本发明专利技术公开了一种冷芯盒法环氧树脂单组份粘结剂，该粘结剂在有机过氧化物活化剂存在下二氧化硫吹气固化，该粘结剂包括：(a)1～40重量份苄基醚酚醛树脂；(b)0.1～10重量份的聚异氰酸酯；(c)40～77重量份的环氧树脂；(d)20～30重量份的丙烯酸酯；(e)1～30重量份高沸点酯和/或烃稀释剂。所述苄基醚酚醛树脂的重均分子量在500～2000之间，本发明专利技术的粘结剂克服了现有技术中二氧化硫吹气硬化用粘结剂的脆性、耐湿热性差的缺点，提高了铸造过程中砂芯砂型的强度，同时降低了粘结剂的粘度而有利于铸造工艺。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粘结剂，该粘结剂用于铸造树脂砂混合料，吹气态二氧化硫固化，形成制造铸造金属铸件的型芯模，适用于铸造领域各种类型的铸钢、铸铁及有色合金件。
技术介绍
在铸造工业中，冷芯盒法是指用气体或气雾催化剂在室温下催化树脂砂以达到快速固化的工艺方法。按气体或气雾催化剂的不同，可将冷芯盒法分为胺法、S02法、C02树脂法和甲酸甲酯法。法国SPAIC公司于1971年专利技术了 S02-呋喃树脂法，称之为Hardox法，1975年用于铸造生产。其工艺过程是将含过氧化物的活化剂加入芯砂中，当S02通过芯砂时与过氧化物释放出的新生态氧结合生成S03，S03与溶于粘结剂和砂中的水生成硫酸，促使树脂迅 速发生放热缩聚反应，使砂芯迅速硬化，国内习惯称为S02法。其粘结剂体系组成粘结剂(呋喃树脂)、氧化剂(过氧化甲乙酮)、偶联剂(硅烷)、催化剂(S02)。S02-环氧树脂法于1983年用于生产，采用一种双组分粘结剂，组分A是由环氧树脂和有机过氧化物组合而成，组分B是加有丙烯酸改性剂用来改善反应活性和硬化速度的环氧树脂。与S02-呋喃树脂法相比，芯砂的可使用时间更长，基本解决了芯盒结垢和粘模等生产问题，适合大批量生产。美国专利US4，518，723公开了一种可固化环氧树脂组合物，其使用80 %的Epon828、10%的酚醛树脂、0. 2% A-187硅烷以及10%的甲醇，其中加有20%的三羟甲基三丙烯酸酯。30%的过氧化羟基异丙苯。中国专利公开号CN1852782A “含环氧树脂和硅酸烷基酯的无丙烯酸酯粘合剂”中公开了一种铸造粘合剂系统，其将在二氧化硫和氧化剂存在下固化，该粘合剂系统包括(a) 40 80重量份的环氧树脂；(b) I 40重量份的脂肪酸酯；(c) I 10重量份的硅酸烷基酯；(d)有效量的氧化剂以及(e)0份的烯键式不饱和单体或聚合物；中国专利公开号CN1871080A “含环氧树脂、丙烯酸酯以及一些烷基酯的冷芯盒法粘合剂”中公开了一种铸造粘合剂系统，其将在二氧化硫和自由基引发剂存在下固化，该粘合剂系统包括(a) 20 70重量份的环氧树脂；(b) I 50重量份的丙烯酸酯；(c) I 30重量份的脂肪酸烷基酯；(d)有效量的氧化剂；中国专利公开号CN101484258A“使用环氧-丙烯酸酯冷芯盒粘结剂制备耐腐蚀铸造形体的方法”中公开了一种铸造粘合剂，包含(a) 20 70重量份的环氧树脂；(b) 5 50重量份的丙烯酸酯；(c)至少3. 0重量％的有机官能的硅烷；(d)有效量的过氧化物。环氧树脂是一种热固性树脂，具有优异的粘接性、机械性能及良好的工艺性。由于其性脆、抗冲击力差等缺点，人们在使用中常常添加增塑剂，主要是外增塑作用，但增韧效果不显著，成为制约产品应用的难题。同时环氧树脂的粘度一般比较大，常常通过添加稀释剂来降低环氧树脂的粘度，改进其工艺性能。本申请人于2009年12月31日提交的中国专利技术专利申请CN200910265766. I克服了现有的冷芯盒粘结剂耐湿热型差、性脆、树脂强度低的缺陷，提高了树脂强度，降低了铸造品的废品率。申请人对此专利技术的技术方案进行进一步改进，以使粘结剂获得理想的粘度和更高的砂芯砂型的强度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，克服现有技术中二氧化硫吹气硬化用冷芯盒粘结剂的耐湿热性差的缺点。 本专利技术的另一个目的是，克服现有技术中二氧化硫吹气硬化用冷芯盒粘结剂的性脆，树脂强度低的缺点。解决用于钢铁铸件时，热强度低易产生冲砂和夹砂、结疤造成废品率高等缺陷。本专利技术的另一个目的是提高使用环氧树脂粘结剂的砂芯砂型的强度。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是一种二氧化硫吹气硬化用粘结剂，该粘结剂在有机过氧化物活化剂存在下二氧化硫吹气固化，上述粘结剂包括(a)苄基醚酚醛树脂I 40份(b)聚异氰酸酯0. I 10份(c)环氧树脂40 77份(d)丙烯酸酯2O 3O份(e)高沸点酯和/或烃稀释剂 I 30份其中，苄基醚酚醛树脂的用量约为环氧树脂的I 50wt%之间，聚异氰酸酯的用量为苄基醚酚醛树脂的I 30wt%之间，所述苄基醚酚醛树脂的重均分子量在500 2000之间。本专利技术的粘结剂可以由以下方法制得使苄基醚酚醛树脂和聚异氰酸酯在70 90°C进行反应，以产生被聚异氰酸酯封端的苄基醚酚醛树脂；使所得物料与环氧树脂在110 150°C进一步聚合，以获得改性的环氧树脂；将所述改性环氧树脂与其余成分在低60°C的温度下混合。如上方法的典型操作步骤如下(I)将熔化好的苄基醚酚醛树脂投入反应釜中，加热搅拌，真空下脱水(真空度为15mm萊柱)，至温度达120°C无气泡为止。降温至60°C,加入聚异氰酸酯；(2)将反应釜冷凝器调整为回流状态，在搅拌下通蒸汽升温，在30分钟内使温度升至70°C，并在70 90°C保温反应180分钟；(3)保温结束后，将物料降温至60°C，加入环氧树脂，在60分钟内使釜内温度升至110°c，并在110 150°C保温反应180分钟；(4)冷却降温至60°C，将丙烯酸酯、高沸点酯、烃稀释剂加入混合釜中，开动搅拌，混合约2小时，使物料混合均匀。在本专利技术中，苄基醚酚醛树脂的数均分子量为500 2000，优选为600 1200。所述的聚异氰酸酯是二苯基甲烷-4，4’ - 二异氰酸酯、粗二苯基甲烷_4，4’ - 二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸脂的一种或其组合。所述的丙烯酸酯为三缩丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的一种或其组合。上述高沸点酯和为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、己二酸二辛脂、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯或其混合物，上述烃稀释剂选自甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、馏程150 290°C的液态石油芳烃分馏物和煤油。该粘结剂与铸造骨料混合形成铸造树脂砂混合料，所述铸造树脂砂混合料用于制造铸造金属铸件的型芯模。本专利技术的技术方案相比现有技术中的二氧化硫吹气硬化用冷芯盒粘结剂在树脂强度方面可提高30 %，废品率可降低30 %，铸件质量提高显著。此外，本专利技术的粘结剂具有较低的粘度，易于砂芯砂型的铸造，而且抗拉强度和抗压强度有进一步提高。具体实施方式 在本专利技术中，以苄基醚酚醛树脂和聚异氰酸酯改性环氧树脂，以使获得的粘接剂具有提高的粘接强度和韧性。苄基醚酚醛树脂和聚异氰酸酯的用量以重量计通常不超过环氧树脂的用量。具体而言，苄基醚酚醛树脂的用量约为环氧树脂的I 50wt%之间，优选5 35wt%之间，聚异氰酸酯的用量约为苄基醚酚醛树脂的I 30wt%之间，优选在5 20wt*%之间。在本专利技术中，苄基醚酚醛树脂是重均分子量为500 2000，优选为600-1200之间。通过选用该特定的苄基醚酚醛树脂，可以降低粘结剂的粘度，使得混合有粘结剂的铸造砂具有较高的流散性。本专利技术中优选使用高邻位苄基醚酚醛树脂，所谓高邻位苄基醚酚醛树脂是指邻/对比大于I的酚醛树脂，或者说大部分为邻位的酚醛树脂。使用高邻位苄基醚酚醛树脂可以获得较快的固化速度。本专利技术使用的聚异氰酸酯可以是脂肪族聚异氰酸酯或芳香族聚异氰酸酯，脂肪族聚异氰酸酯的例子有异佛乐酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯。芳香族聚异氰酸酯的例子有二苯基甲烷-4，4’ - 二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冷芯盒法环氧树脂单组份粘结剂，其通过二氧化硫吹气法固化，其特征在于，所述粘结剂以重量计包含 (a)苄基醚酚醛树脂I 40份 (b)聚异氰酸酯0. I 10份 (c)环氧树脂40 77份 (d)丙烯酸酯20 30份 (e)高沸点酯和/或烃稀释剂I 30份 其中，苄基醚酚醛树脂的用量约为环氧树脂的I 50wt%之间，聚异氰酸酯的用量为 苄基醚酚醛树脂的I 30% wt之间，所述苄基醚酚醛树脂的重均分子量在500 2000之间。2.根据权利要求I所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包含 (a)苄基醚酚醛树脂5 30份 (b)聚异氰酸酯I 8份 (c)环氧树脂45 60份 (d)丙烯酸酯20 30份 (e)高沸点酯和/或烃稀释剂5 20份 其中，苄基醚酚醛树脂的用量为环氧树脂的5 35wt%之间，聚异氰酸酯的用量约为苄基醚酚醛树脂的5 20wt%之间。3.根据权利要求I所述的粘结剂，其特征在于，所述苄基醚酚醛树脂的重均分子量为600 1200。4.根据权利要求I所述的粘结剂，其特征在于所述的聚异氰酸酯是二苯基甲烷_4，4’ - 二异氰酸酯、粗二苯基甲烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝建勋，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：
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