一种可发性聚合树脂及其制备方法与流程

本发明涉及属于消失模铸造材料制造，具体是一种可发性聚合树脂及其制备方法。

背景技术：

1、消失模铸造技术是用泡沫塑料(eps、stmma或epmma)制成与铸件结构、尺寸完全一样的模样，经浸涂耐火黏结涂料(起强化、光洁作用)烘干后埋入特殊砂箱干砂造型，其中的涂料起强化、光洁作用。经三维或二维微震加负压紧实，不用泥芯、活块甚至无冒口的情况下浇入熔化的合金液，整个过程保持着一定的负压，使模样受热气化分解进而被合金液取代的一次性成型铸造新工艺。消失模铸造有多种不同的叫法，国内主要叫干砂实型铸造、负压实型铸造，简称epc铸造。国外的叫法主要有lostfoamprocess(美国)、microprocessors(意大利)等。它与传统的铸造技术相比，具有很大的优势，被国内外的铸造界誉为“21世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。

2、中国的消失模铸造技术也被国家重点推广，消失模工业具有了一定的规模，成为铸造行业的重要组成部分，生产铸件在铸造行业中所占比重不断提高，消失模铸造是目前国际上最先进的铸造工艺之一。

3、传统消失模铸造技术采用普通共聚树脂含碳量高，不符合304不锈钢等高端铸钢件的要求，同时加工型球墨铸件的成品率也低，普通共聚树脂表面无孔，会导致成型后戊烷无法快速的挥发，造成模样三次发泡和黑区铸件浇注时反喷的问题，原有模样的燃烧方式为瞬间燃烧，导致消失模黑区浇注的各种发气的问题，因此，针对上述问题提出一种可发性聚合树脂及其制备方法。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决普通共聚树脂含碳量高不符合304不锈钢等高端铸钢件的要求、加工型球墨铸件成品率低、表面无孔戊烷无法快速挥发、模样三次发泡、黑区铸件浇注时反喷、消失模黑区浇注的各种发气的问题，本发明提出一种可发性聚合树脂及其制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种可发性聚合树脂，按重量份计，包括苯乙烯(st)100份、甲基丙烯酸甲酯(mma)40份，戊烷85份、去离子水120-300份、分散剂1.2-1.5份、发泡剂10-20份、引发剂0.9-1.6份、改性助剂0.1-0.9份，还包括2-甲基丙烯酸乙酯25-45份，链调节剂0.3-0.8份，载体溶剂200-400份。

3、优选的，所述2-甲基丙烯酸乙酯量为36份，链调节剂为量0.5份并采用硫基乙酸。

4、优选的，所述引发剂选用偶氮二异丁氰(aibn)，所述分散剂使用无机分散剂活性磷酸钙(tcp)，所述发泡剂为c4-c6低沸点烃类化合物，所述改性助剂为聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二辛酯(dop)。

5、本发明解决其技术问题还提供一种制备可发性聚合树脂的方法，包括如下步骤：

6、s1:将配方量的st、mma、2-甲基丙烯酸乙酯及引发剂投入不锈钢容器中,混合均匀成澄清透明的溶液，制得混合单体再导入单体罐；

7、s2:将配方量的全部载体溶剂投入反应釜后，开竖式回流冷凝器的冷却水，开动搅拌，加热升温到溶剂回流；

8、s3:打开加料阀，向反应釜内均匀滴加混合单体，以保持反应釜内溶剂处于回流状态，在回流状态下，搅拌保温一段时间使达到指定的转化率；

9、s4:加入去离子水、分散剂、引发剂和链调节剂进行低温聚合，聚合温度为40-50℃，压力为0.3-0.9mpa，反应3-4小时后加入发泡剂，高温聚合并将温度调节到100-150℃，反应6-10小时后进行冷却；

10、s5:关闭竖式回流冷凝器的冷却水，并放空其中的冷却水，开卧式冷凝器冷却水，先在常压升温脱除回收溶剂，后期可抽真空脱除残留溶剂，使树脂的残留溶剂量小于0.5％；

11、s6:溶剂脱除完全后，放料、冷却、离心洗涤,干燥，筛分，即得到聚合树脂成品。

12、优选的，所述s4步骤聚合温度为40℃，压力为0.7mpa，反应时间设置为4小时。

13、优选的，所述s2步骤载体溶剂选用甲苯，所述高温聚合将温度设置为110℃，反应时间设置10小时。

14、优选的，所述s6步骤离心洗涤时长设置为20分钟，干燥时长设置为1.5小时。

15、本发明的有益之处在于：

16、1.本发明通过加入2-甲基丙烯酸乙酯和链调节剂，使得聚合物比原有普通共聚树脂低三分之二的碳，增碳量为3.2个，符合304不锈钢等高端铸钢件的要求，提高加工型球墨铸件的成品率。

17、2.本发明通过选用c4-c6低沸点烃类化合物作为发泡剂和加入一定量载体溶剂，可以保持较为适中的黏度有利于发泡过程形成微孔，产品球体表面为微孔状态，能让原始珠粒更方便于保存，同时当预发、成型后，表面微孔设计的球体又会将戊烷快速的挥发，改善普通聚合珠粒所带来的模样三次发泡问题和解决了黑区铸件浇注时的反喷问题。

18、3.本发明通过先常压升温脱除回收溶剂，后期真空脱除残留溶剂，使树脂的残留溶剂量小于0.5％的步骤，有效的降低组合物的还原性，在特定总气量发生不变的情况下，又改善了原有模样的燃烧方式，从瞬间燃烧转变为匀速燃烧，从而在真正意义上彻底解决了消失模黑区浇注的各种发气问题。

技术特征：

1.一种可发性聚合树脂，按重量份计，包括苯乙烯(st)100份、甲基丙烯酸甲酯(mma)40份，戊烷85份、去离子水120-300份、分散剂1.2-1.5份、发泡剂10-20份、引发剂0.9-1.6份、改性助剂0.1-0.9份，其特征在于：还包括2-甲基丙烯酸乙酯25-45份，链调节剂0.3-0.8份，载体溶剂200-400份。

2.根据权利要求1所述的一种可发性聚合树脂，其特征在于：所述2-甲基丙烯酸乙酯量为36份，链调节剂为量0.5份并采用硫基乙酸。

3.根据权利要求1所述的一种可发性聚合树脂，其特征在于：所述引发剂选用偶氮二异丁氰(aibn)，所述分散剂使用无机分散剂活性磷酸钙(tcp)，所述发泡剂为c4-c6低沸点烃类化合物，所述改性助剂为聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二辛酯(dop)。

4.一种制备权利要求1-3任意一项所述可发性聚合树脂的方法，其特征在于：包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种可发性聚合树脂的制备方法，其特征在于：所述s4步骤聚合温度为40℃，压力为0.7mpa，反应时间设置为4小时。

6.根据权利要求4所述的一种可发性聚合树脂的制备方法，其特征在于：所述s2步骤载体溶剂选用甲苯，所述高温聚合将温度设置为110℃，反应时间设置10小时。

7.根据权利要求4所述的一种可发性聚合树脂的制备方法，其特征在于：所述s6步骤离心洗涤时长设置为20分钟，干燥时长设置为1.5小时。

技术总结
本发明属于消失模铸造材料制造技术领域，具体的说是一种可发性聚合树脂及其制备方法，包括苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)，戊烷、去离子水、分散剂、发泡剂、引发剂、改性助剂，其特征在于：还包括2‑甲基丙烯酸乙酯，链调节剂，载体溶剂，本发明通过加入2‑甲基丙烯酸乙酯和链调节剂，解决普通共聚树脂含碳量高不符合304不锈钢等高端铸钢件的要求、加工型球墨铸件成品率低的问题，通过选用C4‑C6低沸点烃类化合物作为发泡剂和加入一定量载体溶剂，可以保持较为适中的黏度有利于发泡过程形成微孔，产品球体表面为微孔状态，能让原始珠粒更方便于保存。

技术研发人员：赵智怡,陈雁,仲晓东,汪爱霞,汤蓉芳
受保护的技术使用者：芜湖冠锋模具塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15