[发明专利]一种高性能低烟阻燃胺法冷芯盒粘结剂

说明书

技术领域

本发明涉及粘结剂技术领域，具体地说，本发明涉及一种高性能低烟阻燃胺法冷芯盒粘结剂体系，该粘结剂体系用于铸造树脂砂混合料，在气态胺催化剂存在下固化形成制造铸造金属铸件的型芯模，适用于铸造各种类型的铸钢、铸铁及有色合金件。

背景技术

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瞬时固化的工艺方法。按气体或气雾催化剂的不同，可将冷芯盒法分为胺法、SO₂法、CO₂树脂法和甲酸甲酯法。胺法冷芯盒可使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、制芯效率高、芯砂流动性好、芯砂可使用时间长、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。

目前使用的胺法冷芯盒树脂存在粘结剂加入量高、受环境因素及工作条件的影响大，树脂砂浇注时产生大量的黑烟和有毒气体，造成周边环境的大气污染、损害人体健康等社会问题。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提出了一种高性能低烟阻燃胺法冷芯盒粘结剂。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种高性能低烟阻燃胺法冷芯盒粘结剂，其在气态胺催化剂存在下固化，由以下重量份的原料组成：

苄基醚酚醛树脂      20～60份；

聚异氰酸酯          30～80份；

磷系阻燃增塑剂      1～30份；

抑烟剂              0～5份；

阻燃助剂            0.1～10份；

高沸点酯或烃溶剂    1～45份。

气态胺催化剂可以是三乙胺、二甲基乙胺或二甲基异丙胺，优选为三乙胺。

上述的各组成可以是单独的组分，或者与其它所述的组分进行混合，但苄基醚酚醛树脂与聚异氰酸酯不能直接混合。优选地，该粘结剂由组分I和组分II构成；组分I包括所有重量份的苄基醚酚醛树脂、磷系阻燃增塑剂和抑烟剂；组分II包括所有重量份的聚异氰酸酯。

更优选地，粘结剂体系以双组分体系包装和使用。组分I包括苄基醚酚醛树脂、磷系阻燃增塑剂、抑烟剂、阻燃助剂、高沸点酯或烃溶剂。组分II包括聚异氰酸酯硼、阻燃助剂、高沸点酯或烃溶剂。

所述的苄基醚酚醛树脂是数均分子量为800～1200的高邻位苄基醚酚醛树脂。

所述的高邻位苄基醚酚醛树脂通过以下方法制得：

A.将熔化好的苯酚、双酚A、甲醛和氧化钙投入反应釜中，用pH调节剂在30～40℃下调混合液PH值为4～7；

B.将反应釜冷凝器调整为回流状态，在搅拌下通蒸汽升温，在60分钟内使温度升至95℃，并在95～105℃保温反应90分钟；

C.将反应釜调整为分馏状态，在60分钟内使釜内温度升至115℃，并在115～120℃保温反应60分钟；

D.保温完毕，冷却降温至100℃以下，然后抽真空，使真空度达300～600mmHg，抽空时间30分钟既得高邻位苄基醚酚醛树脂。

所述的聚异氰酸酯是二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(简称为“MDI”)、粗二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(简称为粗“MDI”)、或多亚甲基多苯基多异氰酸脂(简称为“PAPI”)。

所述的磷系阻燃增塑剂为磷酸三苯酯、甲苯基磷酸二苯酯、磷酸三卤代乙酯中的一种或其组合。

所述的抑烟剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌的一种或其组合。

所述的所述的阻燃助剂为有机硅烷偶联剂A-1100、有机硅烷偶联剂A-560、有机硅烷偶联剂A-1120中的一种或其组合。

所述的高沸点酯溶剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述的烃溶剂为馏程190～240℃的液态石油芳烃分馏物中的一种或其结合。

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。

本发明的优点在于：高性能低烟阻燃胺法冷芯盒粘结剂比目前冷芯盒树脂强度提高20％，氧值数提高20％，烟密度下降30％，低烟阻燃效果显著。

高性能低烟阻燃胺法冷芯盒粘结剂的强度检测参照GB2684《铸造用原砂及混合料试验方法》。按照以下的配比(重量比)配成树脂砂，芯砂配比见下页的表一。

表一                                        单位：份