[发明专利]一种不脱水改性呋喃树脂及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种不脱水改性呋喃树脂及其生产工艺。

背景技术

传统的呋喃改性脲醛树脂的合成主要是由甲醛与尿素在碱性条件下的加成反应，然后在酸性条件下的缩聚反应，经过脱除废水后，兑稀成一定含氮量的产品。由于甲醛与尿素在该条件下的反应很快就达到动态平衡，没有参与反应的游离甲醛较多，为了打破该条件下的动态平衡，减少体系内的游离甲醛含量，一般采用增加尿素延长反应时间来减少消除体系中没有参与反应的游离甲醛，从而增大了产品的粘度，降低了产品与其他组分的相溶性，增加了产品中的含氮量及加大了糠醇的加入量，大幅度增加了原材料消耗成本；现有合成工艺中，主要是由37%的甲醛水溶液与尿素在碱性条件下生成一羟甲基脲、二羟甲基脲等混合物，然后在酸性条件下与糠醇缩合成改性呋喃树脂，并经脱水除醛后，再以糠醇调制成产品；其带来的合成工艺及铸造缺陷是：

（1）增加了原材料的消耗成本，提高了能耗，产生大量的脱除废水排污；现有的脱水呋喃树脂生产工艺存在较严重的环保问题，按5000L反应釜生产计，脱除废水排放量按含氮量为6-7%、含水量在13-15%计，则每吨产品要排放脱除废水140kg/吨，按一年12000吨/年计，排放废水1680吨/年；且耗电能量高达43200千瓦/小时；

（2）加大了尿素的摩尔比，延长了反应时间，使体系分子链较大，降低了与其他组分的相溶性，产品易于分层沉淀，在混砂时易堵塞物料泵；

（3）树脂砂固透性较差，需要增加固化剂加入量或提高固化剂总酸度才能满足工艺脱模要求，这样造成铸件表面产生渗硫、裂纹铸造缺陷机率增大；

（4）固化剂的加入量过大，酸度过高，促使型砂抗拉强度降低，需增加树脂的加入量提高型砂强度，相对增加了铸件原材料消耗成本；

（5）树脂中游离甲醛高，由于工艺中所用到的甲醛水溶液其常温下的饱和浓度仅为37%，其与尿素反应生成一羟甲基脲、二羟甲基脲等的过程是一化学平衡过程，随着反应的进行，反应物浓度不断降低，反应趋于平衡，导致存在较大量的游离甲醛，而树脂中游离甲醛含量是一重要环保指标，很大程度上反应了树脂的质量水平；

（6）合成过程需较长时间脱水，为了降低树脂中的游离甲醛及和过高的水份（该水份大部分来自甲醛溶液的带入），使产品达到控制的技术标准，需经较长时间脱水，一般脱水量高达110-140㎏/吨，导致生产周期长，糠醇损耗高（真空脱水时与水生成共沸物被带出），能耗大，脱出的废水及废气造成污染；

（7）糠醇含量极高，且无其它糠醇代替物，因此材料成本高，糠醇的价格昂贵，近一年来价格在15000-21000元/吨，传统技术工艺中无其它较低成本的糠醇代替物而致材料成本甚高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本较低、节能环保、产品综合性能较高的不脱水改性呋喃树脂及其生产工艺。

本发明所述不脱水改性呋喃树脂所采用的技术方案是，按重量份计，所述一种不脱水改性呋喃树脂由以下组分组成：

甲醛             560-680，      多聚甲醛            130-150，        脲素           289-410，    碱性催化剂       28-70，        碳水化合物        60-120，       糠醇              650-1500，       除醛剂               6-10，      酸性催化剂           5-10。

所述碳水化合物为山梨醇或木糖醇或葡萄糖。

所述碱性催化剂为乌洛托品或氨水或乌洛托品与氢氧化钠、水的组合物或氨水与氢氧化钠、水的组合物。

所述酸性催化剂为甲酸或乙酸或甲酸、乙酸与水的混合物。

优化地，按重量份计，所述一种不脱水改性呋喃树脂由以下组分组成：

甲醛               560，       多聚甲醛            130，        脲素                289，         碱性催化剂            28，        碳水化合物           60，         糠醇                 650，         除醛剂                6，         酸性催化剂              5。

或：