本發(fā)明屬于鑄造用冷芯盒法制模粘結(jié)酚醛樹脂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鑄造用冷芯盒法快速固化芯砂粘結(jié)酚醛樹脂制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

鑄造的歷史可以追溯到幾千年前, 鐵器鑄造也有1000年之久，工業(yè)革命催生了鑄造技術(shù)迅速發(fā)展。不同類型的粘結(jié)劑，不同固化方式制模，滿足各種不同客戶的要求。現(xiàn)代的鑄造廠，造型設(shè)備的生產(chǎn)率已提高到前所未有的水平，如果不能使型砂的性能充分適應(yīng)具體生產(chǎn)條件，或不能有效的控制產(chǎn)品的穩(wěn)定、一致，工廠生產(chǎn)的合格率將難以實現(xiàn)；本實驗開發(fā)的樹脂用于冷芯盒法制模：堿性酚醛樹脂在二氧化碳?xì)怏w存在下在室溫下固化；冷芯盒是一種高效制芯工藝，與熱芯盒、殼芯比較具有高效、節(jié)能、勞動條件好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于鑄造生產(chǎn)中；冷芯盒法制芯質(zhì)量和制芯速度與環(huán)境溫度、濕度、吹氣溫度、吹氣壓力、吹氣時間密切相關(guān)，為保證砂芯質(zhì)量，在原砂溫度偏高時，應(yīng)適當(dāng)縮短砂混合料存放時間; 而在原砂溫度偏低時，應(yīng)開啟砂溫調(diào)節(jié)器適當(dāng)提升砂溫，保證砂芯的硬化速度；對于大型砂芯，為保證硬透型可適當(dāng)增加吹氣壓力、吹氣時間；吹氣溫度要求不同。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目旨在提供鑄造用冷芯盒法快速固化芯砂粘結(jié)酚醛樹脂，其制備的冷芯盒砂模具有初始強(qiáng)度高，固化快，4小時后強(qiáng)度迅速提升到1.2Mpa耐壓強(qiáng)度；實際使用可以大幅提高制模效率，減少廢品率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

鑄造用冷芯盒法快速固化芯砂粘結(jié)酚醛樹脂制備，包括如下制備步驟;

（1）反應(yīng)釜內(nèi)先加入1.6份重量組份的水，以確認(rèn)反應(yīng)釜底閥處于關(guān)閉狀態(tài)；

（2）之后依次加入16～20份重量組份的100%濃度苯酚、5～7份重量組份的49%濃度的氫氧化鉀溶液，啟動攪拌器和冷卻系統(tǒng)，控制釜溫緩慢升至；

（3）在下，啟動負(fù)壓至-0.8bars，然后慢速加入18～22份重量組份的50%濃度甲醛，整個加料過程持續(xù)約70～90min(約10T釜量)，在50%濃度甲醛快加完的時候，控制反應(yīng)放熱逐步升溫到，溫升速度不要超過0.9℃/min；

（4）在溫度條件下，待50%濃度甲醛全部加完后，讓反應(yīng)繼續(xù)放熱升溫至 ，當(dāng)溫度達(dá)到時，取樣檢測粘度、堿度和PH，此時堿度應(yīng)在6.85-6.95，PH值在10.2～10.4；

（5）控制溫度在86±1℃，每15分鐘取樣檢測粘度，當(dāng)預(yù)測粘度達(dá)到時，進(jìn)行最大冷卻；

（6）當(dāng)冷卻至 ，繼續(xù)縮聚，每15分鐘取樣測粘度，當(dāng)預(yù)測粘度達(dá)到時，在10min內(nèi)冷卻至；

（7）在50～55℃，取樣檢測粘度，此時粘度應(yīng)在 ；

（8）在，慢速加入19～21份重量組份的49%氫氧化鉀溶液；

（9）加完19～21份重量組份的49%氫氧化鉀溶液并攪拌均勻后，在50℃下依次緩慢加入2.73份重量組份的100%濃度硼砂和14～16份重量組份的50%濃度醋酸，加料時間30-40min，然后繼續(xù)攪拌至物料完全溶解，時間約需30-45min甚至更長；

（10）待硼砂和醋酸完全溶解后，最大冷卻至，然后慢速加入5.6～8份重量組份的100%濃度二乙二醇單丁醚溶液；待二乙二醇單丁醚溶液加完后，加入5～9份重量組份的100%濃度硅烷偶聯(lián)劑，加完后攪拌30min，然后繼續(xù)降溫至；

（11）在30℃取樣檢測粘度，此時粘度在180～260cps；

所述，步驟（3）中，整個甲醛加料過程溫度不能超過，通過停加甲醛或開冷卻水冷卻控溫；

所述，步驟（4）中PH通過加C-400進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述，步驟（8）加料過程中釜溫不得超過，通過停止加料或提供冷卻實現(xiàn)控溫；

鑄造用冷芯盒法快速固化芯砂粘結(jié)酚醛樹脂的應(yīng)用檢測，包括如下應(yīng)用檢測步驟，

（1）實驗室溫度在濕度在40～70%范圍；

（2）稱取2kg國際砂（50～100目）；

（3）樹脂按砂重的1.5%添加，混砂60s后裝入密封袋；

（4）每次稱取約168克混好的砂樣，用三錘制樣機(jī)制Φ50mm*50mm的園柱試樣；

（5）將試樣在壓力為0.2MPa的壓力下，吹氣30s，依次制8～10試樣；

（6）用抗壓試驗機(jī)，分別測試試塊即時、4h、24h的強(qiáng)度；

（7）根據(jù)抗壓試驗機(jī)檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果，記錄樹脂所制試塊各個時間點(diǎn)的強(qiáng)度，所得結(jié)果強(qiáng)度,即時≥0.35 Mpa,4h ≥0.70 Mpa;24h≥1.0 Mpa則樹脂為合格，反之則不合格。

本發(fā)明的鑄造用冷芯盒法快速固化芯砂粘結(jié)酚醛樹脂制備及應(yīng)用檢測，在氫氧化鉀催化下，縮聚成適當(dāng)聚合度的具有一定粘度的樹脂；配以適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)助劑和偶聯(lián)劑；其特點(diǎn)是可以長期保存，保存期長于1年，且使用方便，性能穩(wěn)定，制備的冷芯盒砂模具有初始強(qiáng)度高，固化快，4小時后強(qiáng)度迅速提升到1.2Mpa以上的耐壓強(qiáng)度；實際使用可以大幅提高制模效率， 減少廢品率。

具體實施方式

以下通過具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。但實施例的具體細(xì)節(jié)僅用于解釋本發(fā)明，不應(yīng)理解為對本發(fā)明總的技術(shù)方案的限定。

實施例：

制備：

（1）制備前準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備好足量的49%濃度的氫氧化鉀溶液；

（2）按照制備生產(chǎn)檢查單逐項檢查，做好制備前檢查工作，并且填寫制備生產(chǎn)啟動檢查單；保證反應(yīng)釜干凈；

（3）先加入1.6份重量組份的水，以確認(rèn)反應(yīng)釜底閥處于關(guān)閉狀態(tài)；

（4）之后依次加入18份重量組份的100%濃度苯酚、6份重量組份的49%濃度的氫氧化鉀溶液，啟動攪拌器和冷卻系統(tǒng)，控制釜溫緩慢升至；

（5）在下，啟動負(fù)壓至-0.8bars，然后慢速加入18份重量組份的50%濃度甲醛，整個加料過程持續(xù)約70～90min(約10T釜量)，在50%濃度甲醛快加完的時候，控制反應(yīng)放熱逐步升溫到，溫升速度不要超過整個甲醛加料過程溫度不能超過，通過停加甲醛或開冷卻水冷卻控溫；

（6）在溫度條件下，待50%濃度甲醛全部加完后，讓反應(yīng)繼續(xù)放熱升溫至 當(dāng)溫度達(dá)到取樣檢測粘度、堿度和PH，此時堿度應(yīng)在6.85-6.95，PH值在10.2～10.4； PH值通過加C-400進(jìn)行調(diào)節(jié)；

（7）控制溫度在每15分鐘取樣檢測粘度，當(dāng)預(yù)測粘度達(dá)到進(jìn)行最大冷卻；

（8）當(dāng)冷卻至76℃，繼續(xù)縮聚，每15分鐘取樣測粘度，當(dāng)預(yù)測粘度達(dá)到在10min內(nèi)冷卻至；

（9）在 ，取樣檢測粘度，此時粘度應(yīng)在；

（10）在，慢速加入20份重量組份的49%氫氧化鉀溶液；加料過程中釜溫不得超過 ，通過停止加料或提供冷卻實現(xiàn)控溫；

（11）加完201份重量組份的49%氫氧化鉀溶液并攪拌均勻后，在50℃下依次緩慢加入2.73份重量組份的100%濃度硼砂和15份重量組份的50%濃度醋酸，加料時間30～40min，然后繼續(xù)攪拌至物料完全溶解，時間約需30～45min甚至更長；

（12）待硼砂和醋酸完全溶解后，最大冷卻至40℃，然后慢速加入6.8份重量組份的100%濃度二乙二醇單丁醚溶液；待二乙二醇單丁醚溶液加完后，加入7份重量組份的100%濃度硅烷偶聯(lián)劑，加完后攪拌30min，然后繼續(xù)降溫至；

（13）在30℃取樣檢測粘度，此時粘度在180～260cps。

見表I：

鑄造應(yīng)用檢測：

包括如下應(yīng)用檢測步驟，

（1）實驗室溫度在，濕度在40～70%范圍；

（2）稱取2kg國標(biāo)砂；

（3）樹脂按砂重的1.5%添加，混砂60s后裝入密封袋；

（4）每次稱取約168克混好的砂樣，用三錘制樣機(jī)制“Φ50*50”（單位為mm）的園柱試樣；

（5）將試樣在壓力為0.2MPa的壓力下，吹氣30s，依次制8～10試樣；

（6）用抗壓試驗機(jī)，分別測試試塊即時、4h、24h的強(qiáng)度；

（7）根據(jù)抗壓試驗機(jī)檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果，記錄樹脂所制試塊各個時間點(diǎn)的強(qiáng)度，所得結(jié)果強(qiáng)度,即時≥0.35 Mpa,4h ≥0.70 Mpa;24h≥1.0 Mpa則樹脂為合格，反之則不合格。

見表II

以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。