铸钢用呋喃树脂及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一种铸钢用呋喃树脂及其合成方法,其特征在于，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%，本发明专利技术的铸钢用呋喃树脂在合成过程中采用固体甲醛代替液体甲醛，大量减少了铸钢用呋喃树脂在生产过程中产生污水，合成的铸钢用呋喃树脂具有强度高、粘度低、型砂性能好等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种,其特征在于，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%，本专利技术的铸钢用呋喃树脂在合成过程中采用固体甲醛代替液体甲醛，大量减少了铸钢用呋喃树脂在生产过程中产生污水，合成的铸钢用呋喃树脂具有强度高、粘度低、型砂性能好等特点。【专利说明】铸钢用映喃树脂及其合成方法
本专利技术属于一种呋喃树脂及其合成方法，特别是涉及一种铸钢用呋喃树脂及其合 成方法。
技术介绍
在砂型铸造中，自硬呋喃树脂砂造型制芯具有强度高，尺寸精度高、硬化速度快、 生产效率高、型砂溃散性好、劳动强度低等特点，目前生产中应用非常广泛。呋喃树脂是迄 今为止铸造生产中应用量最大的缩聚树脂，每年的用量已达50万吨以上。呋喃树脂是指以 具有呋喃环的糠醇做原料生产的树脂类的总称，其在酸性介质中固化为不溶和不熔的固形 物，生产呋喃树脂的主要原料是糠醇、甲醛和尿素。首先，由尿素与甲醛在碱性条件下进行 加成反应，生成一羟甲基脲和二羟甲基脲。羟甲基衍生物在酸性条件下与糠醇进行缩合反 应，真空脱水后，得到呋喃树脂。树脂合成中脱出去的水主要来自甲醛溶液中，在真空脱水 阶段未反应的甲醛由于沸点低很容易被脱出，同时糠醇由于氢键效应，也容易与水共沸蒸 出。导致水中存在大量的糠醇和少量的甲醛。若该废水直接氧化将消耗大量氧化剂，若该 废水直接生化处理，将直接使菌种失活。 目前，对呋喃树脂废水的处理一般采用焚烧、大剂量氧化剂氧化处理等方法，能耗 大，费用高，且废水中有效物质未得到充分利用。另外，呋喃树脂中游离甲醛含量是衡量树 脂的一个重要技术指标，如果树脂中游离甲醛含量过高，则在混砂、造型、硬化等操作时甲 醛会释放出来，既污染环境，又危害操作者的身体健康。 有关呋喃树脂及其合成方法，我们检索到以下文献： 1、 中国专利，名称：一种铸造用呋喃树脂的生产工艺申请(专利）号：CN 201110407561. X公开（公告）号：CN 102516482A申请(专利权）人：宁夏共享集团有限 责任公司地址：宁夏回族自治区银川市西夏区同心南路199号专利技术（设计)人：靳毅； 何龙；杨洋；韩文摘要：一种铸造用呋喃树脂的生产工艺，其特征是：它包括如下步骤： 加料、加热升温、脱水、打开蒸汽阀，20-30分钟内升温至80-108°C，保温60-90分钟、出料 和包装入库；本专利技术提供的工艺可以提供一种低游离甲醛、高强度的产品，而且生产环节无 三废产生的绿色环保。 2、 中国专利，名称：一种铸造用呋喃树脂及其制备方法 申请(专利） 号：201210377741. 2公开(公告)号：CN102863600A申请(专利权)人：济南圣泉集团股 份有限公司，地址：山东省济南市章丘市刁镇工业经济开发区，专利技术（设计）人：祝建勋； 刘昭荐；孙永峰，摘要：一种铸造用呋喃树脂及其制备方法，其主要由下述重量份的各成 分合成而成：15-35份甲醛、5-10份尿素、60-90份糠醇、5-40份木质素。本专利技术通过利用木 质素改性糠醇，在降低成本的同时，其游离甲醛含量有一定程度的降低，同时其初强度及终 强度也有一定程度的提高。 3、 中国专利，名称：一种低成本高强度呋喃树脂及其制备方法申请(专利）号： CN201210398634. 8公开（公告）号：CN 102875757A 申请（专利权）人：重庆昊江耐火材 料有限责任公司地址：重庆市九龙坡区铜罐驿镇大坪村200号，专利技术（设计）人：刘巍， 摘要：一种低成本高强度呋喃树脂及其制备方法，，其配方及其重量百分含量组成为： 36. 5%的甲醛12%-30%、尿素3%-12%、糠醇35%-70%、三聚氰胺0. 5%-5%、工业木糖醇母液 0.1%- 25%和偶联剂0.2%-0. 8%，包括以下步骤：甲醛碱性反应、尿素碱性反应、糠醇酸性 反应、真空脱水和出料。本专利技术的有益效果是：能明显降低糠醇的用量和减少废水排放，从 而实现降低生产成本和能耗的效果。 上述文献的呋喃树脂及其合成方法虽然能够合成铸造用的呋喃树脂，但原料中均 采用浓度为37%左右的液体甲醛，甲醛溶液中含水63%，在缩聚过程中还要生成一定量的 水。故在树脂的合成过程中，需要脱去大量的工艺废水，废水中含有大量游离甲醛、甲醇、甲 基喃等小分子有机物，C0D值高达数万，排入水体中会造成非常严重的环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产过程中无废水排放，合成的呋喃树脂游离甲醛含量 低于0. 1%，比强度高、粘度低的， 本专利技术的技术方案是： 一种铸钢用呋喃树脂，其特征在于，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%。 本专利技术的铸钢用呋喃树脂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将苯酚、水加入反应釜中，启动搅拌机搅拌，用碱性催化剂调节PH值至8. 5-9. 5 ; (2) 加入尿素，固体甲醛，加蒸汽升温，保持每5分钟升温8°C，升温至90°C，保温50-70 分钟； (3) 降温至80°C以下，加入糠醇，用碱性催化剂调节PH值至9. 5-10. 5 ; (4) 加蒸汽升温105-115°C，保温回流80-100分钟； (5) 降温至50°C，加入糠醇和偶联剂，搅拌均匀后得到成品。 以上所述的固体甲醛为低聚合度的多聚甲醛，含量为90. 0-99. 9%。 以上所述的步骤（3)中加入的糠醇的重量百分含量为配方组成的40%_50%，所述 的步骤（5)加入的糠醇量为配方组成中糠醇的余下部分。 以上所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三聚氰胺、六亚甲基四胺中的一种 或几种。 以上所述的偶联剂为娃烧偶联剂，为Y -氨丙基二乙氧基娃烧、Y - (2, 3_环氧 丙氧）丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶联剂X-602、硅 烷偶联剂Y-603中的一种或几种。 以上所述的铸钢用呋喃树脂合成过程还可以加入原料总量0. 1-0. 5%的聚乙烯 醇，聚乙烯醇是一种具有大量羟基的高分子化合物，可以与甲醛反应得到聚乙烯醇半缩醛 和聚乙烯醇缩醛，聚乙烯醇与聚乙烯醇缩甲醛本身具有粘接性能，使呋喃树脂具有良好的 粘接性。另外，没有参与反应的部分聚乙烯醇将会成为甲醛的捕捉剂，使呋喃树脂中的游离 甲醛含量降低至〇. 005%。 本专利技术突出的实质性特点和显著的进步是： 1、一般呋喃树脂合成使用液体甲醛，由于液体甲醛中含水量达63%，合成过程中也产生 水，因此需要脱去多余的水分。本专利技术的铸钢用呋喃树脂合成过程中采用固体甲醛代替液 体甲醛，减少了合成过程中脱水的环节，不仅从根本上解决了原工艺产生废水污染的难题， 而且减少脱水所需的时间，减少脱水所产生的能耗150元/吨，减少废水排放180kg/吨，产 品性能提高12%，达到环保、节能、增效益的目的，具有显著的社会和经济效益。 2、本专利技术铸钢用呋喃树脂合成过程中加入偶联剂，使树脂的强度得到极大的提 高，24h强度达2. 6MPa以上，可以降低树脂的加入量，从而降低铸造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸钢用呋喃树脂，其特征在于，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%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴宗宪，罗永杰，
申请(专利权)人：玉林市兰科铸造材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45