一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，包括：糠醇、含氮化合物/醛缩合物、多功能酚类化合物和活性稀释剂，所述含氮化合物/醛缩合物是由含氮化合物和醛类化合物的缩合反应产生的，所述含氮化合物为含有至少一个

【技术实现步骤摘要】
一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物


[0001]本专利技术属于铸造辅助材料
，具体涉及一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物。

技术介绍

[0002]呋喃树脂是一种常温自硬树脂，不需加热即可在室温下固化，主要用于铸造工业中的砂型粘结剂。呋喃树脂是由糠醛或糠醇聚合而成，糠醛或糠醇分子中含有一个活性官能团，只能被聚合成线性聚合物。因此，在聚合过程中往往需要添加脲醛树脂和酚醛树脂等作为交联剂，以增加交联密度，从而达到最佳的使用性能。目前国内企业常规工艺仍使用脲醛和酚醛参与呋喃树脂的聚合反应，尽管通过降醛处理(一般是以尿素分批加入和用其他降醛剂在合成树脂反应的末期加入)，可以使其在一个较低的范围内，但是我们通过去铸造现场感受，造型过程中还是能明显感受到甲醛的刺激性气味，尤其是浇铸后分子内进一步分解夹杂有其他气味刺激性更强，严重影响了员工的生命健康和污染环境。
[0003]为了解决这个问题，我们尝试通过减少尿醛和酚醛树脂这类交联剂的加入来降低游离甲醛的含量。然而，随着交联剂含量的减少，固化速度会变慢，砂型的强度同样会降低，使用较高的糠醇加入量可以弥补其强度不足，但糠醇含量达25％或以上时，其挥发分同样会被视为有毒物质。此外，固化剂的组成在某种程度上也会影响树脂的固化速度和后期强度建立，固化剂中未参与反应的有机物挥发份也容易恶化环境。因此，开发一种环境友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，既能够减少甲醛等有害因素的影响，又可以在使用低游离糠醇的情况下满足绝大多数造型工艺的需求，具有重要意义。
专利技术内容
[0004]为解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术提供了一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，包括：糠醇、含氮化合物/醛缩合物、多功能酚类化合物和活性稀释剂，
[0006]所述含氮化合物/醛缩合物是由含氮化合物和醛类化合物的缩合反应产生的，所述含氮化合物为含有至少一个
‑
NH官能团的化合物，所述醛类化合物是含有甲酰基(
‑
CHO)的化合物，所述含氮化合物/醛缩合物为呋喃树脂组合物的总重量的5％
‑
35％；
[0007]所述多功能酚类化合物能够包括含有烷基的酚类化合物和多价酚类化合物，且多功能酚类化合物为呋喃树脂组合物的总重量的1％
‑
5％；
[0008]所述活性稀释剂为肉桂醇、苯乙醇、3
‑
苯基
‑1‑
丙醇、对苯甲醇、苄醇、对甲基苯甲醇、邻甲醇、苯氧乙醇、2
‑
苄氧乙醇中任一种或多种组合，且所述活性稀释剂为呋喃树脂组合物的总重量的1％
‑
20％。
[0009]本专利技术一个较佳实施例中，所述含氮化合物能够是尿素、硫脲、三聚氰胺、双氰胺或苯胺中任一种或多种组合，所述含氮化合物为呋喃树脂组合物的总重量的1％
‑
15％。
[0010]本专利技术一个较佳实施例中，所述醛类化合物是甲醛，乙醛，丙醛，苯甲醛中任一种，所述醛类化合物为呋喃树脂组合物的总重量的4％
‑
20％。
[0011]本专利技术一个较佳实施例中，还包括有机酯低聚物、呋喃衍生物和其他添加剂，所述有机酯低聚物包括但不限于由二羧酸或其酸酐与双官能醇或三官能醇反应产生的低聚物，所述添加剂包括硅烷偶联剂和掩蔽剂。
[0012]本专利技术一个较佳实施例中，所述二羧酸或其酸酐为间苯二甲酸、己二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐中任一种或多种组合；所述双官能醇或三官能醇反应物为新戊二醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、己二醇和三羟甲基丙烷中任一种或多种组合。
[0013]本专利技术一个较佳实施例中，呋喃衍生物为糠基烷二醇、二糠基醚和糠基烷基醚中任一种或多种组合；优选的为1
‑
(2
‑
糠基)
‑
1,2
‑
乙二醇、二糠基醚、5
‑
糠基糠醇和糠基甲醚中任一种或多种组合。
[0014]本专利技术一个较佳实施例中，所述硅烷偶联剂为γ
‑
(2
‑
氨基)
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和γ
‑
缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷中任一种或多种组合。
[0015]本专利技术一个较佳实施例中，所述掩蔽剂谓脂肪酸有机酯可以是油酸异辛酯、油酸甲酯、油酸丁酯、亚油酸甲酯、硬脂酸甲酯、月桂酸甲酯、甲基十一烯酸甲酯、甲基赖油酸甲酯和甲基棕榈酸甲酯任一种或多种组合。
[0016]一种环保友善型的呋喃树脂的固化剂组合物，包括磷酸基化合物、磺酸基化合物、有机酸和水；
[0017]所述磷酸基化合物包括磷酸、缩合磷酸、甲基磷酸、乙基磷酸、磷酸酯和磷酸氢二钾中任一种或多种组合；
[0018]所述磺酸基化合物包括苯磺酸、甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸和硫酸中任一种或多种组合；
[0019]所述有机酸包括乳酸、柠檬酸、邻苯二甲酸酐和苯甲酸中任一种或多种组合；
[0020]所述磷酸基化合物为固化剂组合物总重量的10％
‑
30％，所述磺酸基化合物为固化剂组合物总重量的20％
‑
50％，所述有机酸为固化剂组合物总重量的20％
‑
40％，水为固化剂组合物总重量的10％
‑
30％。
[0021]本专利技术一个较佳实施例中，固化剂组合物的重量为呋喃树脂组合物总重量的40％
‑
60％，优选的为40％
‑
55％。
[0022]本专利技术还提供了一种环保型呋喃树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0023]1.加入糠醇和醛类化合物搅拌后升温至90℃或以上，优选的100至120℃，反应时间为4至12小时，优选的4至6小时。
[0024]2.降温至40℃以下，加入含氮化合物和多功能酚类化合物，反应1至4小时，优选的2至3小时。
[0025]3.冷却至60℃后，加入有机酯低聚物、添加剂、活性稀释剂等混合30分钟。
[0026]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
[0027]1、该环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，可有效降低造型、浇铸、保温和落砂过程中产生的刺激性气味，同时固化速度快、强度高，能够满足大多数铸件的生产使用要求。
[0028]2、该环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，通过多功能酚类化合物，不仅防止了由于交联剂含量的减少而导致的强度下降，而且还促进了固化反应以提高固化速率，从而改善了树脂的固化性能；此外，该多功能酚类化合物可作为甲醛的清除剂，从而减少游离甲醛的量；因此，根据本专利技术的呋喃树脂组合物与传统组合物不同，即使交联剂的含量与传统呋喃树脂组合物相比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，包括：糠醇、含氮化合物/醛缩合物、多功能酚类化合物和活性稀释剂，其特征在于，所述含氮化合物/醛缩合物是由含氮化合物和醛类化合物的缩合反应产生的，所述含氮化合物为含有至少一个
‑
NH官能团的化合物，所述醛类化合物是含有甲酰基(
‑
CHO)的化合物，所述含氮化合物/醛缩合物为呋喃树脂组合物的总重量的5％
‑
35％；所述多功能酚类化合物能够包括含有烷基的酚类化合物和多价酚类化合物，且多功能酚类化合物为呋喃树脂组合物的总重量的1％
‑
5％；所述活性稀释剂为肉桂醇、苯乙醇、3
‑
苯基
‑1‑
丙醇、对苯甲醇、苄醇、对甲基苯甲醇、邻甲醇、苯氧乙醇、2
‑
苄氧乙醇中任一种或多种组合，且所述活性稀释剂为呋喃树脂组合物的总重量的1％
‑
20％。2.根据权利要求1所述的一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，其特征在于：所述含氮化合物能够是尿素、硫脲、三聚氰胺、双氰胺或苯胺中任一种或多种组合，所述含氮化合物为呋喃树脂组合物的总重量的1％
‑
15％。3.根据权利要求1所述的一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，其特征在于：所述醛类化合物是甲醛，乙醛，丙醛，苯甲醛中任一种，所述醛类化合物为呋喃树脂组合物的总重量的4％
‑
20％。4.根据权利要求1所述的一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，其特征在于：还包括有机酯低聚物、呋喃衍生物和其他添加剂，所述有机酯低聚物包括但不限于由二羧酸或其酸酐与双官能醇或三官能醇反应产生的低聚物，所述添加剂包括硅烷偶联剂和掩蔽剂。5.根据权利要求4所述的一种环保友善型的呋喃树脂及其固化剂组合物，其特征在于：所述二羧酸或其酸酐为间苯二甲酸、己二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐中任一种或多种组合；所述双官能醇或三官能醇反应物为新戊二醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、己二醇和三羟甲基丙烷中任一种或多种组合。6.根据权利要求4所述的一种环保友...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈伟，王娇，戴一帆，刘巍，王辉，
申请(专利权)人：瑞航江苏新材料科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：