一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂的制作方法

1.本发明涉及呋喃树脂领域，具体涉及一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂。


背景技术：

2.呋喃树脂是指具有呋喃环的糠醇或者糠醛作为原料生产的树脂类的总称,由于他们的分子结构中都具有呋喃环，所以在性能上具有许多共同的特点，比如都具有突出的耐碱、耐酸、耐溶剂和耐热性能等特点，呋喃树脂属于热固性树脂，受热时能彼此交联固化，也可以使用酸性固化剂来使其固化。由于呋喃树脂具有突出的耐腐蚀性、耐热性以及其原料来源广泛，生产工艺简单等特点，现在已经引起了人们越来越多的重视。现在铸造行业用于铸模的自硬化树脂一般都是用呋喃树脂。


技术实现要素：

3.本发明的目的是呋喃树脂的一些缺点也制约着呋喃树脂在高品质铸造行业的使用，比较明显的就是呋喃树脂的发气量大，对于精细度比较高的高品质铸造行业会造成残次品多的问题，用酚醛树脂代替脲醛树脂会造成游离苯酚和游离甲醛的含量偏高，在使用过程中对环境影响极大。因此，行业中迫切的需要开发一款低发气量、高性能的铸造用呋喃树脂。
4.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂，包括以下组分及各组分的重量份数为：糠醇:3-10摩尔份；海因类物质：0.1-2摩尔份；氰尿酸：0.1-2摩尔份；聚磷酸盐：0.01-0.1摩尔份；甲醛水溶液：0.5-5摩尔份；多聚甲醛：0.5-3摩尔份。
5.前述的一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂，所述聚磷酸盐为反应催化剂。
6.前述的一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂，所述糠醇为7摩尔份，所述海因类物质为1摩尔份。
7.前述的一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂，所述氰尿酸为1摩尔份，所述聚磷酸盐：0.06摩尔份。
8.前述的一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂，所述甲醛水溶液为2.5摩尔份，所述多聚甲醛为2摩尔份，所述聚磷酸盐、氰尿酸、甲醛水溶液和多聚甲醛混合形成浑浊液，所述海因类物质和糠醇形成反应原料。
9.一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂的生产工艺，包括以下步骤，步骤（a）、将原材料进行称重，糠醇:7摩尔份、海因类物质：1摩尔份、氰尿酸：1摩尔份、聚磷酸盐：0.06摩尔份、甲醛水溶液：2.5摩尔份，多聚甲醛：2摩尔份；
（a1）、首先将聚磷酸盐、氰尿酸、甲醛水溶液和多聚甲醛放入反应容器中，将悬浊液ph值调至8.0-11.0，此处加入氰尿酸和甲醛是因为氰尿酸在水中的溶解度小，反应速度慢，所以需要比较多的时间来反应；（a2）、对反应容器开始加热，加热到70-100℃，在70-100℃保温0.5-2小时；（a3）、使反应容器内部降温至50-70℃；步骤（b）、将称好的海因类物质和部分糠醇形成反应原料加入反应容器中的浑浊液中，并且调ph至8.0-11.0，此步加入糠醇是为了和氰尿酸和甲醛反应物以及和海因类物质和甲醛的反应物进行初步的接枝共聚，其此处部分糠醇的用量为2-3摩尔份；（b1）、对反应容器内进行加热，使其加热到70-100℃，使反应容器内的液体在70-100℃之间保温0.5-2小时，通过温度和时间的控制来控制初步反应的小分子，温度和时间要相适应，进行控制初步共聚的反应程度，使其此处反应完后会形成聚合度不超过2的小分子；（b2）、使反应容器内降温至50-70℃；步骤c、将部分糠醇加入反应容器中，并且调ph至3.0-7.0，此时加入糠醇进行更进一步的共聚，进行控制反应速度、反应浓度等因素；（c1）、对反应容器内进行加热，使其内部加热到90-120℃，反应容器内的液体在90-120℃保温0.5-2小时；（c2）、让其反应容器内部温度降温至室温即得母液。
10.本发明的有益效果为：氰尿酸的结构稳定，耐热性能非常好，聚合后不会因为铁水的高温而产生气体；所以用三官能团的氰尿酸取代尿素，不但可以达到尿素交联的效果也可以大大降低树脂的发气量；树脂中的海因类物质为二官能团化合物，它的加入可以增加呋喃树脂的柔性，改变呋喃树脂硬透性差、易脆的缺点；所用聚磷酸盐为催化剂是因为聚磷酸盐的络合作用能够给溶解性不好的氰尿酸提供优良的反应场所，从而使反应加快，加大反应程度。
具体实施方式
11.下面对本发明作进一步的说明。
12.本发明一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂，通过氰尿酸的结构稳定，耐热性能非常好，聚合后不会因为铁水的高温而产生气体；所以用三官能团的氰尿酸取代尿素，不但可以达到尿素交联的效果也可以大大降低树脂的发气量；树脂中的海因类物质为二官能团化合物，它的加入可以增加呋喃树脂的柔性，改变呋喃树脂硬透性差、易脆的缺点；所用聚磷酸盐为催化剂是因为聚磷酸盐的络合作用能够给溶解性不好的氰尿酸提供优良的反应场所，从而使反应加快，加大反应程度，包括以下组分及各组分的重量份数为糠醇:3-10摩尔份；海因类物质：0.1-2摩尔份；氰尿酸：0.1-2摩尔份；聚磷酸盐：0.01-0.1摩尔份；甲醛水溶液：0.5-5摩尔份；多聚甲醛：0.5-3摩尔份；
优选的，聚磷酸盐为反应催化剂。
13.优选的，糠醇为7摩尔份，海因类物质为1摩尔份。
14.优选的，氰尿酸为1摩尔份，聚磷酸盐为0.06摩尔份。
15.优选的，甲醛水溶液为2.5摩尔份，多聚甲醛为2摩尔份，聚磷酸盐、氰尿酸、甲醛水溶液和多聚甲醛混合形成浑浊液，海因类物质和糠醇形成反应原料。
16.下面根据本发明的一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂，介绍具体实施例，实施例1，一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂原料包括以下组分重量份数为：糠醇:7摩尔份、海因类物质：1摩尔份、氰尿酸：1摩尔份、聚磷酸盐：0.06摩尔份、甲醛水溶液：2.5摩尔份，多聚甲醛：2摩尔份实施例1的生产工艺，具体如下：步骤a、将原材料进行称重，原材料糠醇:3-10摩尔份、海因类物质：0.1-2摩尔份、氰尿酸：0.1-2摩尔份、聚磷酸盐：0.01-0.1摩尔份、甲醛水溶液：0.5-5摩尔份和多聚甲醛：0.5-3摩尔份。
17.步骤（a）、将原材料进行称重，原材料糠醇:3-10摩尔份、海因类物质：0.1-2摩尔份、氰尿酸：0.1-2摩尔份、聚磷酸盐：0.01-0.1摩尔份、甲醛水溶液：0.5-5摩尔份和多聚甲醛：0.5-3摩尔份；（a1）、首先将聚磷酸盐、氰尿酸、甲醛水溶液和多聚甲醛放入反应容器中，将悬浊液ph值调至8.0-11.0，此处加入氰尿酸和甲醛是因为氰尿酸在水中的溶解度小，反应速度慢，所以需要比较多的时间来反应，进行提前反应；（a2）、对反应容器开始加热，加热到70-100℃，在70-100℃保温0.5-2小时；（a3）、使反应容器内部降温至50-70℃；步骤（b）、将称好的海因类物质和部分糠醇形成反应原料加入反应容器中的浑浊液中，并且调ph至8.0-11.0，此步加入糠醇是为了和氰尿酸和甲醛反应物以及和海因类物质和甲醛的反应物进行初步的接枝共聚，其此处部分糠醇的用量为2-3摩尔份；（b1）、对反应容器内进行加热，使其加热到70-100℃，使反应容器内的液体在70-100℃之间保温0.5-2小时；（b2）、使反应容器内降温至50-70℃；步骤c、将部分糠醇加入反应容器中，并且调ph至3.0-7.0，此时加入糠醇进行更进一步的共聚，进行控制反应速度、反应浓度等因素；（c1）、对反应容器内进行加热，使其内部加热到90-120℃，反应容器内的液体在90-120℃保温0.5-2小时；（c2）、让其反应容器内部温度降温至室温即得母液。
18.综上所述，本发明的一种低发气量高性能的铸造用呋喃树脂及其制备方法，氰尿酸的结构稳定，耐热性能非常好，聚合后不会因为铁水的高温而产生气体。所以用三官能团的氰尿酸取代尿素，不但可以达到尿素交联的效果也可以大大降低树脂的发气量。树脂中的海因类物质为二官能团化合物，它的加入可以增加呋喃树脂的柔性，改变呋喃树脂硬透性差、易脆的缺点。所用聚磷酸盐为催化剂是因为聚磷酸盐的络合作用能够给溶解性不好的氰尿酸提供优良的反应场所，从而使反应加快，加大反应程度。具有更好的未来市场前景，且符合未来所趋，更具有价值体现，用于餐饮业等场景下更加能符合环保政策。
19.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。