[发明专利]一种桐油改性三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备铸造用三乙胺冷芯盒树脂领域，尤其涉及一种桐油改性三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ的生产方法。

背景技术

三乙胺冷芯盒制芯是1968年由美国Ashland油脂化学公司向铸造界推出的一种制芯技术，凭借其生产效率高、砂芯尺寸精度高、溃散性好、综合成本低等众多优点，推出不久便受到国内外铸造行业的欢迎，并得到了广泛的应用。时至今日，它已成为铸造行业最常用的制芯工艺。国内冷芯盒树脂目前用量相对较少，占铸造用树脂粘结剂消费总量的12%左右，但占比逐年上升，显示其未来的市场需求具有较好的增长潜力。三乙胺冷芯盒树脂由两种组分组成，组分I主要为酚醛树脂和溶剂，组分II主要为聚异氰酸酯和溶剂。由于冷芯盒树脂组分I的高温性能会直接影响铸件质量，造成冷芯盒树脂砂铸件脉纹、夹砂等缺陷。另外，树脂组分I含有未完全反应的游离酚和游离甲醛，会对环境造成一定的污染。因此，如何制备一种高温性能好、环保性能优和可以满足批量制芯生产的三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ，成为目前急需解决的难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种桐油改性三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ的生产方法，通过桐油与苯酚在酸性条件下发生阳离子烷基化反应，然后改性酚与甲醛反应生成桐油改性酚醛树脂，得到一种型砂强度高、高温性能好、抗湿性能好、可使用时间长、环保性能优和可以满足批量制芯生产的三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种桐油改性三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ，其特征在于，包括以下原料为：苯酚、桐油、催化剂1、多聚甲醛、催化剂2、调整剂、二元酸酯、高沸点芳烃溶剂油、高沸点增塑剂、硅酸乙酯和增强剂；上述原料的质量百分比为：苯酚25%-40%、桐油2%-8%、催化剂1: 0.01%-0.04%、多聚甲醛11%-19%、催化剂2：0.04%-0.1%、调整剂1%-2%、二元酸酯12%-24%、高沸点芳烃溶剂油14%-25%、高沸点增塑剂2.5%-5%、硅酸乙酯2%-6%和增强剂0.5%-1%。

进一步的，所述催化剂1为10%盐酸水溶液；催化剂2为二价金属离子盐。

进一步的，所述二价金属离子盐为乙酸锌。

进一步的，所述调整剂为甲醇、乙醇中的一种。

进一步的，所述多聚甲醛为固体；所述高沸点芳烃溶剂为S-150、S-200中的一种。

进一步的，所述高沸点增塑剂为含苯环的高沸点酯类增塑剂。

进一步的，所述含苯环的高沸点酯类增塑剂为磷酸甲苯二苯酯、磷酸二苯一异辛酯、邻甲基苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯中的一种。

进一步的，所述增强剂为硅烷偶联剂KH-540、KH-550、KH-560、KH-602中的一种。

同时，本发明还提供了一种桐油改性三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将苯酚25%-40%融化后加入反应釜中，启动搅拌机，加入桐油2%-8%，催化剂1：0.01%-0.04%，打开蒸汽阀，40-50min升温至90-120℃，保温1-4h；

（2）降温至60℃，加入多聚甲醛11%-19%，调整剂1%-2%，催化剂2：0.04%-0.1%；

（3）40-50min内升温至110±1℃，恒温反应0.5-1h；

（4）15-20min内升温至115±1℃，恒温反应1-1.5h；

（5）保温结束后，继续升温并常压脱水，当釜内温度升至120±1℃时计时恒温反应0.5-1.5h；

（6）恒温反应结束，开启真空，在真空度-0.06MPa — -0.09MPa脱水1-2h；

（7）脱水结束后，加入二元酸酯12%-24%，高沸点芳烃溶剂油14%-25%，高沸点增塑剂2.5%-5%，硅酸乙酯2%-6%，搅拌降温；

（8）降温至40℃以下，加入增强剂0.5%-1%，搅拌0.5-1h。

本发明的有益效果如下：

1、本发明中桐油先与苯酚在酸性条件下发生阳离子烷基化反应，然后改性酚与甲醛反应得到桐油改性酚醛树脂，各项指标经检测均满足国家标准要求，且技术指标相比未改性树脂均有所提高。

2、桐油对合成三乙胺冷芯盒树脂组分Ⅰ过程改性，桐油先与苯酚烷基化反应，再与甲醛反应；可降低树脂中游离酚和游离甲醛含量，可以显著提高冷芯盒树脂的抗湿性能和环保性能。

3、冷芯盒树脂组分Ⅰ溶剂中加入2.5%-5%的高沸点酯类增塑剂，不仅可以提高树脂常温性能和高温性能，还可以延长树脂可使用时间。