造型用酯硬化酚醛树脂体系研究

论文摘要

开发出高质、高效、节能、环保的新型粘结剂是当前绿色铸造发展的迫切需要。在这种背景下,英国Foseco公司1989年推出了一种新型的有机酯硬化碱性酚醛树脂工艺。与酸硬化呋喃树脂相比,其具有明显的优势：有毒成分含量低,环境污染小,硬化工艺简单,生产效率高等。与此同时,这种工艺也有其固有的缺点：树脂常温强度低、粘度大、游离甲醛含量高、保质期短以及旧砂回用困难等。正是由于酚醛树脂的上述特点,几十年来,铸造工作者对酚醛树脂砂既喜爱不已,又烦恼不断。酚醛树脂砂成本高,应用较少,英国使用较多,近年来在我国应用有增加的趋势。在不断克服缺点的同时,碱性酚醛树脂砂工艺也不断得到改进与提高,成为21世纪绿色铸造的希望。本文主要针对铸钢生产中,碱性酚醛树脂存在的问题,做了如下四项工作：首先,在两步加碱法基本合成工艺的基础上,通过单因素实验探讨影响碱性酚醛树脂性能的各个因素,即苯酚与甲醛的摩尔比、加料方式、催化剂的种类及加入量、前后加入碱的比例以及反应粘度,得出合成酯硬化碱性酚醛树脂的最佳工艺条件；其次,在最佳工艺条件的前提下,对合成工艺进行改性研究,这一部分主要通过苯酚的替代物(双酚A、各种甲酚),改性剂(丙酮、异丙醇)来对其改性。通过这些方面来探讨改性前后酚醛树脂合成工艺的性能；再次,就是对酯硬化酚醛树脂的低醛化研究,在这一部分作者用乙酰丙酮法来测定合成的产品中游离甲醛的释放量。从理论分析,这一方法也最能模拟工业生产中甲醛的释放量。这一章节从改进合成工艺和加入降醛剂两方面进行低醛化研究；最后,课题对酯硬化酚醛树脂的固化及其性能进行了初步的分析,并通过红外光谱对酚醛树脂的结构进行了表征,从理论上得出了酚醛树脂的结构及固化前后的变化情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 树脂粘结剂的研究进展
• 1.2 酯硬化碱性酚醛树脂概况
• 1.3 碱性酚醛树脂合成工艺研究
• 1.4 酯硬化酚醛树脂旧砂
• 1.5 硬化碱性酚醛树脂使用现状及存在的问题
• 1.6 课题研究目的、意义及主要内容
• 2 有机酯硬化碱性酚醛树脂合成工艺
• 2.1 实验部分
• 2.2 结果与讨论
• 2.3 主要结论
• 3 有机酯硬化碱性酚醛树脂合成工艺改性
• 3.1 实验部分
• 3.2 结果与讨论
• 3.3 主要结论
• 4 低醛化酯硬化碱性酚醛树脂工艺研究
• 4.1 实验部分
• 4.2 结果与讨论
• 4.3 主要结论
• 5 有机酯硬化酚醛树脂固化及性能分析
• 5.1 实验部分
• 5.2 结果与讨论
• 5.3 主要结论
• 6 结论
• 6.1 有机酯硬化碱性酚醛树脂合成工艺
• 6.2 有机酯硬化碱性酚醛树脂合成工艺改性
• 6.3 低醛化酯硬化碱性酚醛树脂工艺研究
• 6.4 有机酯硬化酚醛树脂固化及性能分析
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 参考文献