新型CO2硬化酚醛树脂交联剂地研究.pdfVIP

新型e02硬化酚醛树脂交联剂的研究 刘伟华，张颖杰，李英民 (沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳，110023) 摘要：本文介绍了一种新型C02硬化酚醛树脂交联体系，其中引入了一种新型的交联剂 硅酸盐瓦其成本低廉，固化效果较好，很有研究价值。文中主要介绍7这l体紊币分教 剂、交联剂R盐、偶联剂、改性剂等组分的作用以及对粘结强度的影响。一： 关键词：酚醛树脂；C02硬化；交联剂 冷芯盒法是通入气体或气雾催化剂，使吹入芯盒的树脂砂在室温下快速硬化的树脂砂 制芯工艺的总称，如三乙胺法、S02法、B．Set法等，具有生产效率高，节约能源、芯盒寿 命长等特点，是一种很有前途的制芯方法。随着人们的环境保护意识不断加强，开发无毒、 0 低毒气体硬化法是冷芯盒工艺的发展方向I¨。C 2／酚醛树脂冷芯盒制芯法正是适应这· 要求而推出的～种极有发展前途的冷芯盒工艺，其粘结剂的主要成分是水溶性的碱性甲阶 酚醛树脂和含氧酸盐(如硼酸盐、锡酸盐和铝酸盐)。在C02的作用下，含氧酸盐的负离 子与甲阶酚醛树脂的酚羟基和羟荦基形成一种稳定的配合物丽发生交联露纯吲。 本文C02硬化酚醛树脂粘接剂系统由水溶性碱性酚醛树脂和一；胂新型的硅酸盐交联剂 R盐、分散剂、偶联剂、改性剂等成分组成。与通常采用的硼酸盐不同，本研究经过大量 的试验，选用硅酸盐R作为交联剂，其成本低廉，吹入C02气体后，可与酚醛树脂交联固 化，达到较高的工艺强度。下面主要介绍该交联体系各组分的作用以及对粘结强度的影响。 1实验方法 1．1酚醛树脂本体的制备 经过大量的实验，我们基本确定了C02硬化酚醛树脂较佳的制备工艺条件，这；f中水溶 性碱性酚醛树脂是在碱性催化剂作用的条件下，由苯酚、甲醛在一定温度和反应时间的条 件下缩合而成臣制备的酚醛树脂各种性能指标见表1。 表1酚醛树脂的性能指标 在树脂本体中按比例加入分散剂、R盐、偶联剂等物质混合均匀，配制而成树脂粘结 剂。 1．2型砂试样的制备 先称量～定量的标准砂，加入混砂机中，启动混砂机开始搅拌，然后按一定比例 加入C02硬化碱性酚醛树脂粘结剂(未特殊说明，实验中树脂的加入量为标准砂重量的 3％．)，混制l-2min，混匀出砂。将混合好树脂砂在锤击式制样机上冲击三次，制成① 50mmX50mm标准试样，制好的试样在样桶中以一定的流量下吹入C02气一定的时间， 然后取出试样，制备完成。 1．3粘结强度的测量 试验中主要测量的工艺参数是酚醛树脂砂吹气硬化后的强度，试样制备完成后立即测 定的抗压强度为初 强度(0o)，试样制备 3‘5 完成5min时测定的 3．o 抗压强度为5分钟强 度(s5min)，放置18小堇 时和24小时后再测 警2∞ 定其强度分别作为 髻¨ 18小时强度(O 18)。4搀1．o ”-．x 和终强度(o24)。 2试验结果与分析 15 20 25 碱加入量(％) 2．1碱对粘结强度的影响 图1不同碱量对粘结强度的影响 碱对甲阶酚醛树脂瓜盐溶液的稳定性有绝对的影响，只有在强碱性条件下，酚醛树脂和 交联剂才能够稳定存在，碱在体系里起到分散剂的作用，恰当的加入量可使其起到充分分 散以及增强的作用14J。 2．1．I碱的种类对粘结强度的影响 在粘结剂的配制过程中需要碱作为分散剂，其种类对树脂的溶解性、外观、特别是粘 度等有一定影响。考虑到成本等因素，本研究主要选用两种分散剂：．KOH和NaOH，用 价格较低，所以选择了NaOH作为分散剂。 表2碱的种类不同对砂型抗压强度的影响 2．1．2碱量对粘结强度的影响 _般来说，提高树脂中的含碱量：增加了粘结剂的固含量，势必增大树脂的粘度，增 加C0。的消耗量，若碱的用量过大，会出现吹不硬现象。但碱量过少，则会使树脂变得不