CN103878297A - 一种铸造用粘结剂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粘结剂的生产方法，尤其是涉及一种铸造用粘结剂的生产方法，方法包括如下步骤：复合溶剂的制备、树脂母液的合成、树脂的制备：当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料；本发明方法独特、绿色环保，造型时无异味、可使用时间可控且能实现整体固化。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘结剂的生产方法，尤其是涉及一种铸造用粘结剂的生产方法。
背景技术
近些年来，树脂自硬砂工艺在我国铸造行业得到了迅速推广。采用呋喃树脂自硬砂铸造工艺能够获得表而平整、轮廓清晰、尺寸精确的优质铸件，砂再生回用方便，而且还能减少铸件机械加工切削量、简化造型工艺、减轻工人的劳动强度、节省造型材料、降低能源消耗。但是，采用传统的呋喃树脂和磺酸固化剂在生产大型铸件时遇到了一些技术问题：如型（芯）砂的可使用时间短、生产工人操作有难度，硬透性差，硬化慢，且砂型越大越明显，采用金属芯盒时经常发生靠近芯盒表面不硬化导致尺寸超差等，这些问题影响了呋喃树脂砂工艺在大型铸钢件生产中的应用。
但是目前为止还没有克服上述方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种方法独特、绿色环保，造型时无异味、具有可使用时间可控且实现整体固化的一种铸造用粘结剂的生产方法。
本发明通过如下方式实现：
一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
a、复合溶剂的制备：在搅拌釜中依次加入混合多元醇二元酯，脂肪酸甲脂和腰果酚混合均匀，备用；
b、树脂母液的合成：打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油，季戊四醇，通氮气保护；升温至140℃，停氮气，加入催化剂，加完后继续通入氮气，待料液温度升至210-225℃计时反应1-4小时；保温结束后，关闭氮气，待料液降温至100-130℃，加入顺丁烯二酸酐，带水剂；待料液温度升至出现回流时开始计时，保持回流反应1-2小时；回流结束后，料液降温；
c、树脂的制备：当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料；
所述原料的重量百分含量为：脱水蓖麻油14%-48%，顺丁烯二酸酐5%-27.2%，季戊四醇9.5%-18.0%，带水剂1%-1.5%，复合溶剂36.0%-49.5%；
所述催化剂加入量为整个体系的0.5‰-1.0‰；
所述催化剂为分析纯氧化钙或氢氧化锂，其他原料均为工业级；
所述脱水蓖麻油是由普通精炼蓖麻油经分子内化学脱水制成；
所述带水剂为工业级二甲苯；
所述复合溶剂为39.64%混合二元酯、51.35%脂肪酸甲脂和9.01%腰果酚所组成的混合溶剂。
本发明有如下效果：
1）方法独特：本发明提供的方法包括首先复合溶剂的制备：在搅拌釜中依次加入混合多元醇二元酯，脂肪酸甲脂和腰果酚混合均匀，备用；然后是树脂母液的合成：打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油，季戊四醇，通氮气保护；升温至140℃，停氮气，加入催化剂，加完后继续通入氮气，待料液温度升至210-225℃计时反应1-4小时；保温结束后，关闭氮气，待料液降温至100-130℃，加入顺丁烯二酸酐，带水剂；待料液温度升至出现回流时开始计时，保持回流反应1-2小时；回流结束后，料液降温；最后为树脂的制备：当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料；
2）绿色环保，造型时无异味：本发明的原料中脱水蓖麻油属于干性油，采用脱水蓖麻油所合成粘结剂性能优于蓖麻油；采用脂肪酸甲脂、腰果酚和混合多元醇二元酯作为复合溶剂，取代了常用的芳香烃类溶剂油，不含甲醛、甲苯、糠醇、苯酚、甲醇等易挥发、有毒有害物质，绿色环保，造型时无异味。
3）具有可使用时间可控且实现整体固化：本发明提供的方法加入脂肪酸甲脂、腰果酚对树脂进行改性，进一步优化了树脂性能，解决了导致铸件表面粘砂的缺陷。脂肪酸甲脂又称生物柴油，在体系中既作为溶剂，亦可改善树脂低温条件下的硬透性能。腰果酚是由天然腰果壳油中经先进技术提炼而成，含苯环结构，具有优异的耐高温性能，在体系中既作为溶剂，亦可显著改善树脂高温条件下的溃散性。
4）工艺性能好：本发明提供的方法生产的粘结剂所用固化剂为聚异氰酸酯，属于常见市售大宗化工产品，来源广泛。目前产品已在国内某知名铸钢厂投入批量使用近6个月，实践证明工艺性能良好。
具体实施方式
实施例一：一种铸造用粘结剂的生产方法：该方法包括如下步骤：
1）复合溶剂的制备
在搅拌釜中依次加入占溶剂总质量39.64%的混合多元醇二元酯，51.35%脂肪酸甲脂，9.01%腰果酚混合均匀，备用。
2）树脂母液的合成
a、打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油31.8%，季戊四醇12.5%，通氮气；
b、升温至140℃，停氮气，加入氢氧化锂0.5‰，加完后继续通入氮气，待料液温度升至200℃计时反应1.5小时；
c、保温结束后，关闭氮气，待料液降温至130℃，加入顺丁烯二酸酐13.5%，二甲苯1.5%；
d、待料液温度升至出现回流时开始计时，回流反应1.5小时；
e、回流结束后降温。
3）树脂的制备
当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，复合溶剂质量占树脂的40.7%，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料。
实施例二：一种铸造用粘结剂的生产方法：该方法包括如下步骤：
1）复合溶剂的制备
在搅拌釜中依次加入占溶剂总质量39.64%的混合多元醇二元酯，51.35%脂肪酸甲脂，9.01%腰果酚混合均匀，备用。
2）树脂母液的合成
a、打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油19.9%，季戊四醇18%，通
氮气；
b、升温至140℃，停氮气，加入氧化钙0.6‰，加完后继续通入氮气，待料
液温度升至200℃计时反应2小时；
c、保温结束后，关闭氮气，待料液降温至130℃，加入顺丁烯二酸酐22.9%，二甲苯1.0%；
d、待料液温度升至出现回流时开始计时，回流反应2小时；
e、回流结束后降温。
3）树脂的制备
当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，复合溶剂质量占树脂的38.2%，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料。
实施例三：一种铸造用粘结剂的生产方法：该方法包括如下步骤：
1）复合溶剂的制备
在搅拌釜中依次加入占溶剂总质量39.64%的混合多元醇二元酯，51.35%脂
肪酸甲脂，9.01%腰果酚混合均匀，备用。
2）树脂母液的合成
a、打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油43.5%，季戊四醇9.5%，
通氮气；
b、升温至140℃，停氮气，加入氢氧化锂0.5‰，加完后继续通入氮气，待
料液温度升至200℃计时反应1.5小时；
c、保温结束后，关闭氮气，待料液降温至130℃，加入顺丁烯二酸酐9.5%，二甲苯1.5%；
d、待料液温度升至出现回流时开始计时，回流反应1小时；
e、回流结束后降温。
3）树脂的制备
当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，复合溶剂质量占树脂的36.0%，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料。
实施例四：一种铸造用粘结剂的生产方法：该方法包括如下步骤：
1）复合溶剂的制备
在搅拌釜中依次加入占溶剂总质量39.64%的混合多元醇二元酯，51.35%脂肪酸甲脂，9.01%腰果酚混合均匀，备用。
2）树脂母液的合成
a、打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油15.5%，季戊四醇11.2%，通氮气；
b、升温至140℃，停氮气，加入氢氧化锂0.5‰，加完后继续通入氮气，待料液温度升至200℃计时反应1.5小时；
c、保温结束后，关闭氮气，待料液降温至130℃，加入顺丁烯二酸酐23.3%，二甲苯1.0%；
d、待料液温度升至出现回流时开始计时，回流反应1小时；
e、回流结束后降温。
3）树脂的制备
当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，复合溶剂质量占树脂的49.0%，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料。
实施例五：一种铸造用粘结剂的生产方法：该方法包括如下步骤：
1）复合溶剂的制备
在搅拌釜中依次加入占溶剂总质量39.64%的混合多元醇二元酯，51.35%脂肪酸甲脂，9.01%腰果酚混合均匀，备用。
2）树脂母液的合成
a、打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油14.0%，季戊四醇18.0%，通氮气；
b、升温至140℃，停氮气，加入氢氧化锂0.5‰，加完后继续通入氮气，待料液温度升至200℃计时反应1.5小时；
c、保温结束后，关闭氮气，待料液降温至130℃，加入顺丁烯二酸酐27.2%，二甲苯1.5%；
d、待料液温度升至出现回流时开始计时，回流反应1小时；
e、回流结束后降温。
3）树脂的制备
当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，复合溶剂质量占树脂的39.3%，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料。
实施例六：一种铸造用粘结剂的生产方法：该方法包括如下步骤：
1）复合溶剂的制备
在搅拌釜中依次加入占溶剂总质量39.64%的混合多元醇二元酯，51.35%脂肪酸甲脂，9.01%腰果酚混合均匀，备用。
2）树脂母液的合成
a、打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油48.0%，季戊四醇16.9%，通氮气；
b、升温至140℃，停氮气，加入氢氧化锂0.5‰，加完后继续通入氮气，待料液温度升至200℃计时反应1.5小时；
c、保温结束后，关闭氮气，待料液降温至130℃，加入顺丁烯二酸酐5.0%，二甲苯1.5%；
d、待料液温度升至出现回流时开始计时，回流反应1小时；
e、回流结束后降温。
3）树脂的制备
当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，复合溶剂质量占树脂的28.6%，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料。
Claims (7)
1. 一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
a、复合溶剂的制备：在搅拌釜中依次加入混合多元醇二元酯，脂肪酸甲脂和腰果酚混合均匀，备用；
b、树脂母液的合成：打开油浴加热，启动搅拌机，加入脱水蓖麻油，季戊四醇，通氮气保护；升温至140℃，停氮气，加入催化剂，加完后继续通入氮气，待料液温度升至210-225℃计时反应1-4小时；保温结束后，关闭氮气，待料液降温至100-130℃，加入顺丁烯二酸酐，带水剂；待料液温度升至出现回流时开始计时，保持回流反应1-2小时；回流结束后，料液降温；
c、树脂的制备：当树脂温度降至90℃时，打入沉降槽，加入复合溶剂进行搅拌混配，搅拌1小时后停止搅拌，沉降72小时后放料。
2. 如权利要求1所述的一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：所述原料的重量百分含量为：脱水蓖麻油14%-48%，顺丁烯二酸酐5%-27.2%，季戊四醇9.5%-18.0%，带水剂1%-1.5%，复合溶剂36.0%-49.5%。
3. 如权利要求1所述的一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：所述催化剂加入量为整个体系的0.5‰-1.0‰。
4. 如权利要求1所述的一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：所述催化剂为分析纯氧化钙或氢氧化锂，其他原料均为工业级。
5. 如权利要求1所述的一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：所述脱水蓖麻油是由普通精炼蓖麻油经分子内化学脱水制成。
6. 如权利要求1所述的一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：所述带水剂为工业级二甲苯。
7. 如权利要求1所述的一种铸造用粘结剂的生产方法，其特征在于：述所述复合溶剂为39.64%混合二元酯、51.35%脂肪酸甲脂和9.01%腰果酚所组成的混合溶剂。
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