三组分胺法冷芯盒粘结剂制造技术

本申请公开一种三组分胺法冷芯盒粘结剂其包括：组分A，其包括酚醛树脂；组分B，其包括聚异氰酸酯；和组分C，其包括下述式(I)和式(II)所示结构的化合物；式(I)为R1‑

【技术实现步骤摘要】
三组分胺法冷芯盒粘结剂


[0001]本申请涉及粘结剂
，具体涉及一种三组分胺法冷芯盒粘结剂。

技术介绍

[0002]现有技术中，胺法冷芯盒工艺使用的树脂粘结剂包括酚醛树脂组分和聚异氰酸酯组分，是基于聚氨酯的铸造粘结剂体系。通过将粘结剂与铸造集料混合而制备铸造混合料，借助于碱性催化剂来硬化。
[0003]因此要求粘结剂通常具有低的粘度，两组分中均含有大量的芳烃溶剂，芳烃溶剂又可包含诸如甲苯、二甲苯、1,2,4三甲苯、萘的化合物和其它芳族化合物。通常，酚醛树脂组分的溶剂是由高沸点的极性溶剂(如酯和酮)和高沸点的芳烃组成的混合物。聚异氰酸酯组分的溶剂是高沸点的芳烃。近年来，在铸造粘结剂中使用芳烃溶剂引起的环保问题受到人们的日益关注。
[0004]胺法冷芯盒工艺所用的催化剂有三乙胺、二甲基乙胺、二甲基异丙胺等，由于三乙胺价格低廉，通常采用三乙胺作催化剂。其特点是，硬化速度快、砂芯尺寸精度高及节约能源等，满足了铸造生产优质、高效、节能的要求，适合大批量复杂砂芯的生产，现已广泛应用于汽车、内燃机、机车车辆、飞机、制泵等行业，成为各种制芯工艺的主流。
[0005]随着更大批量的铸造生产需求，制芯单元流水线化程度越来越高，集成为一个制芯中心，即用机器人自动化、流水作业地对冷芯盒射芯机制造出的各种砂芯进行取芯、组芯、浸涂等一系列操作，对铸造型芯性能的要求越来越高，这就期望具有优异性能的胺法冷芯盒粘结剂。
[0006]CN107624124A披露了三组分聚氨酯粘合剂体系，前两种是常规的并且用于冷芯盒或自硬过程中，在使用时与前两组分组合的第三组分至少包括硅酸烷基酯，和可选的双足氨基硅烷。使用有机粘合剂体系提供模具改善的拉伸强度，尤其是在高相对湿度下。然而，硅酸烷基酯，特别是硅酸四乙酯会在用于减少胺固化气体的酸性洗涤溶液中形成凝胶，并且形成的白色二氧化硅细粒可沉积在铸件上、积聚在用过的砂中或在空气中载带。使得其在制备复杂形状的型芯时，容易由于砂芯砂型强度不够而造成断裂缺陷，特别是在潮湿季节更容易导致产品的废品率高、质量下降。
[0007]申请内容
[0008]为了解决现有技术中砂芯砂型强度不够、产品的废品率高、质量下降的问题，本申请提供一种环保的三组分胺法冷芯盒粘结剂，显著提高了砂芯砂型的强度，降低了粘结剂加入量，减少了浇铸时的黑烟和有毒气体的排放，保护了生态环境，提高了铸件的成品率。
[0009]本申请的具体技术方案如下：
[0010]1.一种三组分胺法冷芯盒粘结剂，其中，其包括：
[0011]组分A，其包括酚醛树脂；
[0012]组分B，其包括聚异氰酸酯；和
[0013]组分C，其包括下述式(I)和/或式(II)所示结构的化合物；
[0014]R1‑
R2‑
R
x1
(OR)2‑
x1
Si
‑
O
‑
Si
‑
R
x2
(OR)2‑
x2 n
‑
O
‑
SiR
x3
(OR)2‑
x3
‑
R3‑
R4式(I)，
[0015](OR)
m1
(R)3‑
m1
Si
‑
R5‑
R6‑
NH
‑
R7‑
R8‑
Si(R)3‑
m2
(OR)
m2
式(II)；
[0016]其中，R1和R4相互独立地选自碳原子数为1～20的烷基、烷氧基和烷氨基，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自碳原子数为1～20的亚烷基、亚烷氧基和亚烷氨基，各R相互独立地选自烷基和芳基。
[0017]2.根据项1所述的冷芯盒粘结剂，其中，R1和R4相互独立地选自碳原子数为1～10的烷基、烷氧基和烷氨基；
[0018]优选地，R1和R4相互独立地选自碳原子数为1～4的烷基、烷氧基和烷氨基；
[0019]优选地，R1和R4相互独立地选自乙氨基和丙氨基。
[0020]3.根据项1或2所述的冷芯盒粘结剂，其中，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自碳原子数为1～10的亚烷基、亚烷氧基和亚烷氨基；
[0021]优选地，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自碳原子数为1～4的亚烷基、亚烷氧基和亚烷氨基；
[0022]优选地，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自亚乙氨基和亚丙氨基。
[0023]4.根据项1～3中任一项所述的冷芯盒粘结剂，其中，各R相互独立地选自碳原子数为1～10的烷基；
[0024]优选地，各R相互独立地选自碳原子数为1～6的烷基；
[0025]优选地，各R相互独立地选自甲基和乙基。
[0026]5.根据项1～4中任一项所述的冷芯盒粘结剂，其中，x1、x2、x3相互独立地选自0和1；
[0027]优选地，n为1～100的整数，优选为1～50的整数，更优选为2～40的整数；
[0028]优选地，m1、m2相互独立地为1、2或3；
[0029]优选地，m1、m2相互独立地为2或3。
[0030]6.根据项1～5中任一项所述的冷芯盒粘结剂，其中，以所述冷芯盒粘结剂的总重量为基础，所述冷芯盒粘结剂包括：40％～64％的组分A，35％～60％的组分B以及0.1％～8％的组分C；
[0031]优选地，以所述冷芯盒粘结剂的总重量为基础，所述冷芯盒粘结剂包括：45％～59％的组分A，40％～55％的组分B以及0.5％～5％的组分C；
[0032]优选地，以组分A的总重量为基础，组分A包括：55％～70％酚醛树脂，10～20％酯类溶剂，以及5～25％芳烃溶剂；
[0033]优选地，以组分A的总重量为基础，组分A包括：60％～67％酚醛树脂，10％～15％酯类溶剂，以及6％～20％芳烃溶剂；
[0034]优选地，以组分B的总重量为基础，组分B包括：65～94％聚异氰酸酯，5～20％芳烃溶剂，以及0％～15％酯类溶剂；
[0035]优选地，以组分B的总重量为基础，组分B包括：70％～90％聚异氰酸酯，5％～15％芳烃溶剂，以及0％～10％酯类溶剂。
[0036]7.根据项1～6中任一项所述的冷芯盒粘结剂，其中，所述酚醛树脂为苄基醚酚醛树脂，优选为高邻位苄基醚酚醛树脂；
[0037]优选地，所述苄基醚酚醛树脂的重均分子量为500～2000，优选为600～1200。
[0038]8.根据项1～7中任一项所述的冷芯盒粘结剂，其中，所述聚异氰酸酯选自二苯基甲烷
‑
4,4
’‑
二异氰酸酯、粗二苯基甲烷
‑
4,4
’‑
二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的任意一种或两种或三种。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三组分胺法冷芯盒粘结剂，其中，其包括：组分A，其包括酚醛树脂；组分B，其包括聚异氰酸酯；和组分C，其包括下述式(I)和式(II)所示结构的化合物；R1‑
R2‑
R
x1
(OR)2‑
x1
Si
‑
O
‑
Si
‑
R
x2
(OR)2‑
x2n
‑
O
‑
SiR
x3
(OR)2‑
x3
‑
R3‑
R4ꢀꢀꢀꢀ
式(I)，(OR)
m1
(R)3‑
m1
Si
‑
R5‑
R6‑
NH
‑
R7‑
R8‑
Si(R)3‑
m2
(OR)
m2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(II)；其中，R1和R4相互独立地选自碳原子数为1～20的烷基、烷氧基和烷氨基，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自碳原子数为1～20的亚烷基、亚烷氧基和亚烷氨基，各R相互独立地选自烷基和芳基。2.根据权利要求1所述的冷芯盒粘结剂，其中，R1和R4相互独立地选自碳原子数为1～10的烷基、烷氧基和烷氨基；优选地，R1和R4相互独立地选自碳原子数为1～4的烷基、烷氧基和烷氨基；优选地，R1和R4相互独立地选自乙氨基和丙氨基。3.根据权利要求1或2所述的冷芯盒粘结剂，其中，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自碳原子数为1～10的亚烷基、亚烷氧基和亚烷氨基；优选地，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自碳原子数为1～4的亚烷基、亚烷氧基和亚烷氨基；优选地，R2、R3、R5、R6、R7和R8相互独立地选自亚乙氨基和亚丙氨基。4.根据权利要求1～3中任一项所述的冷芯盒粘结剂，其中，各R相互独立地选自碳原子数为1～10的烷基；优选地，各R相互独立地选自碳原子数为1～6的烷基；优选地，各R相互独立地选自甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐磊，许增彬，
申请(专利权)人：济南圣泉集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：