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酚醛树脂应用之覆膜砂篇(2)

时间:2009-03-12来源:酚醛树脂网 作者:pfresin 点击:
为适应铸造业的发展和覆膜砂需求量的增长,济南圣泉海沃斯化工有限公司在原有的基础上于2006年又建起了具有国际先进水平的年产5万吨酚醛树脂生产厂
  为适应铸造业的发展和覆膜砂需求量的增长,济南圣泉海沃斯化工有限公司在原有的基础上于2006年又建起了具有国际先进水平的年产5万吨酚醛树脂生产厂,产品种类和规格正在不断满足铸造业市场的需求。

 


酚醛树脂在覆膜砂生产中占据主要地位的原因有: ①具有较优良的耐高温性能,在250℃以前,结构基本是稳定的; ②具有与各种无机和有机材料良好的相容性、浸润性和高的黏结强度,在砂的表面易于包覆; ③残碳率高,在温度高至1000℃条件下,仍有约50%的残炭率,并能保持较高的结构强度; ④热解的低烟低毒性。


我国生产覆膜砂用的酚醛树脂可以分为五类:普通型通用类;快聚速型壳芯专用类;高强度型专用类;耐热型铸钢专用类;易溃散型铝合金专用类。


(1)普通型通用类如济南圣泉一海沃斯产品PF1102、PF1102B、103系列,这类树脂采用分子量分布设计,酚醛树脂固化体系与传统的树脂固化流变状态相比较,熔融流动的时间长。原因是该系列酚醛树脂,由4~8个单元链节结构为主体组成,相同分子量的树脂比较密集,从而使活性和固化性能在后期趋向一致,交联密度较一致,固化速度增加很快,体系的硬度增加的也快。从覆膜砂应用角度来讲,就是融化浸润时间相对较长,有利于覆膜,固化速度快且后期趋向一致,使全部固化时间缩短,有利于覆膜砂成型。


(2)快聚速型壳芯专用类 如济南圣泉海沃斯产品的PF1350、PF1352、PF1353、PF1350H这类树脂的特点是聚合速度快。其加快聚合速度的方法是,提高树脂的邻位交联度,添加增加活性的有机酸类催化剂和长效润滑剂、芳香族类有机碱和促硬剂等。由于酚醛树脂的固化是用乌洛托品作为催化剂,而固化速度主要取决于树脂结构,酚核环用邻位交联的酚醛树脂对乌洛托品的催化具有较大的活性,但是当生产邻位较多的酚醛树脂时,生产周期较长,树脂的内聚强度有所下降,加入一些有机酸,如水杨酸或苯甲酸,对上述问题有所缓解,但有机酸加入量往往较多,如果在酚醛树脂合成过程中,加入少量的芳香族类有机碱,取代加入大量的有机酸,效果更为明显。因为加入少量的这些芳香族类固化促进剂,它可以在高温下促使覆膜砂中乌洛托品迅速分解,大量生成亚甲基桥,使树脂迅速交联固化。由此可知,在酚醛树脂合成过程中加入这种促硬剂,可显著缩短覆膜砂的结壳和固化时间,从而可提高壳芯的强度和制芯生产率。


(3)高强度型专用类 如济南圣泉一海沃斯产品PF1900、PF1901、PF19021系列为专用功能改性类,是利用酚醛树脂中的-OH(羟基)基团的活性功能,用胺类、多胺类及氨基硅氧烷类反应交联,降低了酚醛树脂的极性,使酚醛树脂和原砂的偶联、浸润能力有所加强,可有效地增强砂粒与树脂分子之间的结合力,同时加入长链润滑剂,主要适用于酚醛树脂覆膜砂的增韧增强作用,提高细薄砂芯的热态性能,提高覆膜砂砂芯热态下的弯曲强度,降低砂芯在热态下顶出时的破损率。本系列酚醛树脂颜色差别较大。固化的颜色变化是因为酚醛树脂分子引入的含有极性的一OH基和氨基及非极性的长直链烷基,这些物质有较大的表面活性,覆膜时有优异的流动性和渗透性,尤其是对非极性界面具有更好的润湿性。由于含酚结构的特性,这种体系比其他树脂体系的变色速率要快,受温度、时间、固化程度影响较大,并出现由浅至深的直观规律性,因而制造壳芯时,从壳芯断面颜色变化来判断树脂固化程度有一定的价值,在应用领域,甚至可作为操作者初步判断质量的依据。

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