本發(fā)明屬于鑄造，具體涉及到一種鑄造射芯冒口用冷芯盒樹(shù)脂及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鑄造行業(yè)內(nèi)射芯工藝冒口為冷芯盒樹(shù)脂與冒口預(yù)混料混合后，通過(guò)吹入三乙胺氣體進(jìn)行催化固化成型的工藝，其中，冷芯盒樹(shù)脂多數(shù)采用與鑄造領(lǐng)域樹(shù)脂砂工藝相同的樹(shù)脂進(jìn)行使用。但鑄造造型過(guò)程中的樹(shù)脂砂工藝，基本使用流程為冷芯盒樹(shù)脂與樹(shù)脂砂進(jìn)行混合，樹(shù)脂砂工藝中型砂一般選用樹(shù)脂砂，實(shí)際生產(chǎn)工藝上型砂又一般由舊樹(shù)脂砂、原樹(shù)脂砂、膨潤(rùn)土和添加劑(fs粉)等組成使用，其中，舊樹(shù)脂砂，占比在95％以上，舊樹(shù)脂砂的主要成為還是sio2，因此，鑄造領(lǐng)域樹(shù)脂砂工藝的原料的主要成分為sio2。

2、鑄造射芯冒口(冷芯盒工藝)為保溫發(fā)熱冒口，其主要成分為漂珠，鋁粉，以及其他輔料，其中，漂珠的主要作用是保溫，漂珠是一種能浮于水面的粉煤灰空心球，呈灰白色，壁薄中空，重量很輕，容重為720kg/m3(重質(zhì))，418.8kg/m3(輕質(zhì))，粒徑約0.1毫米，表面封閉而光滑，熱導(dǎo)率小，耐火度≥1610℃，漂珠的化學(xué)成份以二氧化硅和三氧化二鋁為主，其常規(guī)占比為sio2(56-62％)、al2o3(33-38％)、fe2o3(2-4％)、so3(0.1-0.2％)、cao(0.2-0.4％)、mgo(0.8-1.2％)、k2o(0.5-1.1％)、na2o(0.3-0.9％)；鋁粉及其助燃劑是主要的發(fā)熱成分，根據(jù)發(fā)熱和保溫的要求，一般鋁粉的加入量在整個(gè)冒口質(zhì)量的占比在20-40％，而漂珠的質(zhì)量占比在40-60％。也就是說(shuō)，鑄造用射芯工藝發(fā)熱保溫冒口其骨料主要造型材料為漂珠和鋁粉，其主要成分占比按從高到低主要為sio2，al，al2o3，因此，鑄造用射芯工藝冒口與鑄造用樹(shù)脂砂工藝的骨料成分在al與al2o3的占比上發(fā)生了大幅度變化。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，鑄造用射芯工藝冒口與鑄造用樹(shù)脂砂工藝所使用的冷芯盒樹(shù)脂是混用的。目前冷芯盒樹(shù)脂包括兩組分，組分i為酚醛樹(shù)脂溶液，組分ii為聚異氰酸酯溶液，更具體的，組分i還包括溶劑、偶聯(lián)劑和抗?jié)駝?視需求添加)等，而鑄造用樹(shù)脂砂工藝的主要介質(zhì)為硅砂，硅砂的主要成分為sio2，本身不與冷芯盒樹(shù)脂組分一和組分二進(jìn)行反應(yīng)。但射芯工藝冒口，尤其是射芯工藝發(fā)熱保溫冒口，預(yù)混料內(nèi)有鋁粉、鋁屑、硝酸鉀、氧化鎂、二氧化錳等，均為氧化物，會(huì)對(duì)冷芯盒樹(shù)脂組分中的有機(jī)物有化學(xué)反應(yīng)影響，反應(yīng)放熱可能會(huì)造成溶劑揮發(fā)、粘度增高、結(jié)塊和分散不均，且偶聯(lián)劑的偶聯(lián)效果也可能會(huì)受骨料的影響不佳，進(jìn)而使得制備的射芯冒口在抗拉能力、抗壓能力方面欠缺。

4、因此，需要開(kāi)發(fā)一種適配于鑄造用射芯工藝冒口的冷芯盒樹(shù)脂一的組分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題中的至少之一，本發(fā)明第一方面提供一種適配于鑄造用冒口的冷芯樹(shù)脂組分i，包括苯酚、多聚甲醛、醋酸鋅、鄰辛基己二酸酯、多元醇醋酸酯、烷烴油、氫氟酸、偶聯(lián)劑。

2、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

3、現(xiàn)有的冷芯盒樹(shù)脂組分i，偶聯(lián)劑一般選用適配于以二氧化硅為主導(dǎo)造型材料的硅烷偶聯(lián)劑1160(γ-脲丙基三乙氧基硅烷)或硅烷偶聯(lián)劑602(n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷)或硅烷偶聯(lián)劑603(n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)而鑄造用射芯工藝冒口相對(duì)于更適配的鑄造用樹(shù)脂砂工藝的骨料而言，加入了金屬相，偶聯(lián)劑作用中不再是有機(jī)相與無(wú)機(jī)相的簡(jiǎn)單聯(lián)系，使得偶聯(lián)效果不佳，進(jìn)而使得制備的射芯冒口在抗拉能力、抗壓能力方面欠缺。本技術(shù)發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量測(cè)試，發(fā)現(xiàn)當(dāng)偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷時(shí)，不僅可以大幅度提升樹(shù)脂與冒口骨料的偶聯(lián)效果，使得冒口具備更優(yōu)異的抗拉能力及抗壓能力，還可以進(jìn)一步提升冷芯盒樹(shù)脂的穩(wěn)定性。

4、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述烷烴油的沸點(diǎn)為200-230℃。

5、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述烷烴油包括200#烷烴油和/或230#烷烴油。

6、現(xiàn)有的射芯工藝冒口，預(yù)混料內(nèi)含有多種氧化物，可能會(huì)與現(xiàn)有的冷芯盒樹(shù)脂組分中的有機(jī)物有化學(xué)反應(yīng)影響，而反應(yīng)放熱可能會(huì)造成溶劑揮發(fā)、粘度增高、結(jié)塊和分散不均等問(wèn)題，本技術(shù)用的溶劑是高沸點(diǎn)溶劑，常用的低沸點(diǎn)烷烴的沸點(diǎn)較低，容易揮發(fā)，而高沸點(diǎn)烷烴的沸點(diǎn)較高，較難揮發(fā)，本技術(shù)經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，最終得出，當(dāng)溶劑沸點(diǎn)為200-230℃，制備的冷芯盒樹(shù)脂組分i穩(wěn)定性更好。

7、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述苯酚、多聚甲醛、醋酸鋅、鄰辛基己二酸酯、多元醇醋酸酯、烷烴油、氫氟酸、偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(40-48)：(15-22)：(0.07-0.13)：(7-15)：(7-15)：(15-30)：(0.1-0.3)：(0.4-1)。

8、現(xiàn)有技術(shù)多用混合二元酯溶解一組分酚醛樹(shù)脂，如mdbe，本技術(shù)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將混合二元酯換成多元醇醋酸酯，比如聚醚多元醇乙酸酯，能更好得溶解一組分酚醛樹(shù)脂，使制備獲得得冷芯盒樹(shù)脂具備良好的流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性，對(duì)于冒口預(yù)混料在射芯成型工藝過(guò)程中能夠混合的更均勻，更有利于成型，同時(shí)因其熱穩(wěn)定性，在攪拌分散過(guò)程中更穩(wěn)定，不宜揮發(fā)導(dǎo)致結(jié)塊。發(fā)明人推測(cè)多元醇醋酸酯由于具有更多個(gè)羥基和酯鍵，這些官能團(tuán)賦予了它們特定的化學(xué)和物理性質(zhì)，如良好的溶解性、流動(dòng)性、潤(rùn)滑性、熱穩(wěn)定性等，使得更適用于配置鑄造用射芯工藝冒口的冷芯盒樹(shù)脂一的組分。

9、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述鑄造用冒口的骨料的成分包括sio2、al、al2o3，當(dāng)冒口骨料的主要成分中包括金屬或金屬氧化物時(shí)，用本技術(shù)制備的冷芯盒樹(shù)脂相較于傳統(tǒng)冷芯盒樹(shù)脂更適配。

10、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述鑄造用冒口為射芯工藝冒口。

11、本發(fā)明第二方面提供一種制備第一方面所述的冷芯盒樹(shù)脂組分i的方法，包括：

12、s1、加料處理：將苯酚、醋酸鋅、多聚甲醛混合后，在蒸汽控制釜內(nèi)，55-65℃下保溫20-45min，混的混合溶液1；

13、s2、升溫處理：將所述蒸汽控制釜第一次勻速升溫至105-110℃，保溫至折光率為1.54-1.56；

14、s3、蒸餾處理：將所述蒸汽控制釜第二次勻速升溫至120-130℃，保溫至折光率為1.59-1.61；

15、s4、脫水處理：開(kāi)真空負(fù)壓脫水，釜內(nèi)溫度從120-130℃開(kāi)始下降至105-110℃時(shí)，在105-110℃條件下，恒溫脫水80-90min；

16、s5、第一次混合處理：脫水處理結(jié)束后，在釜內(nèi)進(jìn)行降溫處理，降溫至90℃以下，加入烷烴油，進(jìn)行第一次攪拌，混的混合溶劑1；

17、s6、第二次混合處理，降溫至65℃以下，加入鄰辛基己二酸酯、多元醇醋酸酯、氫氟酸，偶聯(lián)劑至所述混合溶劑1中，進(jìn)行第二次攪拌，混合混合溶劑2，所述混合溶劑2為所述冷芯盒樹(shù)脂組分i。

18、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

19、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述烷烴油的沸點(diǎn)為200-230℃。

20、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述烷烴油包括200#烷烴油和/或230#烷烴油。

21、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述苯酚、多聚甲醛、醋酸鋅、鄰辛基己二酸酯、多元醇醋酸酯、烷烴油、氫氟酸、偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(40-48)：(15-22)：(0.07-0.13)：(7-15)：(7-15)：(15-30)：(0.1-0.3)：(0.4-1)。

22、本發(fā)明第三方面提供一種冷芯盒樹(shù)脂，所述冷芯盒樹(shù)脂包括第一方面所述的冷芯盒樹(shù)脂組分i。

23、本發(fā)明第四方面提供第一方面所述的冷芯樹(shù)脂組分i或第三方面所述的冷芯盒樹(shù)脂在制備鑄造用冒口中的用途。

24、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述鑄造用冒口的骨料的主要成分包括sio2、al、al2o3。

25、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述鑄造用冒口為射芯工藝冒口，包括射芯工藝保溫發(fā)熱冒口。

26、發(fā)明人選用多元醇醋酸酯、230#溶劑油，替代常用混合二元酯和其他型號(hào)高沸點(diǎn)芳烴，并篩選出了最適配于射芯冒口骨料的偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(偶聯(lián)劑kh560)作為冷芯盒樹(shù)脂i的組分，在本技術(shù)中，發(fā)明人根據(jù)冷芯盒一、二組分及成分的溶解性、互溶性進(jìn)行了適配調(diào)整，并兼顧射芯發(fā)熱保溫冒口骨料在混料過(guò)程的浸潤(rùn)性，防止結(jié)塊和分散不均等問(wèn)題，最終制備了調(diào)配出一種適配于射芯冒口的冷芯盒樹(shù)脂，使用本技術(shù)的冷芯盒樹(shù)脂制備的射芯冒口，在抗力及抗壓等強(qiáng)度方面有了很大提升。