一种低糠醇含量的高强度呋喃树脂的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于铸造辅材领域，更具体地，涉及一种低糠醇含量的高强度呋喃树脂的制备方法。
【背景技术】
[0002]呋喃树脂是国内外常见的铸造用树脂，一般通过糠醇与尿素、甲醛、苯酚等通过聚合反应来合成。呋喃树脂的强度随着糠醇含量的增加而提高，大型铸件需要高强度的树脂，许多铸造厂要求呋喃树脂的标准24小时强度不能小于2.0Mpa，要达到这个强度，树脂中的糠醇含量至少要达到70 %。
[0003]糠醇不仅提供常温强度，由于其分子结构含有呋喃环，具有高温稳定性，因此糠醇在树脂高温强度中起主要作用，糠醇含量越高，树脂高温强度越高。但在实际生产中，日益先进的涂料体系能带来越来越好的砂型表面的耐高温性，树脂本身的高温性能不仅日渐富余，而且开始出现多余，因为过高的高温强度不利于砂型的溃散，造成再生困难。
[0004]常温强度要求高糠醇含量，低溃散性又要求尽可能低的糠醇含量，这是传统呋喃树脂在当下使用中出现的一大矛盾。
【发明内容】
[0005]为了解决以上所述的矛盾，需要实现在糠醇含量降低的情况下，仍然能保证树脂的常温强度。
[0006]通过对70%糠醇含量的呋喃树脂进行图谱分析，检测出呋喃环含量只有50%左右。深入发掘呋喃树脂的生产和使用过程，我们发现，在生产中由于剧烈的反应条件，部分呋喃环在生产过程中破裂产生了低活性的聚合物，这部分低活性聚合物在固化过程中不能进一步交联反应，损失了其该有的强度。因此，如果能减少这部分呋喃环的损失，即阻止低活性大分子聚合物的产生，使呋喃环通过其它化学键结合成为小分子的糠醇聚合物，树脂强度就能得到提升，从而降低糠醇含量变得容易。
[0007]本发明提供了一种低糠醇含量的高强度呋喃树脂的制备方法，包括:将糠醇与偶联剂混合搅拌均匀后，在一定温度下反应第一时间，生成糠醇小分子初聚物；在反应容器中，尿素和甲醛进行加成反应;在所述加成反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，进行高温反应;在所述高温反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，关掉蒸汽，搅拌降温第二时间；进行冷却，加入剩余的糠醇小分子初聚物，搅拌均匀；以及加入溶剂稀释，降温至常温，出料。
[0008]在上述方法中，其中，所述偶联剂为硅烧KH-550或硅烧KH-620。
[0009]在上述方法中，其中，所述溶剂为水和/或甲醇。
[0010]在上述方法中，其中，在生成糠醇小分子初聚物的步骤中使用的糠醇的量为40-60重量份，所述偶联剂占糠醇重量的0.4 % -0.6 %。
[0011 ]在上述方法中，其中，所述加成反应在碱性条件下进行。
[0012]在上述方法中，其中，尿素和甲醛的量为20-40重量份。
[0013]在上述方法中，其中，所述高温反应在酸性条件下进行。
[0014]在上述方法中，其中，在所述冷却的步骤中，冷却至60°C-70°C。
[0015]在上述方法中，其中，所述溶剂的量为10-20重量份。
[0016]在上述方法中，其中，所述第一时间为2_6h，所述第二时间为l_2h。
[0017]在上述方法中，其中，所述一定温度为30-50°C。
[0018]本发明在降低呋喃树脂糠醇含量的情况下，通过特殊工艺，保持树脂产品常温强度不变，可以减少铸造成本，同时提升树脂砂型高温溃散性。
【具体实施方式】
[0019]下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0020]本发明提供的方法主要包括以下步骤:
[0021 ] 1.将40-60重量份糠醇与占糠醇重量0.4%-0.6%的偶联剂混合搅拌均匀后在30-50°C下反应2-6h，生成糠醇小分子初聚物，放出备用。期间可以观察到，糠醇从黄色转变到黑红色，颜色在逐渐加深，证明发生了分子间化学键的缔合；
[0022]Π.反应容器中，尿素甲醛在碱性条件下进行加成反应，尿素与甲醛共20-40重量份；
[0023]m.加成反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，在酸性条件下进行高温反应；
[0024]IV.高温反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，关掉蒸汽，搅拌降温l-2h;
[0025]V.冷却水冷至60°C_70°C，加入剩余的糠醇小分子初聚物，搅拌均匀；
[0026]V1.加入10-20重量份的溶剂稀释，降温至常温，出料。
[0027]在以上步骤中，偶联剂为硅烷KH-550或硅烷KH-620;溶剂为水、甲醇中的一种或两种。下面以具体的实施例进行说明。
[0028]实施例一:
[0029]1.将500公斤糠醇与2公斤硅烷KH602在搅拌釜中搅拌均匀后在30°C下反应6h，反应生成糠醇小分子初聚物，放出备用；
[0030]Π.在I吨树脂反应釜中，加入165公斤尿素，185公斤甲醛，在碱性条件下反应至完全，约2小时；
[0031]ΙΠ.反应完毕后，加入150公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，在酸性条件下反应至完全，约2小时；
[0032]IV.反应完毕后，加入150公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，关掉蒸汽，搅拌Ih;
[0033]V.冷却水冷至60°C，加入200公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，搅拌均匀；
[0034]V1.加入75公斤水和75公斤甲醇。
[0035]按国标《JBT 7526-2008铸造用自硬呋喃树脂》对产品进行检测，树脂产品强度可达到1.8Mpa，高于相同糠醇含量的传统工艺产品的1.3Mpa。
[0036]实施例二:
[0037]1.将570公斤糠醇与2.5公斤硅烷!《550在搅拌釜中搅拌均匀后在40°(:下反应411，反应生成糠醇小分子初聚物，放出备用；
[0038]Π.在I吨树脂反应釜中，加入170公斤尿素，180公斤甲醛，在碱性条件下反应至完全，约2小时；
[0039]m.反应完毕后，加入190公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，在酸性条件下反应至完全，约2小时；
[0040]IV.反应完毕后，加入190公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，关掉蒸汽，搅拌1.5h;
[0041]V.冷却水冷至65°C，加入190公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，搅拌均匀；
[0042]V1.加入50公斤水和30公斤甲醇。
[0043]按国标《JBT 7526-2008铸造用自硬呋喃树脂》对产品进行检测，树脂产品强度可达到2.0Mpa，高于相同糠醇含量的传统工艺产品的1.5Mpa。
[0044]实施例三:
[0045]1.将600公斤糠醇与3公斤硅烷KH602在搅拌釜中搅拌均匀后在50°C下反应2h，反应生成糠醇小分子初聚物，放出备用；
[0046]Π.在I吨树脂反应釜中，加入148公斤尿素，152公斤甲醛，在碱性条件下反应至完全，约2小时；
[0047]ΠΙ.反应完毕后，加入200公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，在酸性条件下反应至完全，约2小时；
[0048]IV.反应完毕后，加入200公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，关掉蒸汽，搅拌2h;
[0049]V.冷却水冷至70°C，加入200公斤步骤I中的糠醇小分子初聚物，搅拌均匀；
[0050]V1.加入50公斤水和50公斤甲醇。
[0051 ] 按国标《JBT 7526-2008铸造用自硬呋喃树脂》对产品进行检测，树脂产品强度可达到2.1Mpa，高于相同糠醇含量的传统工艺产品的1.6Mpa。
[0052]本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。
【主权项】
1.一种低糠醇含量的高强度呋喃树脂的制备方法，包括: 将糠醇与偶联剂混合搅拌均匀后，在一定温度下反应第一时间，生成糠醇小分子初聚物； 在反应容器中，尿素和甲醛进行加成反应； 在所述加成反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，进行高温反应； 在所述高温反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，关掉蒸汽，搅拌降温第二时间； 进行冷却，加入剩余的糠醇小分子初聚物，搅拌均匀；以及 加入溶剂稀释，降温至常温，出料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述偶联剂为硅烷KH-550或硅烷KH-620。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述溶剂为水和/或甲醇。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在生成糠醇小分子初聚物的步骤中使用的糠醇的量为40-60重量份，所述偶联剂占糠醇重量的0.4 % -0.6 %。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述加成反应在碱性条件下进行。6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，尿素和甲醛的量为20-40重量份。7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述高温反应在酸性条件下进行。8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述冷却的步骤中，冷却至60°C-7(TC。9.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述溶剂的量为10-20重量份。10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一时间为2-6h，所述第二时间为1-2h。11.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述一定温度为30-50 V。
【专利摘要】本发明提供了一种低糠醇含量的高强度呋喃树脂的制备方法，包括：将糠醇与偶联剂混合搅拌均匀后，在一定温度下反应第一时间，生成糠醇小分子初聚物；在反应容器中，尿素和甲醛进行加成反应；在加成反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，进行高温反应；在高温反应完毕后，加入占糠醇总量三分之一的糠醇小分子初聚物，关掉蒸汽，搅拌降温第二时间；进行冷却，加入剩余的糠醇小分子初聚物，搅拌均匀；以及加入溶剂稀释，降温至常温，出料。本发明在降低呋喃树脂糠醇含量的情况下，通过特殊工艺，保持树脂产品常温强度不变，可以减少铸造成本，同时提升树脂砂型高温溃散性。
【IPC分类】C08G16/02
【公开号】CN105669927
【申请号】CN201610126957
【发明人】马文, 韩文, 邢金龙
【申请人】宁夏共享化工有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月7日