新型低糠醇高活性呋喃樹脂及其固化劑的開發(fā)研究.pdf

1、自20世紀(jì)50年代末開始，自硬呋喃樹脂砂在鑄造生產(chǎn)中逐步推廣應(yīng)用，迄今為止，呋喃樹脂是鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用量最大的縮聚樹脂。我國的自硬呋喃樹脂產(chǎn)品質(zhì)量己接近國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品的水平。
　　 但是自硬呋喃樹脂砂工藝也還存在一些問題，就國內(nèi)平均水平而言，首先是由于受到現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)和工藝的限制，呋喃樹脂合成過程中糠醇加入量過高，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本居高不下；二是游離甲醛含量偏高，惡化作業(yè)環(huán)境；三是樹脂及其配套的固化劑活性偏低，固化速度偏慢

2、，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下等。
　　 在這樣的背景下，本研究結(jié)合生產(chǎn)實際的課題，開展了新型低糠醇高活性呋喃樹脂及其配套固化劑的研究工作。經(jīng)大量深入系統(tǒng)的實驗研究，成功開發(fā)出了新型低糠醇高活性呋喃樹脂及其配套的固化劑。主要結(jié)論如下。
　　 1．使用六西格瑪?shù)腄MAIC改進(jìn)模式，對傳統(tǒng)含氮量3％的脲醛呋喃樹脂的合成工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化；在合成過程中，添加改性劑PVA和除醛劑，將脲醛呋喃樹脂的游離甲醛含量降至0.05％左右；最后通過丙酮

3、等改性脲醛呋喃樹脂，將樹脂糠醇含量較同類樹脂減少10％～15％。
　　 2．對新型高活性無氮呋喃樹脂的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，并指明了選擇合成所用主要原材料及其質(zhì)量要求。所合成的新型無氮呋喃樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有較多活性氫及酚羥甲基、羥甲基、羥基、酯基等高活性結(jié)構(gòu)，具有快的硬化速度、高的初始抗拉強(qiáng)度及終強(qiáng)度、低的游離甲醛含量等優(yōu)點。
　　 3．開創(chuàng)了使用六西格瑪?shù)腎DDOV模式設(shè)計呋喃樹脂合成工藝的先例，開發(fā)出了一種新型呋喃樹脂

4、母液的合成工藝及配方，其樹脂總糠醇含量為68.5％～72％，較一般市售無氮呋喃樹脂可以減少約13％～25％的糠醇加入量。在生產(chǎn)該新型呋喃樹脂的過程中，大幅度降低了能耗和二次污染，同時還最大程度上降低了操作工人的勞動強(qiáng)度。
　　 4．在二甲苯磺酸型固化劑的合成工藝中，采用較低的磺化溫度(80。C)，和較短的磺化時間(3h)實現(xiàn)了有效的磺化；所開發(fā)的二甲苯磺酸型固化劑能與本研究的新型高活性呋喃樹脂配套使用，樹脂用量僅占原砂質(zhì)量的1.

5、0％，固化劑用量占樹脂質(zhì)量30％～50％，即可滿足多種環(huán)境條件下的造型制芯生產(chǎn)要求。
　　 5．通過紅外光譜分析，查明了不同溫度和時間合成的二甲苯磺酸的磺化效果均良好，也證明了低溫短時間合成條件的合理性，實踐也證明了該條件的優(yōu)越性；此外，經(jīng)紅外光譜譜圖分析，查明了在新型無氮呋喃樹脂合成過程中，反應(yīng)液中逐步產(chǎn)生的系列分子結(jié)構(gòu)均符合所設(shè)計分子結(jié)構(gòu)中要求的眾多基團(tuán)，驗證了樹脂分子設(shè)計的合理性及正確性。
　　 6．本文所開發(fā)的新