一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺制造技术

本发明专利技术申请属于机械行业铸造技术型砂技术领域，具体公开了一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，包括以下步骤：准备好用于覆膜砂生产的树脂，采用微波对树脂进行加热，用微波对树脂的集聚体进行照射直至树脂被加热到170‑200℃成为粘度在30～1000厘泊的高温低粘度流态，微波总输入功率为5‑100kw，每公斤热塑性树脂加载微波总功率为0.1～5kwh，每公斤树脂被加热的升温速率为0.2～5℃/秒。与现有技术相比，本工艺可将树脂快速加热成均匀的高分子熔融状态，从而其用于生产覆膜颗粒材料，更容易较好的完成覆膜。

【技术实现步骤摘要】
一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺
本专利技术属于铸机械行业铸造技术型砂
，具体公开了一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺。
技术介绍
现代材料工业技术的快速发展，在各种不同领域中均有大量的复合材料应用，特别是在传统铸造行业与油气田增产
中，大量使用的以各种颗粒和粉体为原砂，与各种有机高分子材料复合制备而成的型芯砂和覆膜支撑剂产品，这类产品通常称之为覆膜颗粒材料，制备覆膜颗粒材料的高分子材料一般选用树脂。覆膜颗粒材料传统的生产方法是将原砂进行升温加热，使得原砂的温度超过拟与其复合加工处理的树脂的玻璃化温度(或软化温度或结晶温度)以上，再将原砂和树脂混合并在机械作用力的作用下，使树脂的温度从加入时的常温玻璃态固体逐渐升温至超过其玻璃化(或软化温度或结晶温度)温度的高温低粘度流态，流态树脂此时将会熔融展开，进而裹覆在原砂的表面完成覆膜过程。通常情况下，生产覆膜砂需要将原砂加热至128～150℃，混砂覆膜需要120秒以上；生产覆膜支撑剂需要将原砂加热至230-250℃。在传统的覆膜颗粒材料生产中，树脂在与基料混合过程中，需要原砂给树脂提供热量使其受热熔化后包裹在基料表面。通过原砂的温度加热树脂，会导致原砂需要加热到高于热塑性树脂玻璃化温度40～60℃以上的更高温度，以及覆膜过程需要较长的加热时间周期致使生产节拍较长；再者，由于加热原砂的热交换器与环境空气接触的面积较大造成加热过程中的热量损失较高，覆膜颗粒材料生产过程中会流失大量的热量，导致能量的浪费。另外，树脂利用与高温原砂间存在的温度梯度，在机械力作用下，其被加热的其间又同时受到机械剪切力作用，树脂因存在应变松弛现象造成应变效率低，加热不够均匀，容易出现覆膜效果不稳定、覆膜不均、覆膜砂排砂过筛网时出现高灼减量粗颗粒较多、树脂利用率有待提高等问题，生产的覆膜颗粒材料覆膜效果波动幅度较大且混砂机内混料仓体机械作用结构表面粘附较多的树脂材料造成设备可靠性不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，以解决用于覆膜颗粒材料生产的树脂在覆膜颗粒材料生产过程中加热需要原砂具有较高的温度，加热不均匀的问题。为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，包括以下步骤：准备好用于覆膜砂生产的树脂，采用微波对树脂进行加热，用微波对树脂的集聚体进行照射直至树脂被加热到170-200℃成为粘度在30～1000厘泊的高温低粘度流态，微波总输入功率为5-100kw，每公斤热塑性树脂消耗微波总功率为0.1～5kwh，每公斤树脂被加热的升温速率为0.2～5℃/秒。本基础方案的有益效果在于：1、利用微波对树脂集聚体进行照射，微波穿过树脂体时使被照射的树脂集聚体内分子和链接产生超高频相对运动产生大量内能而被加热熔触液化直至树脂加热到170-200℃成为粘度低至30～1000厘泊的高温低粘度流态，利用热塑性树脂的温粘特性曲线原理，升温至170-200℃时既具有很好的树脂覆膜工艺性又可节约能源和工艺时间，基于覆膜用热塑性树脂的TGA特性，在此温度段的热失重率刚好是热塑性树脂体中含有的非工艺可利用性等物质的气化挥发段，如水分和在传统覆膜过程中会产生环境污染的VOCs各种低分子物质得以去除，实现比传统覆膜砂工艺过程更加环保的效果，并可防止树脂因更高温度造成树脂的失效变质等问题，使树脂能够形成均匀的高分子熔体，更利于使用本工艺处理的树脂在生产覆膜砂时能够较好的覆膜，覆膜砂熔点提高1～15℃，流动性提高0.1～1％。2、使用本工艺处理过的树脂生产覆膜砂时，原砂仅需要加工到110-125℃，使用本工艺处理过的树脂生产支撑剂时，原砂温度仅需加热到180-200℃。一方面减少了原砂加热的时间和所需的能量，也减少了利用原砂加热树脂的时间，从而使覆膜砂加工时间缩短，热量损失减小。3、传统覆膜砂加工过程中为了解决潜伏性固化剂六次甲基四胺在温度高于110℃会被分解失效的风险需要加入冷却水，使用本工艺处理过的树脂生产覆膜砂时，由于微波对树脂本身进行了加热已经达到低粘度高温熔体的状态，在具有高温低粘度熔体的树脂加入原砂时，原砂与低粘度熔体的树脂会快速混匀并使得混匀的覆膜砂温度降低到110℃以下，这样对于加入的六次甲基四胺水溶液不会出现分解失效，采用本工艺处理的树脂覆膜砂加工过程无需加入冷却水，减少了工艺步骤和吹风降温所需时间，使得覆膜砂生产总的工艺周期可减少接近40％，降低了覆膜砂生产的成本，提高了覆膜砂生产的效率。4、在传统加热原砂覆膜方法基础上，结合使用本工艺微波加热热塑性树脂来制备覆膜砂，可实现使用热塑性树脂多层覆膜制备覆膜砂，使得相对于传统方法使用低软化点树脂和/或液体树脂和/或有机酯类添加剂制备的覆膜砂熔点提高10～15℃，可大大改善覆膜砂在高温季节的抗结块性(结块率降低20～60％)，进一步使得覆膜砂生产总的工艺周期减少。5、本工艺处理的树脂，每公斤被加热树脂的游离酚排放量较常规覆膜砂工艺的总量降低5～50％，大大降低了环境污染，使所制备的树脂稳定性更高。与现有技术相比，本工艺可将树脂快速加热成均匀的高分子熔融状态，从而其用于生产覆膜颗粒材料，更容易较好的完成覆膜。进一步，所述树脂包括多种热塑性树脂。采用微波对树脂进行加热，树脂受热均匀，特别是使用多种树脂配合覆膜时的多组分相互熔化可以形成更加均匀的树脂熔体，使得不同种牌号的树脂所具有的表观特性得以归一化，如流动度和聚速不同于在传统工艺方法时出现的微观相分离造成的品质稳定性问题得以根本性的解决。进一步，多种热塑性树脂包括纯酚醛树脂、纯环氧树脂、改性酚醛树脂、改性环氧树脂的一种或任意种的混合树脂。这几种树脂为热塑性树脂，易获取较为常用。进一步，利用微波对树脂加热到粘度在40～400厘泊的高温低粘度流态。此条件下，可使加热后的树脂更佳均匀。进一步，微波对树脂进行加热的频率为2400-2500MHz。此频率下树脂的共振频率相差小，使树脂微波能量吸收的比较快，从而使树脂的加热效率有效提高。进一步，微波总输入功率为8-60kw，每公斤热塑性树脂消耗微波总功率为0.3～3kwh,每公斤树脂被加热的升温速率为0.2～5℃/秒,可使树脂更为均匀快速的熔化。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：实施例1一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，包括以下步骤：准备用于覆膜砂生产的树脂，树脂为多种热塑性树脂，其中：(聚速为50秒/流动度为15mm的)酚醛树脂一占50％，(聚速为30秒/流动度为30mm的)酚醛树脂二占50％；采用微波对树脂集聚体进行照射，加载于树脂的微波总输入功率为5kw，每公斤热塑性树脂消耗微波总功率为0.1kwh，树脂被微波加热时产生快速升温，升温速率为0.4℃/秒，微波穿过树脂体时使被照射的树脂集聚体内分子和链接产生超高频相对运动产生大量内能而被加热熔触液化直至树脂加热到170-180℃成为粘度低至30～40厘泊的高温低粘度流态。微波对树脂进行加热的频率为2450MHz。在利用上述处理的树脂制备覆膜砂，包括以下步骤：采用天燃气换热器对原砂进行加热，将原砂加热到110-120℃时，将已被微波加热的热塑性树脂低温熔体8公斤加入并进行覆膜混匀，测砂温在110℃，加入六次甲基四胺水溶液混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：准备好用于覆膜砂生产的树脂，采用微波对树脂进行加热，用微波对树脂的集聚体进行照射直至树脂被加热到170‑200℃成为粘度在30～1000厘泊的高温低粘度流态，微波总输入功率为5‑100kw，每公斤热塑性树脂消耗微波总功率为0.1～5kwh，每公斤树脂被加热的升温速率为0.2～5℃/秒。

【技术特征摘要】
1.一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：准备好用于覆膜砂生产的树脂，采用微波对树脂进行加热，用微波对树脂的集聚体进行照射直至树脂被加热到170-200℃成为粘度在30～1000厘泊的高温低粘度流态，微波总输入功率为5-100kw，每公斤热塑性树脂消耗微波总功率为0.1～5kwh，每公斤树脂被加热的升温速率为0.2～5℃/秒。2.如权利要求1所述的一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，其特征在于，所述树脂包括多种热塑性树脂。3.如权利要求2所述的一种用于覆膜砂生产的树脂处理工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊帆，熊鹰，周高胜，
申请(专利权)人：重庆长江造型材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50