一种阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法及其应用，本发明专利技术属于铸造材料技术领域，本发明专利技术公开的制备方法制备的阀门铸造自催化交联冷芯树脂，生产效率高、节能，砂芯尺寸精度高、发气量低，固化速度快、变形量小，铸件表面光洁、尺寸精度高发气量小，无毒无味，具有独特高温特性、用冷芯盒树脂制成的砂型芯在高温浇注时具有二次硬化特性，不使用固化气体源，如三乙胺、二氧化硫等，所以可防止铸件产生热裂、毛刺等缺陷，冷芯盒树脂自硬砂有较低的发气量和较好的溃散性。较低的发气量和较好的溃散性。

【技术实现步骤摘要】
一种阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及铸造材料
，尤其涉及一种阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]冷芯盒树脂不同于热芯盒树脂，冷芯盒树脂是在常温下用吹入气体或气雾硬化剂的方法使芯盒内的芯砂硬化。三乙胺法是现代吹气冷芯盒中应用最早的工艺，由美国亚士兰油脂化学公司研制成功，1968年开始向铸造厂推广并取得应用。它是将组分一为液体酚醛树脂，组分二为聚异氰酸酯的双组分粘结剂，加入原砂中混合均匀射入芯盒中，通入以二氧化碳、空气或氮气为载体的三乙胺，使砂芯再数秒内硬化的制芯方法。人们采用吹固化气源，如CN112059103A等。目前，大量的冷芯盒砂芯来自于三乙胺法制芯，三乙胺法制芯技术在发动机缸体生产中占重要地位。例如中国专利CN2007100229970高温性能好的三乙胺法冷芯盒树脂、CN104130373B一种铸造用三乙胺法冷芯盒树脂的生产方法等等，吹芯后，立即通入三乙胺活化剂，使它被树脂所吸收，发生化学反应，生成胺基甲酸酯树脂，使砂芯具有良好的工艺性能。但由于所使用的树脂及活化剂对人体有害；浇注出来的铸件时常产生毛刺，表面质量较差。因此，这种制芯方法发展比较缓慢。需要采用干燥压缩空气、二氧化碳，或氮气，作液态胺的载体气体。填砂后向树脂中欧入活化剂气雾，便能在数秒至数十秒内硬化，达到满足脱模搬运的强度。三乙胺法是现代吹气冷芯盒法中应用最早的工艺，但是由于活化剂成本价格高、易燃（胺在空气中的质量分数高于2%时有爆炸危险）、对温度特别是聚异氰酸酯对水分敏感、芯砂可使时间有限、胺粘附皮肤和衣服经多次洗涤仍难去除污染气味等，因此，铸造工作者在选取合适制芯工艺时必须综合考虑。采用此法，铸件也易出现某些缺陷，例如皮下气孔。SO2法是经三乙胺法之后开发的一种新型吹气冷芯盒制芯和造型方法，用于铸造生产始于1978年，近些年来又开发了一些新型SO2法，如被称为Sapic法或So
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Fast法的呋喃树脂/SO2法，1983年左右开发的环氧树脂SO2法。如中国专利CN102717025B、CN101484258B等等，然而该类方法的缺点明显，例如SO2法腐蚀性很大，为避免严重腐蚀问题，需要使用干燥空气，芯盆材料虽然可以采用所有的工程材料，但都应涂防护漆；过氧化物为强氧化剂，易燃烧，要妥善保管，气体有刺激性臭味，空气中含量为1ppm（质量分数（重量浓度））时，即可感觉到，应严格检查系统的溶解封情况，以防泄漏，芯盒易结垢，采用三乙胺、SO2冷芯盒法尽管有很多优点，但无庸讳言都是将有毒气体带入了铸造车间，加重了环保要求，当前人们迫切要求开发无毒、无污染的新工艺和新材料。本领域技术人员亟待开发一种阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法及其应用，来满足现有使用需求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术一方面提供一种阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法，并且不需要固化气体源。
[0004]自催化反应是指反应物本身具有催化作用，能够加速或减慢反应的进行的一类反
应。例如，发酵过程的反应、废水处理过程等都是工业上常见的自催化反应。在自催化反应中，反应速率不仅受反应物浓度的影响，还受反应产物浓度的影响。
[0005]（1）树脂基料：按照重量份数称量以下原料：VNF胶39~42份、氨基树脂31~33份、醇酸树脂19~22份；（2）树脂浆料：将脱羧酸型室温硫化硅橡胶26~31phr、活化剂0.1~0.2phr、甲氧基三乙酰氧基硅烷0.1~0.15phr、甲基三乙酰氧基硅烷0.1~0.15phr组成，加热至40~45℃，再加入除脱羧酸型室温硫化硅橡胶以外的其余组分，继续搅拌至混合均匀，冷却至25~30℃，再加入脱羧酸型室温硫化硅橡胶，边加边搅拌0.3~0.5h，即得浆料；（3）将树脂浆料与树脂基料按质量比5~7∶6~8充分混合搅拌均匀，即得。
[0006]所述VNF胶为醋酸乙烯
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N
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羟甲基丙烯酰胺共聚物，其中N
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羟甲基丙烯酰胺的含量为2.2~3%。
[0007]所述醇酸树脂按重量份数计：亚麻油55~60.0、大豆油55~60.0、季戊四醇45~50.0、苯酐180~200.0、乙二醇50~56、二甲苯10~12.0、氢氧化钠0.04~0.048、在反应釜中，加入豆油和亚麻油，通氮气驱尽锅内空气，在氮气氛中加热至300℃熬炼10~15min，降温至230~240℃，加入季戊四醇和氢氧化钠，于230~240℃保温1h进行醇解，然后降温至200℃，加入苯酐、乙二醇、二甲苯，在4h内逐渐升温至200℃，保温酯化至酸价为20~25mg KOH/g，即得。
[0008]步骤（1）氨基树脂为丁醇醚化三聚氰胺树脂，其中醚化度为0.75~0.9。
[0009]进一步的，所述步骤（1）活化剂为过氧化二苯甲酰、过氧化叔丁基中的其中一种。
[0010]冷芯盒精密组芯工艺生产的铸件具有精度高、加工余量少、生产灵活性高的要求，采用固化气源，三乙胺、二氧化硫明显使冷芯树脂原料价格较高，也造成采用此种工艺的生产成本相对较高。
[0011]所谓的砂芯局部硬化不良，就是砂芯的某一部位没有得到很好的硬化，此现象是由于砂芯的某些部位没有通过固化气体源。
[0012]以往制芯要求为使砂芯迅速均匀硬化，液态三乙胺需先雾化或将二氧化硫，然后吹入芯盒。为连续稳定地提供一定浓度和压力的雾化气，需要一套专门的供气系统。人们也普遍固有的认为只有在外部以气体的形式供给催化剂才能实现冷芯的制备。本专利技术利用自身体系产生自催化效应，无需外部供给固化气体源，而无需考虑通气量、通气压力、通气时间、工装设计等复杂的工艺参数，不使用外加的固化气源，最大程度上改善工作环境，并降低成本。
[0013]进一步的，以上所述阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法制备得到的阀门铸造自催化交联冷芯树脂。
[0014]进一步的，上述阀门铸造自催化交联冷芯树脂作为铸造阀门自催化交联冷芯树脂的应用。
[0015]进一步的，所述的铸造阀门自催化交联冷芯树脂制芯时无固化气体源，直接制芯或抽真空制芯。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术是一种铸造阀门自催化交联冷芯树脂，不采用酸或碱甚至中性的固化气体源的冷芯树脂，VAC
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NMA共聚乳液系利用NMA为交联单体，由于N
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羟甲基丙烯酰胺分子中的羟甲基直接与N原子相连，因而随着电子云溶解度的偏移，使它具有很大的反应活性，在聚醋酸乙烯分子链中引入NMA链节后，它可以在酸性催化固化、热或高频微波的作用下，发生
分子链间的交联交联固化后的膜层显然比链型高聚物有很多的优点。脱羧酸硅橡胶交联时放出醋酸，促进氨基树脂以及VNF胶的固化，以往氨基树脂涂料是烘烤型热固性涂料应用，在本专利技术体系中，生成的醋酸可以作为催化剂催化氨基加速固化，不经烘烤也能有良好的固化效果，固化速度快，无论在水中的溶解度和溶剂中的溶介度，均明显地降低。耐化学药品性得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阀门铸造自催化交联冷芯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）树脂基料：按照重量份数称量以下原料：VNF胶39~42份、氨基树脂31~33份、醇酸树脂19~22份；（2）树脂浆料：将脱羧酸型室温硫化硅橡胶26~31phr、活化剂0.1~0.2phr、甲氧基三乙酰氧基硅烷0.1~0.15phr、甲基三乙酰氧基硅烷0.1~0.15phr组成，加热至40~45℃，再加入除脱羧酸型室温硫化硅橡胶以外的其余组分，继续搅拌至混合均匀，冷却至25~30℃，再加入脱羧酸型室温硫化硅橡胶，边加边搅拌0.3~0.5h，即得浆料；（3）将树脂浆料与树脂基料按质量比5~7∶6~8充分混合搅拌均匀，即得。2.根据权利要求1所述的铸造阀门自催化交联冷芯树脂的制备方法，其特征在于，其中所述VNF胶为醋酸乙烯
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N
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羟甲基丙烯酰胺共聚物，其中N
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羟甲基丙烯酰胺的含量为2.2~3%。3.根据权利要求1所述的铸造阀门自催化交联冷芯树脂的制备方法，其特征在于，其中所述醇酸树脂：亚麻油55~60.0、大豆油55~60.0、季戊四醇45~50.0、苯酐180~200.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎宏，倪明主，黎思瑶，
申请(专利权)人：和县科嘉阀门铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：