本發(fā)明屬于機(jī)械鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鑄造用呋喃樹脂自硬砂用固化劑領(lǐng)域,特別涉及鑄造工藝上的鑄造自硬呋喃用低硫固化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

自硬呋喃樹脂砂造型制芯具有強(qiáng)度高，尺寸精度高、硬化速度快、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)，是目前我國鑄造業(yè)的主流生產(chǎn)工藝；鑄造用自硬呋喃樹脂固化劑的質(zhì)量是支持自硬呋喃樹脂砂發(fā)展的重要保證，一定程度上對(duì)自硬呋喃樹脂砂性能具有決定性作用。

鑄造用自硬呋喃樹脂用固化劑，采用對(duì)甲苯磺酸、二甲苯磺酸、硫酸酯、磷酸等復(fù)合物制備。采用磺酸作為固化劑時(shí)，固化速度快、強(qiáng)度高；但其含硫S高，通常在11-17％之間。在樹脂砂造型生產(chǎn)中硫S在砂子循環(huán)使用中不斷積累，樹脂砂中硫S不斷增高，導(dǎo)致鑄件裂紋、滲硫和球鐵件表面球化不良等缺陷。如果選用磷酸作固化劑，固化速度慢，起模時(shí)間長?，F(xiàn)有的磺酸固化劑根據(jù)使用溫度的不同分為：春秋用的GS03固化劑，含硫13％左右；夏季的GS04固化劑，含硫12％左右；冬季用的GC09固化劑，含硫16％左右。都屬于磺酸高硫固化劑，含硫量高。目前公開了一種鑄造呋喃樹脂用低硫固化劑，采用硫酸、二甲苯、磷酸生產(chǎn)混合固化劑，但隨著舊砂回用次數(shù)的增加，磷在砂中的積累增加,硬化速度加快，鑄型強(qiáng)度明顯降低，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生氣孔。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明由此而來。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低硫鑄造呋喃樹脂用固化劑，解決現(xiàn)有技術(shù)中隨著舊砂回用次數(shù)的增加，鑄型時(shí)硬化速度加快、鑄型強(qiáng)度低的問題，滿足鑄件的強(qiáng)度要求，提高鑄鋼件的出品率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的鑄造呋喃樹脂用低硫固化劑，其包含如下重量份的組分：硫酸5～35份、二甲苯0-40份、甲苯0-35份、有機(jī)酸15-60份、甲醇0-10份、水0-60份，動(dòng)物膠1-5份。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，高酸值低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有機(jī)酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，動(dòng)物膠3-5份。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，低酸值低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸5～11份、甲苯10-20份、有機(jī)酸15-30份、水40-60份，動(dòng)物膠1-5份。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，夏季04低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸15～25份、甲苯18-35份、有機(jī)酸20-35份、水10-30份，動(dòng)物膠1-5份。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，春秋季03低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸20～30份、二甲苯15～25份、甲苯10-20份、有機(jī)酸20-40份、水5-20份，動(dòng)物膠1-5份。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，冬季09低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有機(jī)酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，動(dòng)物膠3-5份。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，所述有機(jī)酸選自芳香族有機(jī)酸或脂肪族羧酸。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，所述有機(jī)酸選自水楊酸或檸檬酸或草酸中的一種或兩種以上。

本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，所述動(dòng)物膠優(yōu)選為明膠。

本發(fā)明的高酸值低硫固化劑的制備：將二甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應(yīng)器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫115℃，在115-120℃下反應(yīng)4-5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束，降溫50℃以下，加入甲醇，40-45℃下反應(yīng)30-45分鐘，降溫30℃加入有機(jī)酸、水、動(dòng)物膠攪拌30分鐘，出料。

本發(fā)明的低酸值低硫固化劑的制備：將甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應(yīng)器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-115℃下反應(yīng)8-10小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束，降溫30℃加入有機(jī)酸、水、動(dòng)物膠攪拌30分鐘，出料。

本發(fā)明的夏季04低硫固化劑的制備：將甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應(yīng)器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-115℃下反應(yīng)8-10小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束，降溫30℃加入有機(jī)酸、水、動(dòng)物膠攪拌30分鐘，出料。

本發(fā)明的春秋季03低硫固化劑的制備：將甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應(yīng)器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-110℃下反應(yīng)2-3小時(shí)。加入二甲苯、升溫115℃，在115-120℃下反應(yīng)2-3小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束，降溫30℃加入有機(jī)酸、水、動(dòng)物膠攪拌30分鐘，出料。

本發(fā)明的冬季09低硫固化劑的制備：將二甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應(yīng)器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫115℃，在115-120℃下反應(yīng)4-5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束，降溫50℃以下，加入甲醇，40-45下反應(yīng)30-45分鐘，降溫30℃加入有機(jī)酸、水、動(dòng)物膠攪拌30分鐘，出料。

本發(fā)明鑄造呋喃樹脂用低硫固化劑對(duì)現(xiàn)有工藝及配方的具有較大提升，使其具有對(duì)甲苯磺酸、二甲苯磺酸強(qiáng)度；含硫量較低，改善鑄件的氣孔、裂紋、滲硫及球鐵件表面球化不良技術(shù)缺點(diǎn)。本發(fā)明的低硫固化劑中使用了有機(jī)酸，避免了由于磷酸中磷在舊砂中的積累增加導(dǎo)致的強(qiáng)度降低問題。本發(fā)明的固化劑隨著舊砂回用次數(shù)的增加，鑄型硬化速度加快、鑄造強(qiáng)度高，提高了鑄件的合格率。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。

本發(fā)明通過舉例而非給出限制的方式來進(jìn)行說明。應(yīng)注意的是，在本公開文件中所述的“一”或“一種”實(shí)施方式未必是指同一種具體實(shí)施方式，而是指至少有一種。

下文將描述本發(fā)明的各個(gè)方面。然而，對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員顯而易見的是，可根據(jù)本發(fā)明的僅一些或所有方面來實(shí)施本發(fā)明。為說明起見，本文給出具體的編號(hào)、材料和配置，以使人們能夠透徹地理解本發(fā)明。然而，對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將顯而易見的是，本發(fā)明無需具體的細(xì)節(jié)即可實(shí)施。在其他例子中，為不使本發(fā)明費(fèi)解而省略或簡化了眾所周知的特征。

將各種操作作為多個(gè)分立的步驟而依次進(jìn)行描述，且以最有助于理解本發(fā)明的方式來說明；然而，不應(yīng)將按次序的描述理解為暗示這些操作必然依賴于順序。

將根據(jù)典型種類的反應(yīng)物來說明各種實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將顯而易見的是，本發(fā)明可使用任意數(shù)量的不同種類的反應(yīng)物來實(shí)施，而不只是那些為說明目的而在這里給出的反應(yīng)物。此外，也將顯而易見的是，本發(fā)明并不局限于任何特定的混合示例。

實(shí)施例1

將35重量份甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應(yīng)器中，升溫到40℃，開始滴加20重量份的硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-115℃下反應(yīng)8-10小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，降溫30℃加入35重量份水楊酸或檸檬酸或草酸、25重量份水、2重量份動(dòng)物膠攪拌30分鐘，出料。

對(duì)照1：現(xiàn)有磺酸固化劑GS04，蘇州興業(yè)材料科技股份有限公司生產(chǎn)。

對(duì)照2：現(xiàn)有低硫固化劑04 蘇州興業(yè)材料科技股份有限公司生產(chǎn)。

將上述實(shí)施例和對(duì)照1、2分別按照常規(guī)方法制備得到呋喃樹脂用固化劑，再分別用JB/T 7526-2008《鑄造用自硬呋喃樹脂》中要求方法制備得到的呋喃樹脂型砂試樣。方法中所用的其他組分及條件都相同。

將制備好的試樣進(jìn)行破碎后再生，并測(cè)定每次的試樣強(qiáng)度固化時(shí)間及含硫量等指標(biāo)。第二次試驗(yàn)是在第一次試驗(yàn)用新砂的基礎(chǔ)上進(jìn)行破碎后的再生砂；后續(xù)按此循環(huán)試驗(yàn)，即第三次試驗(yàn)是在第二次試驗(yàn)用新砂的基礎(chǔ)上進(jìn)行破碎后的再生砂，第四次試驗(yàn)是在第三次試驗(yàn)用新砂的基礎(chǔ)上進(jìn)行破碎后的再生砂，第五次試驗(yàn)是在第四次試驗(yàn)用新砂的基礎(chǔ)上進(jìn)行破碎后的再生砂。其中，原料使用砂30-50目大林標(biāo)準(zhǔn)砂。

測(cè)定結(jié)果如表1

表1

上述實(shí)例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。