抗湿性能优异的冷芯盒树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种冷芯盒树脂及其制备方法，属于材料技术领域。所述冷芯盒树脂的组分I制备方法如下：将多聚甲醛、苯酚、弱酸锌混合均匀，以0.8～1.5℃/分钟升温至90～108℃反应20～60分钟，升温至100～115℃反应至折光率1.5500～1.5600，分流反应60～80分钟；120～125℃反应至折光率1.5900～1.6000，真空脱水，折光率达到1.6100～1.6200，加入改性剂80～85℃反应20～60分钟；加混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷混合得组分I；其中，所述抗湿剂为硼酸和钼酸中的至少一种。本发明专利技术的冷芯盒树脂抗湿性好。

Cold box resin with excellent moisture resistance and its preparation

【技术实现步骤摘要】
抗湿性能优异的冷芯盒树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种冷芯盒树脂及其制备方法，属于材料

技术介绍
三乙胺冷芯盒树脂工艺具有尺寸精准，造型高效快速等突出优点，在汽车发动机缸体以及航空航天铸件等精密铸造领域应用广泛。三乙胺冷芯盒树脂通常分为三个组分，组分I为苯醚型酚醛树脂、高沸点溶剂油等，组分II通常由聚异氰酸酯以及非极性的芳烃溶剂和缓释剂等，组分III通常是三乙胺或卞胺等碱性催化剂。组分II中含有大量异氰酸酯，异氰酸根十分活泼，除了能与组分I中的酚醛树脂的羟基反应外，还极容易与空气中的二氧化碳和水分接触发生反应，这就导致了砂芯在存放过程中强度大幅度衰减，造成了砂芯报废，给生产带来大量损失。申请号为2009100293800的专利申请公开了一种采用乙二醇改性组分I的冷芯盒树脂，该专利技术主要提高了树脂的热分解性能，解决了树脂低温浇铸时难以溃散的问题，但未解决树脂的抗湿性能。申请号为2017103778649的专利申请公开了一种改善抗湿性冷芯盒树脂的研究方法，其主要是在酚醛树脂合成过程中加入了环氧氯丙烷，通过改性制备得到环氧改性的酚醛树脂，进而达到提高树脂抗湿性的目的。该方法制备过程相对繁琐，仅以时间判断终点，难以有效准确控制反应聚合度，且环氧氯丙烷价格高昂，专利中也未对改性前后抗湿性能提高给出有力数据。申请号为201710196804.7的专利公开了一种桐油改性冷芯盒树脂组分I的方法，主要明通过桐油与苯酚在酸性条件下发生阳离子烷基化反应，然后改性酚与甲醛反应生成桐油改性酚醛树脂，得到高温性能好，抗湿性能好的冷芯盒树脂。其专利中未对产品的具体性能进行公开，也未给出抗湿性能改善的有力数据。韩文,何龙,朱劲松.高抗湿型三乙胺冷芯盒树脂的工艺研究[J].中国铸造装备与技术,2014(5):46-48.报道的提高冷芯盒树脂抗湿性能，主要采用的是三氯氧磷等对组分II进行改性阻聚，但其测试抗湿强度是在相对湿度80％环境下测试的，其抗湿性能也低于本专利技术的技术方案。目前国内对冷芯盒树脂研究报道较多，但是对改善和提高树脂抗湿性能研究不多，因此研制出抗湿性能优异的冷芯盒树脂是一项十分迫切的工作。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个问题是提供一种冷芯盒树脂。为解决本专利技术的第一个技术问题，所述冷芯盒树脂的组分I采用以下方法制备得到：a.将多聚甲醛、苯酚、弱酸锌混合均匀，并控制升温速率为0.8～1.5℃/min升温至90～108℃，保温反应20～60分钟；b.继续升温至100～115℃，保温反应，当折光率到达1.5500～1.5600之间，停止反应；c.启动分流反应，分流反应的时间60～80min；d.当温度达到120～125℃时，继续保温反应至折光率达到1.5900～1.6000时，停止反应；e.开始真空脱水，当折光率达到1.6100～1.6200时，停止脱水；f.脱水完毕加入改性剂80～85℃保温反应20～60min；g.加入混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷搅拌混合均匀后，得到冷芯盒树脂的组分I；其中，所述抗湿剂为硼酸和钼酸中的至少一种。a步骤升温过快会导致反应初期聚合分子量不均匀，升温过慢则降低生产效率。优选的，所述冷芯盒树脂的24h强度2.45～2.60Mpa；24h高湿强度1.69～1.82Mpa。优选的，所述多聚甲醛、苯酚、弱酸锌、改性剂、混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷的重量比为：96～200:300～500:0.02～0.05:5～50:50～155:10～100:60～120:50～210:0.5～2:1.8～2:5～6，优选为100～200:300～400:0.02:5:50～100:10～50:60～120:50～100:0.5～2:1.8～2:5～6。优选的，步骤b所述保温反应的时间为60～90min；步骤d所述保温反应的时间优选为20～60min。优选的，步骤e所述脱水为真空脱水，所述真空脱水压力为-0.05～-0.08Mpa，优选当折光率达到1.6100时停止脱水；所述脱水的时间优选为60～70min。优选的，所述弱酸锌为乙酸锌、环烷酸锌中的至少一种；所述改性剂优选为丙酮、丁酮、甲乙酮、环己酮、异佛尔酮中的至少一种；所述混合二元酯为丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的任意两种以上；所述高沸点芳烃为二甲苯、三甲苯、甲基萘、均四甲苯等一种或多种组合。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种上述冷芯盒树脂的制备方法。为解决本专利技术的第二个技术问题，所述方法包括冷芯盒树脂的组份I的制备方法：a.将多聚甲醛、苯酚、弱酸锌混合均匀，并控制升温速率为0.8～1.5℃/min升温至90～108℃，保温反应20～60分钟；b.继续升温至100～115℃，保温反应，当折光率到达1.5500～1.5600之间，停止反应；c.启动分流反应，分流反应的时间60～80min；d.当温度达到120～125℃时，继续保温反应至折光率达到1.5900～1.6000时，停止反应；e.脱水，当折光率达到1.6100～1.6200时，停止脱水；f.脱水完毕加入改性剂80～85℃保温反应20～60min；g.加入混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷搅拌混合均匀后，得到冷芯盒树脂的组分I；其中，所述抗湿剂为硼酸和钼酸中的至少一种。优选的，所述多聚甲醛、苯酚、弱酸锌、改性剂、混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷的重量比为：96～200:300～500:0.02～0.05：5～50:50～155:10～100:60～120:50～210:0.5～2:1.8～2:5～6，优选为100～200:300～400:0.02:5:50～100:10～50:60～120:50～100:0.5～2:1.8～2:5～6；优选所述弱酸锌为乙酸锌、环烷酸锌中的至少一种；所述改性剂优选为丙酮、丁酮、甲乙酮、环己酮、异佛尔酮中的至少一种；所述混合二元酯为丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的任意两种以上；所述高沸点芳烃为、二甲苯、三甲苯、甲基萘、均四甲苯等一种或多种组合。优选的，步骤b所述保温反应的时间为60～90min；步骤d所述保温反应的时间优选为20～60min。优选的，步骤e所述脱水为真空脱水，所述真空脱水压力为-0.05～-0.08Mpa，优选当折光率达到1.6100时停止脱水；所述脱水的时间优选为60～70min。有益效果：本专利技术的冷芯盒树脂提高了冷芯盒树脂在100％高湿环境下的抗湿性能，具有发气量低，抗湿性好，强度高等优点。本专利技术采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.冷芯盒树脂，其特征在于，所述冷芯盒树脂的组分I采用以下方法制备得到：/na.将多聚甲醛、苯酚、弱酸锌混合均匀，并控制升温速率为0.8～1.5℃/min升温至90～108℃，保温反应20～60分钟；/nb.继续升温至100～115℃，保温反应，当折光率到达1.5500～1.5600之间，停止反应；/nc.启动分流反应，分流反应的时间60～80min；/nd.当温度达到120～125℃时，继续保温反应至折光率达到1.5900～1.6000时，停止反应；/ne.开始真空脱水，当折光率达到1.6100～1.6200时，停止脱水；/nf.脱水完毕加入改性剂80～85℃保温反应20～60min；/ng.加入混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷搅拌混合均匀后，得到冷芯盒树脂的组分I；其中，所述抗湿剂为硼酸和钼酸中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.冷芯盒树脂，其特征在于，所述冷芯盒树脂的组分I采用以下方法制备得到：
a.将多聚甲醛、苯酚、弱酸锌混合均匀，并控制升温速率为0.8～1.5℃/min升温至90～108℃，保温反应20～60分钟；
b.继续升温至100～115℃，保温反应，当折光率到达1.5500～1.5600之间，停止反应；
c.启动分流反应，分流反应的时间60～80min；
d.当温度达到120～125℃时，继续保温反应至折光率达到1.5900～1.6000时，停止反应；
e.开始真空脱水，当折光率达到1.6100～1.6200时，停止脱水；
f.脱水完毕加入改性剂80～85℃保温反应20～60min；
g.加入混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷搅拌混合均匀后，得到冷芯盒树脂的组分I；其中，所述抗湿剂为硼酸和钼酸中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的冷芯盒树脂，其特征在于，所述冷芯盒树脂的24h强度2.45～2.60Mpa；24h高湿强度1.69～1.82Mpa。


3.根据权利要求1或2所述的冷芯盒树脂，其特征在于，所述多聚甲醛、苯酚、弱酸锌、改性剂、混合二元酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、高沸点芳烃、抗湿剂、氢氟酸、A1160硅烷的重量比为：96～200:300～500:0.02～0.05:5～50:50～155:10～100:60～120:50～210:0.5～2:1.8～2:5～6，优选为100～200:300～400:0.02:5:50～100:10～50:60～120:50～100:0.5～2:1.8～2:5～6。


4.根据权利要求1～3任一项所述的冷芯盒树脂，其特征在于，步骤b所述保温反应的时间为60～90min；步骤d所述保温反应的时间优选为20～60min。


5.根据权利要求1～4任一项所述的冷芯盒树脂，其特征在于，步骤e所述脱水为真空脱水，所述真空脱水压力为-0.05～-0.08Mpa，优选当折光率达到1.6100时停止脱水；所述脱水的时间优选为60～70min。


6.根据权利要求1～5任一项所述的冷芯盒树脂，其特征在于，所述催化剂弱酸锌为乙酸锌、环烷酸锌中的至少一种；所述改性剂优选为丙酮、丁酮、甲乙酮、环己酮、异佛尔酮中的至少一种；所述混合二元酯为丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、碳酸二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊高虎，肖毅，苟鹏飞，张丽，张林，
申请(专利权)人：四川东树新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51