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高水分呋喃树脂生产工艺

时间:2020-02-17 11:06:20   tags:

呋喃树脂是含有呋喃环类聚合物的总称,具有耐高温性能好、透气性强、黏结强度高、溃散性好、树脂砂的再生回用性好等特点,在铸造行业得到广泛应用。常用的呋喃树脂主要有脲醛改性呋喃树脂(UF/FA),酚醛改性呋喃树脂(PF/FA)和脲酚改性呋喃树脂(UF/PF/FA)等。-般呋喃树脂中水的质量分数在5%以下,黏结强度在1.7MPa以上。尽管呋喃树脂在铸造领域得到广泛应用,但仍存在游离甲醛含量高,污染环境;固化速度比热芯盒、冷芯盒树脂慢,脱模时间长;树脂价格相对较高等缺陷.近年来关于呋喃树脂制备工艺改进的文献见诸报道,通过改进工艺条件和添加适当助剂,不仅可以提高呋喃树脂的黏结强度,降低游离甲醛质量分数,而且可以加快固化速度,增强韧性等,本文旨在不牺牲呋喃树脂黏结强度和使用性能的前提下,增大树脂中水的质量分数,从而较大幅度降低其成本.作者着重研究了呋喃树脂制备过程中反应温度、甲醛与尿素的物质的量之比、pH值、加料方式及改性剂等因素对产品性能的影响,给出了制备高水分呋喃树脂的较佳工艺条件.

实验部分:

1、原料

实验所用试剂:尿素、甲醛(37%)、间苯二酚、三聚氰胺、聚乙二醇400等均为市售分析纯试剂,未做任何处理.糠醇和固化剂为工业品.硅烷偶联剂KH550亦为工业品,测定强度前加入树脂中,用量为树脂质量的0。1%;强度测试所用标准砂为通辽大林型砂有限公司生产。

2、呋喃树脂合成原理

脲醛改性呋喃树脂的制备工艺通常可分为2步。第1步是脲醛缩合,即尿素和甲醛溶液在弱碱性条件下缩合生成二羟甲基脲等。

第2步是树脂合成阶段,即第1阶段生成的脲醛缩合产物在酸性条件下与糠醇缩合制得呋喃树脂。

3、呋喃树脂的合成工艺

在带有搅拌器、冷凝器和温度计的三口烧瓶中,按比例加入甲醛、尿素.用氢氧化钠溶液调节pH=9.0~9.5,开动搅拌并加热.当温度达到70℃时保温反应40~60min;加入第2批尿素,继续反应40~60min;加入第3批尿素,继续反应40~60min;向反应体系中加入第1批糠醇,减压脱去适量水;调节体系pH至4.0~4.5,升温至90~95℃,保温反应40min;加入捕醛剂,同时加入第2批糠醇,反应40min;加入第3批糠醇,冷却至60℃以下时,调体系pH值为7.0—7.5;反应结束.

4、树脂性能测试方法

呋喃树脂的黏度测定按照JB/T7527-94执行,所用仪器为NDJ-79旋转黏度计.水分测定采用MettlerToledoDL31水分测定仪测定;树脂中游离甲醛质量分数采用“氯化铵法”测定;树脂砂黏结强度测试参照JB/T7527-94执行,树脂用量为型砂质量的1%,所用仪器为SWY液压万能强度试验机。


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