一种防止铸件脉纹的粘结剂、制备方法及其使用方法技术

本发明专利技术属于铸造辅材技术领域，涉及一种可防止铸件脉纹的铸造用粘结剂，粘结剂包括改性苯醚型酚醛树脂溶液体系和聚异氰酸酯溶液体系，其中，所述改性苯醚型酚醛树脂溶液体系按质量百分比包括苯醚型酚醛树脂35％

【技术实现步骤摘要】
一种防止铸件脉纹的粘结剂、制备方法及其使用方法


[0001]本专利技术属于铸造辅材
，更具体地说，涉及一种可防止铸件脉纹的铸造用粘结剂。

技术介绍

[0002]三乙胺冷芯盒制芯具有树脂砂强度高、铸件表面光洁度高、尺寸精度高、制芯效率高、生产成本相对较低等优点。目前，它已成为铸造行业最常用的制芯工艺，尤其在大批量生产的汽车、内燃机铸件中极具竞争力。国内冷芯盒树脂目前用量占比逐年上升，显示其未来的市场需求具有较好的增长潜力。但是现有的粘结剂存在高温性能差，浇铸后砂芯出现裂缝导致铸件出现脉纹缺陷。出现脉纹缺陷后还需进行铲磨等后续处理，严重影响铸造生产效率。通常情况下，为了防止铸件脉纹缺陷会在混砂时在型砂中加入防脉纹添加剂，但是加入防脉纹添加剂不仅提高生产成本，还会降低型砂强度从而需要提高树脂加入量，进一步增加了生产成本。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的目的是克服现有技术中铸件生产过程中出现脉纹缺陷，提供了一种防止铸件脉纹的粘结剂，通过直接改进酚醛树脂结构及树脂成分组合来提高型砂的高温残留强度，防止浇铸后型砂裂缝导致铸件出现脉纹，有效解决铸件脉纹缺陷产生，方法简单，成本低。
[0004]本专利技术的目的之一是提供一种防止铸件脉纹的粘结剂。
[0005]本专利技术的目的之二是提供一种防止铸件脉纹的粘结剂的制备方法。
[0006]本专利技术的目的之三是提供一种防止铸件脉纹的粘结剂的使用方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种防止铸件脉纹的粘结剂，其特征在于，包括改性苯醚型酚醛树脂溶液体系和聚异氰酸酯溶液体系；其中，改性苯醚型酚醛树脂溶液体系按质量百分比包括苯醚型酚醛树脂35％
‑
55％，酰胺类化合物3％
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10％，硅酸乙酯5％
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15％，二元酯12％
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24％，高沸点芳烃溶剂18％
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38％，增强剂0.1％
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2％，抗湿剂0.1％
‑
1％；聚异氰酸酯溶液体系按质量百分比包括聚异氰酸酯70％
‑
85％，高沸点芳烃溶剂 9％
‑
20％，硅酸乙酯5％
‑
12％。
[0009]进一步的，苯醚型酚醛树脂采用苯酚与多聚甲醛按摩尔比1:(0.65～0.85)，在二价金属盐催化下合成；所述的苯醚型酚醛树脂的分子量在800
‑
2000。
[0010]进一步的，酰胺类化合物为可以为低分子酰胺和长链脂肪酸酰胺，包括 N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基丙酰胺、N
‑
乙基对甲苯磺酰胺、2
‑
氨基
‑5‑
甲基苯甲酰胺、2
‑
苯基乙酰胺、N
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甲基丁二酰亚胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、脂肪酰胺一种或几种组合。优选的，N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
‑
乙基对甲苯磺酰胺、2
‑
苯基乙酰胺、硬脂酸酰胺的一种或几种组合。
[0011]进一步的，所述高沸点芳烃溶剂为馏程在178～270℃的液态石油芳烃分馏物，优
选为S
‑
150、S
‑
180、S
‑
200一种或几种组合。
[0012]进一步的，所述的二元酯为苯醚型酚醛树脂的主要溶剂，优选为丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯中的一种或几种组合。
[0013]进一步的，增强剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种或几种组合。优选的，硅烷偶联剂，如氨基硅烷、环氧硅烷、巯基硅烷、羟基硅烷和脲基硅烷中的一种或几种。最佳的，增强剂为氨基硅烷偶联剂，如KH
‑
550、KH
‑
560、KH
‑
570、KH
‑
602中的一种或几种。
[0014]进一步的，抗湿剂为40％氢氟酸。
[0015]进一步的，本专利技术中的聚异氰酸酯为芳香族的聚异氰酸酯。优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5
‑
萘二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯及其甲基衍生物、聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯中的一种或几种。最佳的，为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)中的一种或几种。
[0016]一种防止铸件脉纹的粘结剂的制备方法，其中，改性苯醚型酚醛树脂溶液体系的制备包括以下步骤：
[0017](1)将苯醚型酚醛树脂加入反应釜中，开启搅拌；
[0018](2)将酰胺类化合物加入反应釜，开启蒸汽阀，升温至85～100℃，保温0.5～3h；
[0019](3)再加入硅酸乙酯，75～95℃保温0.5～1h；
[0020](4)降温至60℃以下，加入二元酯和高沸点芳烃溶剂，搅拌1h；
[0021](5)降温至40℃以下，加入增强剂，搅拌1h；
[0022](6)加入抗湿剂，搅拌1h，得到改性改性苯醚型酚醛树脂溶液体系；
[0023]聚异氰酸酯溶液体系的制备包括以下步骤：
[0024](1)将聚异氰酸酯投入反应釜中，开启搅拌；
[0025](2)加入高沸点芳烃溶剂、硅酸乙酯，搅拌1h，得到聚异氰酸酯溶液体系。
[0026]一种防止铸件脉纹的粘结剂的使用方法，分别取铸造型砂、改性苯醚型酚醛树脂溶液体系和聚异氰酸酯溶液体系，其中，改性苯醚型酚醛树脂溶液体系的用量为所述铸造型砂重量的0.6％
‑
0.9％，聚异氰酸酯溶液体系的用量为所述铸造型砂重量的0.6％
‑
0.9％；将改性苯醚型酚醛树脂溶液体系和聚异氰酸酯溶液体系与所述铸造型砂混合。
[0027]本专利技术提供的一种防止铸件脉纹的粘结剂或利用本专利技术制备方法制得的一种防止铸件脉纹的粘结剂在铸造各类铸钢、铸铁及有色合金铸件的砂型(芯) 中的应用。
[0028]本专利技术粘结剂体系用于铸造树脂砂混合料，在气态胺催化下树脂砂固化形成制造金属铸件的砂型(芯)，适用于铸造各类铸钢、铸铁及有色合金铸件。
[0029]本专利技术在苯醚型酚醛树脂基础上，加入酰胺类化合物对苯醚型酚醛树脂进行进一步改性，抗拉试样高温残留强度可提高10％
‑
20％，显著提高型砂高温性能；改性苯醚型酚醛树脂溶液体系和聚异氰酸酯溶液体系中均加入硅酸乙酯，加入后抗拉试样高温残留强度可提高5％
‑
10％，对于提高型砂的高温性能有显著效果；改性苯醚型酚醛树脂溶液体系和聚异氰酸酯溶液体系均加入馏程在178～270℃的液态石油芳烃分馏物，且加入比例明显高于普通类型的冷芯盒树脂，抗拉试样高温残留本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止铸件脉纹的粘结剂，其特征在于，包括改性苯醚型酚醛树脂溶液体系和聚异氰酸酯溶液体系；其中，所述改性苯醚型酚醛树脂溶液体系按质量百分比包括苯醚型酚醛树脂35％
‑
55％，酰胺类化合物3％
‑
10％，硅酸乙酯5％
‑
15％，二元酯12％
‑
24％，高沸点芳烃溶剂18％
‑
38％，增强剂0.1％
‑
2％，抗湿剂0.1％
‑
1％；所述聚异氰酸酯溶液体系按质量百分比包括聚异氰酸酯70％
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85％，高沸点芳烃溶剂9％
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20％，硅酸乙酯5％
‑
12％。2.根据权利要求1所述的防止铸件脉纹的粘结剂，其特征在于，所述苯醚型酚醛树脂采用苯酚与多聚甲醛按摩尔比1:(0.65～0.85)，在二价金属盐催化下合成；所述的苯醚型酚醛树脂的分子量在800
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2000。3.根据权利要求1所述的防止铸件脉纹的粘结剂，其特征在于，所述酰胺类化合物为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基丙酰胺、N
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乙基对甲苯磺酰胺、2
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氨基
‑5‑
甲基苯甲酰胺、2
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苯基乙酰胺、N
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甲基丁二酰亚胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、脂肪酰胺的一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的防止铸件脉纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔刚，李兵，杨洋，田苗，
申请(专利权)人：共享新材料山东有限公司，
类型：发明
国别省市：