專利名稱：：一種高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及粘結(jié)劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說，本發(fā)明涉及一種高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑體系，該粘結(jié)劑體系用于鑄造樹脂砂混合料，在氣態(tài)胺催化劑存在下固化形成制造鑄造金屬鑄件的型芯模，適用于鑄造各種類型的鑄鋼、鑄鐵及有色合金件。技術(shù)背景在鑄造工業(yè)中，冷芯盒法是指用氣體或氣霧催化劑在室溫下催化樹脂砂瞬時(shí)固化的工藝方法。按氣體或氣霧催化劑的不同，可將冷芯盒法分為胺法、S02法、C02樹脂法和甲酸甲酯法。胺法冷芯盒可使用的催化劑有三乙胺、二甲基乙胺、二甲基異丙胺等，由于三乙胺價(jià)格低廉，通常采用三乙胺作催化劑，其特點(diǎn)是，硬化速度快、制芯效率高、芯砂流動(dòng)性好、芯砂可使用時(shí)間長、砂芯尺寸精度高及節(jié)約能源等，滿足了鑄造生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的要求，適合大批量復(fù)雜砂芯的生產(chǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)車車輛、飛機(jī)、制泵等行業(yè)。目前使用的胺法冷芯盒樹脂存在粘結(jié)劑加入量高、受環(huán)境因素及工作條件的影響大，樹脂砂澆注時(shí)產(chǎn)生大量的黑煙和有毒氣體，造成周邊環(huán)境的大氣污染、損害人體健康等社會(huì)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了上述缺點(diǎn)，提出了一種高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其在氣態(tài)胺催化劑存在下固化，由以下重量份的原料組成節(jié)基醚酚醛樹脂2060份；聚異氰酸酯3080份；磷系阻燃增塑劑130份；抑煙劑05份；阻燃助劑0.110份；高沸點(diǎn)酯或烴溶劑145份。氣態(tài)胺催化劑可以是三乙胺、二甲基乙胺或二甲基異丙胺，優(yōu)選為三乙胺。上述的各組成可以是單獨(dú)的組分，或者與其它所述的組分進(jìn)行混合，但芐基醚酚醛樹脂與聚異氰酸酯不能直接混合。優(yōu)選地，該粘結(jié)劑由組分I和組分II構(gòu)成;組分I包括所有重量份的芐基醚酚醛樹脂、磷系阻燃增塑劑和抑煙劑；組分II包括所有重量份的聚異氰酸酯。更優(yōu)選地，粘結(jié)劑體系以雙組分體系包裝和使用。組分I包括芐基醚酚醛樹脂、磷系阻燃增塑劑、抑煙劑、阻燃助劑、高沸點(diǎn)酯或烴溶劑。組分n包括聚異氰酸酯硼、阻燃助劑、高沸點(diǎn)酯或烴溶劑。所述的芐基醚酚醛樹脂是數(shù)均分子量為8001200的高鄰位芐基醚酚醛樹脂。所述的高鄰位芐基醚酚醛樹脂通過以下方法制得A.將熔化好的苯酚、雙酚A、甲醛和氧化鈣投入反應(yīng)釜中，用pH調(diào)節(jié)劑在3040。C下調(diào)混合液PH值為47;B.將反應(yīng)釜冷凝器調(diào)整為回流狀態(tài)，在攪拌下通蒸汽升溫，在60分鐘內(nèi)使溫度升至95°C，并在95105TM呆溫反應(yīng)90分鐘；C.將反應(yīng)釜調(diào)整為分餾狀態(tài)，在60分鐘內(nèi)使釜內(nèi)溫度升至115°C，并在11512(TC保溫反應(yīng)60分鐘；D.保溫完畢，冷卻降溫至IO(TC以下，然后抽真空，使真空度達(dá)300600mmHg，抽空時(shí)間30分鐘既得高鄰位芐基醚酚醛樹脂。所述的聚異氰酸酯是二苯基甲垸-4,4'-二異氰酸酯(簡稱為"MDI")、粗二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯(簡稱為粗"MDI")、或多亞甲基多苯基多異氰酸脂(簡稱為"PAPI")。所述的磷系阻燃增塑劑為磷酸三苯酯、甲苯基磷酸二苯酯、磷酸三鹵代乙酯中的一種或其組合。所述的抑煙劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋅的一種或其組合。所述的所述的阻燃助劑為有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑A—llOO、有機(jī)硅垸偶聯(lián)劑A—560、有機(jī)硅垸偶聯(lián)劑A—1120中的一種或其組合。所述的高沸點(diǎn)酯溶劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述的烴溶劑為餾程19024(TC的液態(tài)石油芳烴分餾物中的一種或其結(jié)合。該粘結(jié)劑與鑄造骨料混合形成鑄造樹脂砂混合料，所述鑄造樹脂砂混合料用于制造鑄造金屬鑄件的型芯模。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑比目前冷芯盒樹脂強(qiáng)度提高20%，氧值數(shù)提高20%，煙密度下降30%，低煙阻燃效果顯著。高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑的強(qiáng)度檢測(cè)參照GB2684《鑄造用原砂及混合料試驗(yàn)方法》。按照以下的配比(重量比)配成樹脂砂，芯砂配比見下頁的表一。表一單位份材料名稱大林標(biāo)準(zhǔn)砂液體組分I液體組分II重量份數(shù)1000.8250.675首先加入組分I與砂混合1分鐘，再加入組分II混合2分鐘，然后將該樹脂砂通過MLA1制芯機(jī)吹氣壓制成抗拉八字試塊，其制芯工藝參數(shù)見表二。表二射砂壓力吹胺壓力洗滌壓力吹胺時(shí)間洗滌時(shí)間0.4MPa0,2MPa0.2MPa3.0秒5.0秒分別測(cè)定八字抗拉試塊的15秒初始強(qiáng)度、24小時(shí)終強(qiáng)度、24小時(shí)高濕強(qiáng)度(濕度》95%)。高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑的低煙性試驗(yàn)參照GB8323—87《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法煙密度法法》進(jìn)行試驗(yàn)。高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑的阻燃性試驗(yàn)參照GB/T2406一93《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法氧指數(shù)法》。具體實(shí)施方式實(shí)施例1高鄰位芐基醚酚醛樹脂的制備(1)將熔化好的苯酚420千克、雙酚A60千克、甲醛398千克、氧化鈣6千克投入反應(yīng)釜中攪拌均勻，用pH調(diào)節(jié)劑在3040"下調(diào)混合液PH值為56;(2)將反應(yīng)釜冷凝器調(diào)整為回流狀態(tài)，在攪拌下通蒸汽升溫，在60分鐘內(nèi)使溫度升至95。C，并在95105。C保溫反應(yīng)90分鐘；(3)將反應(yīng)釜調(diào)整為分餾狀態(tài)，在60分鐘內(nèi)使釜內(nèi)溫度升至115°C，并在11512(TC保溫反應(yīng)60分鐘；(4)保溫完畢，冷卻降溫至IO(TC以下，然后抽真空，使真空度達(dá)300mmHg，抽空時(shí)間30分鐘既得高鄰位節(jié)基醚酚醛樹脂，其數(shù)均分子量為800~1200。組分I的制備在一裝有攪拌器的混合釜中，加入高鄰位芐基醚酚醛樹脂586千克，磷酸三苯酯159千克，鄰苯二甲酸二辛酯203千克、氧化鋅43千克，A—187硅垸9千克，開動(dòng)攪拌，混合約2小時(shí)，使物料混合均勻。組分II的制備在一裝有攪拌器的混合釜中，加入MDI800千克，鄰苯二甲酸二辛酯173千克、液態(tài)重芳烴18千克，A—187硅垸9千克，開攪拌器，混合約2小時(shí)，使物料混合均勻。用容器對(duì)上述液體組分I和液體組分II分別包裝，即得到本發(fā)明的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑。本發(fā)明的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑的抗拉強(qiáng)度、氧值數(shù)、煙密度檢測(cè)指標(biāo)見表三。表二項(xiàng)目15s初始強(qiáng)度24h終強(qiáng)度24h高濕強(qiáng)度氧值數(shù)煙密度指標(biāo)1.76MPa3.28MPa1.82MPa29.0491.6實(shí)施例2高鄰位芐基醚酚醛樹脂的制備(1)將熔化好的苯酚462千克、雙酚A66千克、甲醛398千克、氧化鈣6千克投入反應(yīng)釜中攪拌均勻，用pH調(diào)節(jié)劑在3040"C下調(diào)混合液PH值為56;(2)將反應(yīng)釜冷凝器調(diào)整為回流狀態(tài)，在攪拌下通蒸汽升溫，在60分鐘內(nèi)使溫度升至95°C，并在95105。C保溫反應(yīng)90分鐘；(3)將反應(yīng)釜調(diào)整為分餾狀態(tài)，在60分鐘內(nèi)使釜內(nèi)溫度升至115°C，并在11512(TC保溫反應(yīng)60分鐘；(4)保溫完畢，冷卻降溫至IO(TC以下，然后抽真空，使真空度達(dá)300mmHg，抽空時(shí)間30分鐘既得高鄰位節(jié)基醚酚醛樹脂，其數(shù)均分子量為8001200。組分I的制備在一裝有攪拌器的混合釜中，加入高鄰位芐基醚酚醛樹脂536千克，磷酸三苯酯202千克，鄰苯二甲酸二辛酯253千克，A—187硅烷9千克，開動(dòng)攪拌，混合約2小時(shí)，使物料混合均勻。組分II的制備在一裝有攪拌器的混合釜中，加入MDI800千克，鄰苯二甲酸二辛酯47千克，液態(tài)重芳烴144千克，A—187硅烷9千克，開攪拌器，混合約2小時(shí)，使物料混合均勻。用容器對(duì)上述液態(tài)組分I和液體組分II分別包裝，即得到本發(fā)明的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑。本發(fā)明的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑的抗拉強(qiáng)度、氧值數(shù)、煙密度檢測(cè)指標(biāo)見表四。表四<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例3高鄰位芐基醚酚醛樹脂的制備:(1)將熔化好的苯酚420千克、雙酚A60千克、甲醛438千克、氧化鈣6千克投入反應(yīng)釜中攪拌均勻，用pH調(diào)節(jié)劑在3040。C下調(diào)混合液PH值為56;(2)將反應(yīng)釜冷凝器調(diào)整為回流狀態(tài)，在攪拌下通蒸汽升溫，在60分鐘內(nèi)使溫度升至95°C，并在95105t保溫反應(yīng)90分鐘；(3)將反應(yīng)釜調(diào)整為分餾狀態(tài)，在60分鐘內(nèi)使釜內(nèi)溫度升至U5。C，并在11512(TC保溫反應(yīng)60分鐘；(4)保溫完畢，冷卻降溫至IO(TC以下，然后抽真空，使真空度達(dá)300mmHg，抽空時(shí)間30分鐘既得高鄰位芐基醚酚醛樹脂，其數(shù)均分子量為8001200。組分I的制備在一裝有攪拌器的混合釜中，加入高鄰位芐基醚酚醛樹脂600千克，磷酸三苯酯187千克，鄰苯二甲酸二辛酯189千克，氧化鋅15千克，A—187硅烷9千克，開動(dòng)攪拌，混合約2小時(shí)，使物料混合均勻。組分II的制備在一裝有攪拌器的混合釜中，加入MDI800千克，鄰苯二甲酸二辛酯111千克，液態(tài)重芳烴80千克，A—187硅烷9千克，開攪拌器，混合約2小時(shí)，使物料混合均勻。用容器對(duì)上述液體組分I和液體組分II分別包裝，即得到本發(fā)明的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑。本發(fā)明的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑的抗拉強(qiáng)度、氧值數(shù)、煙密度檢測(cè)指標(biāo)見表五。表五<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上對(duì)本發(fā)明所提供的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1.一種高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其在氣態(tài)胺催化劑存在下固化，其特征在于，由以下重量份的原料組成芐基醚酚醛樹脂20～60份；聚異氰酸酯30～80份；磷系阻燃增塑劑1～30份；抑煙劑0～5份；阻燃助劑0.1～10份；高沸點(diǎn)酯或烴溶劑1～45份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于該粘結(jié)劑由組分I和組分II構(gòu)成；組分I包括所有重量份的芐基醚酚醛樹脂、磷系阻燃增塑劑和抑煙劑；組分II包括所有重量份的聚異氰酸酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于所述的芐基醚酚醛樹脂是數(shù)均分子量為8001200的高鄰位節(jié)基醚酚醛樹脂。4.權(quán)利要求3所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于，所述的高鄰位節(jié)基醚酚醛樹脂通過以下方法制得A.將熔化好的苯酚、雙酚A、甲醛和氧化鈣投入反應(yīng)釜中，用pH調(diào)節(jié)劑在304(TC下調(diào)混合液PH值為47;B.將反應(yīng)釜冷凝器調(diào)整為回流狀態(tài)，在攪拌下通蒸汽升溫，在60分鐘內(nèi)使溫度升至95°C，并在95105。C保溫反應(yīng)90分鐘；C.將反應(yīng)釜調(diào)整為分餾狀態(tài)，在60分鐘內(nèi)使釜內(nèi)溫度升至115°C，并在11512(TC保溫反應(yīng)60分鐘；D.保溫完畢，冷卻降溫至IO(TC以下，然后抽真空，使真空度達(dá)300600mmHg，抽空時(shí)間30分鐘既得高鄰位芐基醚酚醛樹脂。5.權(quán)利要求1所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于所述的聚異氰酸酯是二苯基甲垸-4，4，-二異氰酸酯、粗二苯基甲烷_4，4'-二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸脂。6.權(quán)利要求1所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于所述的磷系阻燃增塑劑為磷酸三苯酯、甲苯基磷酸二苯酯、磷酸三鹵代乙酯中的一種或其組合。7.權(quán)利要求1所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于所述的抑煙劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋅的一種或其組合。8.權(quán)利要求1所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于所述的所述的阻燃助劑為有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑A—llOO、有機(jī)硅垸偶聯(lián)劑A_560、有機(jī)硅垸偶聯(lián)劑A—1120中的一種或其組合。9.權(quán)利要求1所述的高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑，其特征在于所述的高沸點(diǎn)酯溶劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述的烴溶劑為餾程19024(TC的液態(tài)石油芳烴分餾物中的一種或其結(jié)合。全文摘要本發(fā)明公開了一種高性能低煙阻燃胺法冷芯盒粘結(jié)劑體系，其在氣態(tài)胺催化劑存在下固化，包括芐基醚酚醛樹脂、聚異氰酸酯、磷系阻燃增塑劑、抑煙劑、阻燃助劑、高沸點(diǎn)酯或烴溶劑。該粘結(jié)劑與鑄造骨料混合形成鑄造樹脂砂混合料，所述鑄造樹脂砂混合料用于制造鑄造金屬鑄件的型芯模。本發(fā)明低煙阻燃效果顯著，提高了砂芯砂型的強(qiáng)度，降低了粘結(jié)劑加入量，保護(hù)了環(huán)境，提高了鑄件質(zhì)量。文檔編號(hào)B22C1/20GK101147953SQ20071018811公開日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年11月12日優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日發(fā)明者祝建勛,許增彬申請(qǐng)人:濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司