专利名称：一种CO<sub>2</sub>硬化碱性酚醛树脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造生产造型、制芯过程中使用的粘结剂，该粘结剂使用CO2气体硬化。本发明还涉及该粘结剂的制备方法，特别是降低该粘结剂常温粘度的方法。
背景技术：
CO2硬化碱性酚醛树脂是20世纪90年代开始应用于国内铸造生产的一种新型粘结剂。CO2硬化碱性酚醛树脂不含氮、硫、磷元素，对铸件的不良影响较小；采用的固化剂是CO2气体，有毒有害气体少、环境污染小，造型、制芯场所不需要昂贵的净化设备，环保性能优势明显。此外，CO2硬化碱性酚醛树脂固化工艺简单，操作方便，吹CO2气体硬化，吹气时间短、不存在过吹问题，比酯硬化生产效率高，既适合于普通混砂机混砂、射芯机制芯、流水线生产，也适合于手工造型、制芯。因此，CO2硬化碱性酚醛树脂具有环保性和工艺性双重优势，符合铸造生产绿色化、清洁化的发展趋势，被称为面向21世纪的气硬冷芯盒材料之一，受到广泛的关注。目前，国内市场上使用的CO2硬化碱性酚醛树脂存在的一个普遍不足是树脂的粘度较大，很多都超过150mPa · s (25°C )，造型制芯时树脂和硅砂不容易混合均匀，使用性能不佳；有些CO2硬化碱性酚醛树 脂的粘度较低，但是其粘结强度也较低，起模时容易出现塌箱等情况，影响生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CO2硬化碱性酚醛树脂及其制备方法，该方法能够将CO2硬化碱性酚醛树脂的粘度降低到IOOmPa · s (25°C)以下，同时保证树脂砂有较高的强度，改善树脂砂的使用性能。本发明具体提供了一种CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述CO2硬化碱性酚醛树脂由下述成分按重量份比例组成
权利要求
1.一种CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述CO2硬化碱性酚醛树脂由下述成分按重量份比例组成酚类化合物150 200份醛类化合物250 300份改性剂30 50份50%碱水溶液300 400份促硬剂50 70份硅烷偶联剂 3 5份。
2.根据权利要求1所述的CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述的酚类化合物选自苯酚、甲酚、二甲酚、间甲酚、双酚A、间苯二酚中的一种或两种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述的醛类化合物选自甲醛、多聚甲醛、乙醛、乙二醛、糠醛中的一种或两种或两种以上的混合物，其中甲醛是浓度为37% 40%的水溶液。
4.根据权利要求1所述的CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述的改性剂选自糠醇、三甘醇、苯甲醇、苯丙醇、3-庚醇、乙二醇、山梨醇、木糖醇、甘露醇中的一种或两种或两种以上的混合物，改性剂与碱必须同时参与反应。
5.根据权利要求1所述的CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种或两种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述的促硬剂选自硼砂或氢氧化钙中的一种或两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的CO2硬化碱性酚醛树脂，其特征在于，所述的硅烷偶联剂选自Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y _(2，3)环氧(丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、Ν-(β氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种的混合物。
8.—种如权利要求1所述的CO2硬化碱性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤 1)将酚类化合物、醛类化合物以及占总质量59TlO%的50%碱水溶液加入反应釜中，以小于1°C /min的速度升温至65°C，保温30 60分钟；2)加入改性剂和占总质量20% 25%的50%碱水溶液，升温至100°C，保温45至90分钟； 3)减压至-O.06MPa -O. 08MPa的压力下蒸馏； 4)加入剩余的50%碱水溶液； 5)降温至60°C以下，加入促硬剂，搅拌均匀； 6)降温至40°C以下，加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，出料。
9.按照权利要求8所述CO2硬化碱性酚醛树脂的制备方法，其特征在于所述酚类化合物含量在99. 0%以上，醛类化合物的含量为37% 40%。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种CO2硬化碱性酚醛树脂及其制备方法，其特征在于，所述CO2硬化碱性酚醛树脂由下述成分按重量份比例组成酚类化合物150~200份、醛类化合物250~300份、改性剂30~50份、50%碱水溶液300~400份、促硬剂50~70份、硅烷偶联剂3~5份。所述CO2硬化碱性酚醛树脂的粘度由现有技术的150mPa·s(25℃)以上降低到100mPa·s(25℃)以下，同时能够保证树脂砂有较高的强度，改善树脂砂的使用性能，极大地方便了造型、制芯过程中的混砂操作。
文档编号C08G8/28GK103059505SQ201210483670
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者谭锐, 李汉锟, 张海东, 李玲, 于志勇 申请人:沈阳铸造研究所