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冷芯盒树脂组分构成

冷芯盒树脂组分构成

作者:管理员 点击: 日期:2015-3-7 9:10:13

      冷芯盒树脂主要由两组分构成,组分Ⅰ为多羟基化合物,目前对于铸铁件造型或制芯来说,是由极性与非极性溶剂溶解的苯醚型酚醛树脂;组分Ⅱ为非极性溶剂稀释的多异氰酸酯(PAP)I。两组分与砂混好射芯于模具后,利用空气稀释的催化剂三乙胺固化[3]。由于苯醚型酚醛树脂是强极性,具有较大分子和较高粘度的预聚合体,PAPI则是非极性粘度稍大的液体,需要加入溶剂使二者具有较好的相容性,才能充分反应并获得较好的树脂砂强度。同时为使冷芯盒树脂保持足够低的粘度,以便于混砂时具有较好的流动性,也需要加入溶剂[4]。通常用于组分Ⅰ的溶剂为极性溶剂和非极性溶剂的混合溶剂,而用于组分Ⅱ的溶剂为非极性溶剂。非极性溶剂可以很好的与PAPI相溶,但是不易与酚醛树脂相溶。某些极性溶剂作为增塑剂一定程度上能提高砂型的强度,尤其是抗弯强度[5]。因此,两组分中溶剂的选择对于冷芯盒树脂来说是十分重要的。通过单因素试验和正交试验对铸造用冷芯盒树脂粘合剂两组分的溶剂种类及比例等进行选择,使树脂砂有较好的抗拉、抗弯和抗湿热强度及较长可使用时间。
    1·试验
    1.1试剂和仪器
    试剂:甲醇、催化剂、增塑剂C、增塑剂D为试剂级;苯酚、固体甲醛、多异氰酸酯(PAPI,为日本产MI-100)、溶剂A(二元酸酯)、高沸点芳烃溶剂油B为工业级。
    仪器:三乙胺气体发生器(基本型,潍坊晟林铸造机械有限公司),液压强度试验机(SWY型,邯郸华宇仪器仪表公司),大林擦洗砂(70-140目)。
    1.2苯醚型酚醛树脂的合成
    将一定比例的反应原料苯酚、固体甲醛,甲醇和催化剂投入装有温度计、搅拌器、冷凝回流装置的三口瓶中,加热融化并在一定温度下回流一段时间,直至产品折光率达到要求的数值,然后在减压真空条件下进行脱水缩聚反应,直至水分基本脱出,冷却备用。
    1.3性能测试
    在铸造用硅砂中先后加入一定量的组分Ⅰ(液态的酚醛树脂)和组分Ⅱ(多异氰酸酯溶于非极性溶剂)各占原砂质量的1%左右,搅拌混匀后,填砂于标准的“∞”块抗拉和“长方体”抗弯模具中,然后放入固定形状的模具罩中进行吹三乙胺催化固化。其中三乙胺发生器通入以干燥空气作载体的约5%浓度的三乙胺催化剂气体,工作压力即气源压力应保证在0.5~0.7 MPa,吹胺雾化压力应设为0.1~0.15 MPa,清洗砂芯余胺的压力一般在0.15~0.25 MPa。吹氨时间为5~9 s,清洗时间为4~6 s。吹胺固化后,立即用液压式万能试验机测定“∞”块抗拉和“长方体”砂型抗弯强度,即为即时强度;为了衡量冷芯盒树脂抗潮性能,本试验采取湿热环境,将其余“∞”块抗拉和“长方体”型砂试样在温度约为35℃与相对湿度约为75%容器中放置24 h后再测定其强度。在测定树脂可使用时间的时候,将组分Ⅰ和Ⅱ按1∶1的比例直接混在一起,按一定时间间隔取出混合物制作型砂“∞”字试样,测定其即时抗拉强度,直到其强度降到初强度的80%的时间,即为可使用时间。