专利名称：植物油残渣制备高强度粘结剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种粘结剂的制备方法，尤其是涉及一种利用植物油残渣制备粘结剂的方法。
背景技术：
铸造用粘结剂基本分为三类树脂类，油类，无机盐类，目前使用的一般为无机盐类和树脂类。无机盐类主要用在铸钢件上，如水玻璃，占总粘结剂用量10％左右。树脂类在发达国家90％以上的粘结剂都是用此类粘结剂，在我国近十年来用量迅速增加，但其价格昂贵，使用时要配套设备及工艺措施，目前用量约占总量30％～40％。油类粘结剂主要是60年代沿用至今的合脂油(现已不生产)及80年代发展起来的植物油精馏后的残渣(也称为植物油沥青)，这二种粘结剂的性能相近，原材料来源丰富，价格低廉，便于制芯，且型芯的强度和抗吸湿性都很好，许多大中型铸造厂仍大量使用，但此类粘结剂干强度不高，只限于II级以下坭芯，目前有些工厂要造I级坭芯，仍采用桐油或树脂砂。
植物油残渣目前市场作为粘结剂售量约数千吨左右，但都是没有改性，直接掺些煤油使用。故强度及工艺性能都存在极大缺陷，更不能用于高级坭芯的制作。经研究此类粘结剂改性及其干强度达到桐油(约3～3.5Mpa)的强度，工艺性能比桐油好，成本比没有改性的低，只有桐油价格的1/3。
实用新型内容本发明解决了现有植物油沥青作为粘结剂没经过改性，就直接使用，造成强度低、工艺性能差、不能用于高级坭芯的制作的缺陷，提供一种制备工艺简单、粘结剂强度高、工艺性能好的植物油残渣制备高强度粘结剂的方法。
本发明的技术方案如下1.将植物油沥青装入反应室内，预热至150-270℃。
2.在保证加热温度为250-300℃的情况下，边搅拌边逐步加入酯化剂，继续不断搅拌2-5h，使物料充分反应并混合均匀；然后冷却至180-200℃。
3.注入冷却桶，继续搅拌，冷却至室温或80℃～50℃，即可装桶成品。
本发明的优点有①产品的强度高，综合性能好。可以代替昂贵桐油(8000元/T)或部分树脂(13000元/T)来制造I级坭芯，是合脂油和未改性的植物油粘合剂所不能媲美的。
②成本低。本改性剂采用变废为宝低价位的综合酯化剂。例如，现有酯化剂有甘油，季戌醇，乙二醇，这些化工原料每吨都在6000元以上，而现在采用化纤厂的黑色废丝(块)约1000元/T～1500元/T。实例市面上植物油沥青约2000元/T。设植物油沥青与改性剂配比为8∶2，每吨生产出的粘结剂可降低200元(比不进行改性直接使用的植物油沥青粘结剂而言)，而对于使用本粘结剂的工厂来讲，若原来是用桐油来制造I级坭芯，现改用本粘结剂(价格只相当于桐油的1/3)，经济效益相当可观。
③符合环保要求。原材料是提炼食用油的残渣，酯化剂也是无毒的，制造的粘结剂经化学分析，未发现有毒元素存在。
具体实施例方式
(1)原料植物油沥青的来源它是菜籽油，豆油，棉籽油经过四脱(即脱酸，脱毒，脱色，脱胶)后的皂脚，经酸化，水解得到混合脂肪酸，再经蒸馏出各种油酸芥酸等，下余料即为植物油沥青。植物油沥青为膏状，不同的工厂排出的废料——植物油沥青的粘稠度不等。
(2)植物油沥青改性工艺方法如下(a)工艺路线①装料将各种不同粘稠度的植物油沥青搭配装入反应室内，并将其预热至150-270℃。
②在保证加热温度为250-300℃、以及不断搅拌状态下，逐步加入酯化剂，植物油沥青与改性剂的重量配比为8-9∶2-1。
冬天植物油沥青与酯化剂配比为9∶1夏天植物油沥青与酯化剂配比为8∶2春秋植物油沥青与酯化剂配比为85∶15③继续不断搅拌2-5h，使物料充分反应并混合均匀；然后冷却至180-200℃。
④将冷却后的产品注入冷却桶，继续搅拌，使之冷却至室温或80℃～50℃，即可装桶成为成品。
(b)酯化剂也称改性剂。它可以是聚酯废料，如涤纶、丙纶、晴纶等的废丝、块、布边角料，以及废泡料、带商标颜色的饮料瓶等。这些废料，特别是带色的废料，化纤厂都以低价处理(一般是1～2千元/T)。对于作为植物油沥青改性剂来讲，是变废为宝。这也是本发明申报专利的重点之一。
(c)改性原理因为植物油沥青中有大量的游离脂肪酸，故其酸值较高，约40～60不等，碘值约40～50，皂化值100左右，故加入改性剂后，在高温下改性剂分解断链为乙二醇和对苯二甲酸，进行羧基和羟基脱水反应，其反应式如下 由于植物油沥青的成份复杂，不可能单向反应，但总的反应趋向，由小分子变大分子，线型变网型，非共轭双键转变共轭双键，进而使改性后粘结剂强度大大提高，表面张力、粘附力和干透性等综合性能提高。
产品主要用于铸造厂作坭芯粘结剂用。
粘结剂的粘度值根据各厂要求用煤油调整。
(3)产品使用方式①使用某厂柴油机缸盖(I级坭芯)，过去用桐油制作砂芯，现用本粘结剂，其性能指标干强度3.0MPa，粘度(N-6，25℃)200～250S，粘结剂加入量3～4％，根据硅砂情况而变动。烘干温度220℃，保温时间视具体情况而定。
②混砂工艺砂(100％)+粘结剂(3％～3.5％)+陶土(1％)混砂时间＞10分钟，视各厂情况而定。
本产品是黑色粘稠液，桶装，与常规使用的合脂工艺一样，不需要新增或改装旧设备和工装。技术操作与合脂一样，从技术人员到工人都会熟练操作。
权利要求
1.一种利用植物油残渣制备高强度粘结剂的方法，其特征在于①将植物油沥青装入反应室内，预热至150-270℃；②在保证加热温度为250-300℃的情况下，边搅拌边逐步加入酯化剂，继续不断搅拌2-5h，然后冷却至180-200℃；③注入冷却桶，继续搅拌，冷却至室温或80℃～50℃，即可装桶成品。
2.根据权利要求1所述的植物油残渣制备高强度粘结剂的方法，其特征在于植物油沥青与改性剂的重量配比为8-9∶2-1。冬天植物油沥青与脂化剂配比为9∶1夏天植物油沥青与脂化剂配比为8∶2春秋植物油沥青与脂化剂配比为85∶15
3.根据权利要求1或2所述的植物油残渣制备高强度粘结剂的方法，其特征在于所述的脂化剂包括聚酯废料。
4.根据权利要求3所述的植物油残渣制备高强度粘结剂的方法，其特征在于所述的脂化剂包括涤纶、丙纶、晴纶的废丝、块、布边角料，以及废泡料、带商标颜色的饮料瓶。
全文摘要
一种利用植物油残渣制备粘结剂的方法，它是一种制备工艺简单、粘结剂强度高、工艺性能好的植物油残渣制备高强度粘结剂的方法。本发明是将植物油沥青装入反应室内，预热至150℃－270℃，然后边搅拌边加入脂化剂，继续不断搅拌2－5h，冷却至180℃－200℃，注入冷却桶，继续搅拌，冷却至室温或80℃～50℃，即可装桶成品。本发明的优点有①产品的强度高，综合性能好。可以代替昂贵桐油或部分树脂来制造I级坭芯，是合脂油和未改性的植物油粘合剂所不能媲美的。②成本低，价格只相当于桐油的1/3，经济效益相当可观。③符合环保要求。原材料是提炼食用油的残渣，酯化剂也是无毒的，制造的粘结剂经化学分析，未发现有毒元素存在。
文档编号C09J191/00GK1587337SQ200410060629
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月20日 优先权日2004年7月20日
发明者郑玉婴, 吴章宏 申请人:福州大学