[发明专利]有色铸造用酚尿烷冷芯盒粘结剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造粘结剂及制造方法，具体地说，本发明涉及一种有色铸造用酚尿烷冷芯盒粘结剂及制备方法，该粘结剂在气态叔胺催化剂存在下固化，该粘结剂用于铸造树脂砂混合料，所述铸造树脂砂混合料用于制造铸造金属铸件的砂型和/或砂芯，特别适用于制造有色合金铸件。 

背景技术

铸造，是机械制造业制作零件毛坯的一种方法，先用某种材料制成外模(型)和内模(芯)，外模(型)和内模(芯)组合形成的型腔与所需目标零件形状相同、尺寸相近，再将选定材质的金属熔化成液体浇入型腔中，待金属液冷却凝固即生成所需的产品——铸件。依照制作型腔的材料不同，有砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、消失模铸造等铸造工艺，其中，砂型铸造由于材料成本低和生产率高，是一种主要的铸造工艺。在砂型铸造中，铸造粘结剂是必须的，其作用是将砂粒粘结成各种所需的形状——砂型或砂芯，砂型或砂芯在粘结剂的作用下，其强度能够保证在成形、搬运、组芯、浇注金属液等过程中不损坏、变形。同时，金属液冷却凝固成所需形状后，铸造粘结剂能够受热分解，砂型或砂芯溃散成“散砂”。 

在砂型铸造中普遍使用三种制造方法：自硬法、热芯盒法和冷芯盒法。冷芯盒法由于硬化速度快、生产效率高、砂芯尺寸精度高、节能等特点，广泛应用于大批量复杂砂芯的生产，目前，普遍使用的是三乙胺法酚尿烷冷芯盒粘结剂。 

普通的三乙胺法酚尿烷冷芯盒粘结剂应用于铸铁或铸钢生产时，由于浇注温度高，在1400℃以上，铸造粘结剂能够完全受热分解，砂型或砂芯很容易溃散。而用于有色铸造时，浇注温度较低，如铝合金浇注温度只有700～800℃，粘结剂受热没有完全分解，砂型或砂芯不能完全溃散，甚至强度还很高，落砂非常困难。特别是砂芯，是在铸件内部的，由于没有完全溃散或根本没溃散，很难取出。目前处理的方法有二种：一种方法是强烈振动，将砂芯振碎后取出，但存在强烈振动对铸件有损害，后续处理麻烦等缺点。另外一种方法是将含有 砂芯的铸件在400-500℃的焙烧炉内焙烧1～4小时，将砂芯中的粘结剂加热分解，但也存在着后续处理麻烦、能耗高等缺点。 

目前，针对三乙胺法酚尿烷冷芯盒粘结剂应用于有色铸件上的缺点，市场上也提出了不同的解决方案，都是以添加易分解的高分子化合物为主，如：专利US5132339公开了添加聚乙二醇(分子量400)改善溃散性的措施，但是溃散性没有得到大幅改善，同时也存在着抗湿性差等的缺点。专利US4946876公开了添加聚酯多元醇改善溃散性的措施，但也存在没有完全改善溃散性，存在砂芯强度低的缺点。本发明由此而来。 

发明内容。

本发明针对现有技术中的上述问题提出了一种有色铸造用酚尿烷冷芯盒粘结剂，采用高分子单体对原树脂体系进行反应性改性，从而大幅提高树脂的热分解性能，在较低的浇注温度下，砂芯也能够容易溃散，解决了现有技术中树脂热分解性能不佳，砂芯低温浇注时难以溃散等问题。 

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案如下： 

一种有色铸造用酚尿烷冷芯盒粘结剂，其特征在于所述粘结剂在气态叔胺催化剂存在下固化，且粘结剂体系按其重量百分比计包括： 

二元醇改性聚苄基醚酚醛树脂        10～60重量份； 

聚异氰酸酯                        25～70重量份； 

高沸点酯溶剂和/或高沸点烃溶剂     10～50重量份。 

优选的，所述的二元醇改性聚苄基醚酚醛树脂选自具有结构通式为式(I)的化合物的一种或其组合： 

其中：R为直链烷氧基；m，n均为自然数且n＞m＞1；所述二元醇改性聚苄基醚酚醛树脂分子量范围在500～1500之间。 

优选的，所述的二元醇改性聚苄基醚酚醛树脂具有结构通式为式(I)的结构： 

其中：R为选自CH₂CH₂O、CH₂CH₂CH₂O、CH₂CH₂CH₂CH₂O或CH₂CH₂OCH₂CH₂O；m，n均为自然数且n＞m＞1；所述二元醇改性聚苄基醚酚醛树脂分子量范围在500～1500之间。