂层材料中所占比例为5-35％，优选15-25％；混合物中糠醇可采用糠醇或低缩合度糠醇，它的含量决定耐热性能，糠醇或低缩合度糠醇在有机材料中占20％-90％，优选50％-80％；糠醇改性三聚氰胺甲醛树脂或糠醇与醚化三聚氰胺甲醛树脂，是糠醇、多聚甲醛或液体甲醛、有或者没有甲醇为原料进行加成与缩合反应，也可以用糠醇、多羟甲基三聚氰胺、甲醇进行醚化与缩合得到一种低缩合度聚合物。具体是：先在碱性条件下进行三聚氰胺与甲醛的羟甲基化，然后在酸性条件下，进行糠醇、甲醇醚化及糠醇缩合反应，也可以用糠醇、多羟甲基三聚氰胺、甲醇直接在酸性条件下，进行醚化与缩合得到水溶性糠醇改性三聚氰胺甲醛树脂，其中糠醇含量为20％-90％，优选糠醇含量为50％-80％；在一些实施例中，所述氨基树脂是醚化的三聚氰胺甲醛树脂或者醚化脲醛树脂。糠醇改性三聚氰胺甲醛树脂或者醚化三聚氰胺甲醛树脂，三聚氰胺与甲醛摩尔比可采用1：2-1：6，优选1：2-1：4，醚化时采用甲醇、乙醇，它与三聚氰胺摩尔比为0：1-10：1，优选0：1-6：1；如果使用糠醇、多羟甲基三聚氰胺、甲醇为原料进行酸性条件下醚化与缩合时，多羟甲基三聚氰胺与甲醇摩尔比为1：0-1：10，优选1：2-1：4，糠醇改性三聚氰胺甲醛树脂或糠醇与醚化三聚氰胺甲醛树脂混合物中糠醇可是糠醇或低缩合度糠醇，糠醇或低缩合度糠醇在酸性催化剂作用下，与三聚氰胺甲醛或脲醛树脂进行共缩合及自身缩合反应，缩合物具有树脂残炭高、耐热性能好，高温浇注时产生石墨碳，对提高浇注强度与耐热性能作用，其中糠醇或低缩合度糠醇含量在糠醇改性三聚氰胺甲醛树脂或糠醇与醚化三聚氰胺甲醛树脂混合物中含量在糠醇含量为20％-90％，优选糠醇含量为40％-80％；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铸造用过滤网的有机糠醇改性氨基树脂‑无机溶胶组合物，其特征在于，包括：有机树脂、无机溶胶、水、添加剂；所述有机树脂为糠醇改性的氨基树脂，或者糠醇与氨基树脂的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种用于铸造用过滤网的有机糠醇改性氨基树脂-无机溶胶组合物，其特征在于，包括：有机树脂、无机溶胶、水、添加剂；所述有机树脂为糠醇改性的氨基树脂，或者糠醇与氨基树脂的混合物。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述氨基树脂是醚化的三聚氰胺甲醛树脂或者醚化脲醛树脂。3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机树脂占涂层材料总质量的30％-80％。4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，糠醇改性三聚氰胺甲醛树脂或糠醇与醚化三聚氰胺甲醛树脂的方法为：糠醇或低缩合度糠醇在酸性催化剂作用下，与三聚氰胺甲醛或脲醛树脂或者六羟甲基三聚氰胺进行共缩合及自身缩合反应而得。5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述无机溶胶为铝溶胶、硅溶胶、拟薄水铝石或气相白炭黑中的至少一种。6.如权利要求1所述的组合物，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄仁和，陈登宁，袁振飞，唐尧基，李廷树，
申请(专利权)人：山东科技大学，保定宁信新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37