碱性酚醛树脂工艺

2019-08-21 16:58:43 16

一、碱性酚醛树脂的硬化机制

在树脂的硬化反应中,首先是树脂中的碱与酯反应,形成碱金属的碳酸盐,释放醇。树脂中的碱形成碳酸盐后,即处于反应状态,可在常温下发生交联反应,将砂粒粘结,使型砂具有必要的强度。

由于作为硬化剂有机酯是参与树脂硬化反应的组分,不同于硬化剂只起催化作用、不参与反应的其他树脂自硬砂,不能通过改变硬化剂的加入量来调整自硬砂的硬化速率和起模时间。有机酯的加入量一般为树脂的20~25%,因树脂和硬化剂的品种而略不同。有机酯加入量不足,则铸型难以硬化;有机酯加入量太高,则会感到混成砂和砂型腻滑,而且可能导致铸型-金属界面处发生反应,影响铸件表面质量。自硬砂的硬化速率和起模时间,应由改变硬化剂的牌号予以调整。

有机酯硬化的酚醛树脂砂,在有机酯的作用下,树脂在常温下只发生部分交联反应,起模时型砂仍然保持一定的塑性,浇注初期还有一短暂的、因受热而再次发生交联反应的过程,也就是通常所说的二次硬化。。

二、碱性酚醛树脂自硬砂工艺的优点

碱性酚醛树脂自硬砂工艺主要有以下优点。

1、混砂、造型、浇注时散发的烟气少于以酸为硬化剂的呋喃树脂砂、以酸为硬化剂的甲阶酚醛树脂砂和以胺为硬化剂的尿烷树脂砂。

2、由于起模时型砂仍然保持一定的塑性,故起模性能好,型砂不易粘附在模具上,砂型表面比较光洁,模样上的起模斜度也可较小。

3、二次硬化后,砂型的热稳定性较好,厚壁铸件表面上也很少出现脉状纹缺陷。

4、浇注后,在高温的作用下,碱性酚醛树脂自硬砂较易溃散,有利于防止形状复杂的铸钢件产生裂纹,同时也可使浇注后铸型的落砂性能改善。

三、酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂的热分解

铸型浇注后,碱性酚醛树脂的热分解大致可分为三个阶段。

1、300℃以下

在300℃以下,树脂本身基本上不发生分解,这一阶段产生的气体主要是水分,还有少量树脂硬化时束缚于树脂中未能释放的甲醛。

2、300℃~600℃之间

300℃以上,砂粒表面的树脂膜开始热分解,而且分解的速率很高,产生的气体有水蒸汽、CO、CO2、甲烷、乙烷、苯酚、烷基酚、烷基苯等。在300℃~600℃之间,树脂粘结桥仍然保持其骨架,内部因热分解而呈多孔状,透气性好。

3、600℃以上

热分解产生的气体的成分与300℃~600℃之间大致相同,但在此阶段树脂粘结膜发生剧烈的体积收缩,致密度提高,因而砂型的透气性大幅度降低。这就导致酯硬化的碱性酚醛树脂砂在高温下保温性能好,是铸件冷却速率减缓、热节处易于产生收缩缺陷的主要原因。


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