用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂及其制备方法，属于消失模铸造材料领域，可发性共聚树脂的分子量为15‑30万，包括：混合单体、去离子水、纤维素醚类分散剂、钠盐、引发剂、发泡剂、分子量调节剂；混合单体包括MMA、ST，MMA占混合单体的70‑95wt%，ST占混合单体的5‑30wt%；钠盐包括硫酸钠、焦磷酸钠、重铬酸钠中的至少一种；发泡剂由正戊烷、异戊烷、石油醚组成；分子量调节剂包括二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、C8‑C12烷基硫醇、四溴化碳、甲基苯乙烯二聚体中的至少一种。可发性共聚树脂形成的模型，在浇铸铸铁、铸钢时，具有降低或消除铸件碳缺陷的优点。

Developable copolymer resin for EPC model and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂及其制备方法
本专利技术涉及消失模铸造材料领域，更具体地说，它涉及一种用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂及其制备方法。
技术介绍
消失模铸造是上世纪80年代发展起来的铸造新工艺，它的关键技术是用泡沫塑料模代替传统铸造的木模、蜡模等，其优点如下：一、铸件的尺寸精度和表面光洁度比砂型铸件高；二、排放的有机废气少，容易实现清洁生产；三、铸件结构设计有很大自由度，由多个零件加工组装起来的构件，可以分片制模后粘接起来进行整体铸造，大大节约了组装和加工所需的费用。要想达到消失模铸造的上述优点，关键在于模型材料的优质性。传统上使用的模型材料是可发性聚苯乙烯，即EPS。公开号为CN1589185A、公开日为2005年03月02日的中国专利公开了一种消失模铸造法，其是在型砂内埋设合成树脂发泡体制模型而成的砂型内注入熔液，利用该熔液边使上述模型消失边铸造制品时，借助设有排出气体抑制机构的排放通路，一边向上述砂型的外部放出由上述模型的消失而产生的气体，一边进行铸造的消失模铸造法，根据上述模型的材质及形状、上述熔液的种类及上述熔液的温度，控制排放通路的通气性，合成树脂发泡体为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或它们的共聚物。然而，现有技术中使用的合成树脂发泡体为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或它们的共聚物，而EPS的主要成分是苯环类化合物，在高温下很难热分解，但在铁水浇铸的高温下易分解生成焦油样物质，粘附在模型外表涂层内表面，因此，在900℃以上的高温下形成大量碳渣附着在铸铁、钢件的表面，从而造成铸件出现碳缺陷的现象。导致浇铸铸铁、铸钢时，最终获得的铸件的合格率低，且质量较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一在于提供一种用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂，能克服碳缺陷的技术难点，在浇铸铸铁、铸钢时，具有可降低或消除碳缺陷的优点。为实现上述目的一，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂，包括如下质量份数的组分：混合单体100份；去离子水150-250份；纤维素醚类分散剂0.3-0.6份；钠盐0.15-0.45份；引发剂0.25-0.50份；发泡剂8-15份；分子量调节剂0.1-0.5份；所述混合单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯，所述甲基丙烯酸甲酯占混合单体的70-95wt％，苯乙烯占混合单体的5-30wt％；所述钠盐包括硫酸钠、焦磷酸钠、重铬酸钠中的至少一种；所述引发剂包括过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少两种；所述发泡剂由质量份数比为8∶2-6∶4的正戊烷、异戊烷、石油醚组成；所述分子量调节剂包括二乙烯苯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，C8-C12烷基硫醇，四溴化碳，甲基苯乙烯二聚体中的至少一种；所述可发性共聚树脂的分子量为150000-300000。通过上述技术方案，纤维素醚类分散剂主要选取羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素，可使组分达到良好的分散效果。引发剂中，正戊烷、异戊烷、石油醚的沸点低，在发泡过程中出现的扩散损失较小，有助于提高发泡效果。本申请采用的甲基丙烯酸甲酯即为MMA，苯乙烯即为ST。硫酸钠是为了降低混合单体在去离子水中的溶解度，从而保持形成的可发性共聚树脂质量的稳定性。焦磷酸钠、重铬酸钠与硫酸钠相互配合，进一步提高形成的可发性共聚树脂质量的稳定性。分子量调节剂中，二乙烯苯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，C8-C12烷基硫醇，四溴化碳，甲基苯乙烯二聚体均可调节可发性树脂分子量，并能阻止树脂的过度交联。溴原子的相对分子质量大于氢原子的相对分子质量，结合MMA聚合出的可发性共聚树脂相比于现有的聚苯乙烯泡沫，其中的碳元素含量大幅下降，有助于降低碳缺陷出现的频率。虽然，四溴化碳能在一定程度上减少碳缺陷，但其在高温下分解产生的溴化氢具有一定的毒性，在生产上具有一定的隐患。而甲基苯乙烯二聚体在降低碳缺陷出现概率的同时，也是一种低味绿色产品，对生产环境较为安全。本申请中，MMA占混合单体的70-95wt％，ST占混合单体的5-30wt％，将MMA与ST的配比调节到更为合适的范围内，在分子量调节剂的作用下，使可发性共聚树脂的分子量保持在150000-300000，使其性能更加稳定。进一步优选为：所述混合单体还包括辅助剂，所述辅助剂占混合单体的0-5％，所述MMA占混合单体的65-95wt％，ST占混合单体的5-30wt％；所述辅助剂包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。通过上述技术方案，经研究(品质试验)发现，MMA、ST、辅助剂三者相互配合，获得的可发性共聚树脂制成的模型在进行浇铸铸件时，更加减少碳缺陷的出现，有助于提高获得的铸件的合格率。进一步优选为：所述辅助剂由质量份数比为1∶1的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯组成。通过上述技术方案，经研究(品质试验)发现，当辅助剂由上述质量份数比的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯组成时，获得的可发性共聚树脂制成的模型在进行浇铸铸件时，碳缺陷的情况进一步减少，铸件的合格率进一步提高。进一步优选为：所述可发性共聚树脂还包括质量份数为1-1.5份的增塑剂，所述增塑剂包括反丁烯二酸、聚已内酯中的至少一种。通过上述技术方案，反丁烯二酸无毒且具有良好的粘接效果，在常温下的空气中具有稳定的状态，但在290℃时会升华。本专利技术中采用反丁烯二酸、聚已内酯中的至少一种作为增塑剂，不仅有助于促进其他组分的均匀混合，还有利于提高组分之前的粘接效果。另外，添加增塑剂制作出的消失模铸造模型，在浇铸过程中，受到高温的作用，增塑剂会出现升华的现象，不会造成残留，因此，可使获得的铸件具有表面光滑、无坑洼的优势。增塑剂可作为填充材料添加进行添加，形成的可发性共聚树脂制成相应的模型后，在浇铸的高温下，增塑剂可发生分解、熔化、蒸发、升华等多种吸热的物理化学变化在高温下升华，可带走一部分热量，且其本身不易出现残留的现象，从而减少碳缺陷出现的可能。进一步优选为：所述可发性共聚树脂还包括质量份数为0.5-1.5份的活化剂，所述活化剂包括氧化锌、硬脂酸盐、碳酸盐、磷酸盐中的至少一种。通过上述技术方案，活化剂与发泡剂相互配合，可使发泡剂反应更加快速和有效，提高浇铸过程的发气量，从而进一步减少铸件表面出现碳缺陷的可能。进一步优选为：所述可发性共聚树脂还包括质量份数为0.1-0.4份的添加剂，所述添加剂包括聚氨酯、聚醚、聚己内酯中的至少两种。通过上述技术方案，聚氨酯具有较高的柔曲性、回弹性以及耐火性，添加了聚氨酯后形成的可发性共聚树脂具有更好的耐火性。聚醚具有优异的热氧化稳定性、润滑性，以及较高的粘度特性，添加了聚醚后，可与其他物质之间形成更好的粘黏效果，使形成的可发性共聚树脂具有更好的整体性、抗热氧化性。聚己内酯具有优异的相容性，可与参加反应的其他组分之间形成充分的配合，且较易被降解，添加聚己内酯后形成的可发性共聚树脂在浇铸过程中不易残留。因此，添加聚氨酯、聚醚、聚己内酯中的至少两种组分后形成的可发性共聚树脂，在进行浇铸铸件时出现碳缺陷的可能进一步降低。进一步优选为：所述可发性共聚树脂还包括质量份数为0.05-0.15份的稳定剂，所述稳定剂由硫醇锑稳定剂、硬脂酸钙组成。通过上述技术方案，硫醇锑稳定剂、硬脂酸钙可增加组分之间混合时的流动性。添加硫醇锑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂，其特征在于，包括如下质量份数的组分：混合单体100份；去离子水150‑250份；纤维素醚类分散剂0.3‑0.6份；钠盐0.15‑0.45份；引发剂0.25‑0.50份；发泡剂8‑15份；分子量调节剂0.1‑0.5份；所述混合单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯，所述甲基丙烯酸甲酯占混合单体的70‑95wt%，苯乙烯占混合单体的5‑30 wt %；所述钠盐包括硫酸钠、焦磷酸钠、重铬酸钠中的至少一种；所述引发剂包括过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少两种；所述发泡剂由质量份数比为8：2‑6：4的正戊烷、异戊烷、石油醚组成；所述分子量调节剂包括二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、C8‑C12烷基硫醇、四溴化碳、甲基苯乙烯二聚体中的至少一种；所述可发性共聚树脂的分子量为150000‑300000。

【技术特征摘要】
1.一种用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂，其特征在于，包括如下质量份数的组分：混合单体100份；去离子水150-250份；纤维素醚类分散剂0.3-0.6份；钠盐0.15-0.45份；引发剂0.25-0.50份；发泡剂8-15份；分子量调节剂0.1-0.5份；所述混合单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯，所述甲基丙烯酸甲酯占混合单体的70-95wt%，苯乙烯占混合单体的5-30wt%；所述钠盐包括硫酸钠、焦磷酸钠、重铬酸钠中的至少一种；所述引发剂包括过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少两种；所述发泡剂由质量份数比为8：2-6：4的正戊烷、异戊烷、石油醚组成；所述分子量调节剂包括二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、C8-C12烷基硫醇、四溴化碳、甲基苯乙烯二聚体中的至少一种；所述可发性共聚树脂的分子量为150000-300000。2.根据权利要求1所述的用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂，其特征在于，所述混合单体还包括辅助剂，所述辅助剂占混合单体的0-5%，所述MMA占混合单体的65-95wt%，ST占混合单体的5-30wt%；所述辅助剂包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。3.根据权利要求2所述的用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂，其特征在于，所述辅助剂由质量份数比为1:1的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯组成。4.根据权利要求1所述的用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂，其特征在于，所述可发性共聚树脂还包括质量份数为1-1.5份的增塑剂，所述增塑剂包...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐锁云，韩晓红，陆国华，
申请(专利权)人：杭州余杭亚太化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33