[发明专利]一种覆膜砂用酚醛树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种覆膜砂用酚醛树脂，其由酚、醛、胺类有机物和有机硅类化合物构成，其中，酚和醛摩尔比1︰0.5～0.9，胺类有机物为总量的1～10wt％，有机硅类化合物为总量的1～5wt％。本发明的酚醛树脂具有价格低、无毒害、无污染，不易吸潮、分散性好，储存期长的特点。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，特别涉及一种耐高温覆膜砂酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

覆膜砂是砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。有冷法和热法两种覆膜工艺：冷法用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入乌洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，得覆膜砂；热法把砂预热到一定温度，加树脂使其熔融，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加乌洛托品水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂。用于铸钢件、铸铁件。

现有技术制备的覆膜砂通常存在高温耐压强度较低、耐热时间短、发气量大的问题，且在制备覆膜砂的过程中粘结剂使用量过大，导致生产成本增加，严重限制了覆膜砂的使用范围。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明的目的是提供一种覆膜砂用酚醛树脂结合剂及其制备方法，本发明的酚醛树脂具有价格低、无毒害、无污染，不易吸潮、分散性好，储存期长的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种覆膜砂用酚醛树脂，其由酚、醛、胺类有机物和有机硅类化合物构成，其中，酚和醛摩尔比1︰0.5～0.9，胺类有机物为总量的1～10wt％，有机硅类化合物为总量的1～5wt％。

胺类有机物为环己二胺；有机硅类化合物为硅烷偶联剂。

本发明还提供一种覆膜砂用酚醛树脂的制备方法，其由如下步骤制备得到：

(1)将酚和醛按比例加入反应容器，再加入酸性催化剂搅拌，同时升温至60～100℃，且维持1～8小时，制得酚醛树脂；

(2)对步骤(1)得到的酚醛树脂进行蒸馏处理，至酚含量小于0.5wt％；加入胺类有机物，混匀；

(3)步骤(2)中的酚醛树脂混合物中加入有机硅类化合物，混匀。

本发明在制备酚醛树脂过程中，采用酸性催化剂使得到的酚醛树脂为热塑性酚醛树脂，提供充足的反应时间保证醛被反应完全，并对得到的酚醛树脂进行蒸馏处理除去其中多余的酚，至酚的含量低于0.5wt％，减少酚醛树脂产品的异味；再向产品加入占总量1～10wt％的胺类有机物，混匀；最后加入有机硅类化合物，混匀，得到覆膜砂用酚醛树脂。该酚醛树脂用于覆膜砂制备的结合剂。

优选的，步骤(1)中所述酸性催化剂选自盐酸、草酸、磷酸、硫酸、硫酸二乙酯、卤代磺酸和苯磺酸及其烷基取代物中的一种或多种。酸性催化剂的加入量与苯酚的摩尔比为1︰0.01～0.025。

优选的，步骤(2)中所述蒸馏处理为减压蒸馏。

本发明还提供一种覆膜砂，其由本发明得到的酚醛树脂产品，硅砂和乌洛托品构成。

采用本发明酚醛树脂生产的覆膜砂具有较高的高温性能、发气量低，溃散性好等特点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1

将苯酚、甲醛、草酸按物质的量比1：0.5：0.02加入反应釜中，加热搅拌至100℃，在此温度范围内恒温4小时，减压蒸馏脱酚，最后加入占总量1％的环己二胺，并搅拌均匀；加入占总量2％的硅烷偶联剂，并搅拌均匀。

本实施例生产的酚醛树脂的游离酚为0.3wt％。