高性能殼法用酚醛樹脂的合成及其信息管理系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、殼法目前在鑄造生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的地位，在未來一段時(shí)間內(nèi)仍將得到進(jìn)一步普及和應(yīng)用，但是我國(guó)殼法用熱塑性酚醛樹脂目前還存在著一些問題：在適宜的軟化點(diǎn)下樹脂的聚合速度較慢；抗拉強(qiáng)度不夠高；游離酚含量偏高；有時(shí)尤其是在暑季貯存時(shí)發(fā)生粘結(jié)成團(tuán)的現(xiàn)象等。為解決這些問題并增強(qiáng)我國(guó)殼法用酚醛樹脂的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，本文對(duì)殼法用酚醛樹脂的復(fù)合催化、改性劑改性等合成工藝和檢測(cè)方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 在對(duì)目前殼法用酚醛樹脂檢測(cè)方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)軟

2、化點(diǎn)的測(cè)定方法及結(jié)果進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，建議仍采用國(guó)標(biāo)所規(guī)定的(5±0.5)℃/min的升溫速度；并提出樹脂軟化點(diǎn)低于95℃時(shí)，可用蒸餾水或純凈水代替甘油作為傳熱介質(zhì)。 在強(qiáng)酸催化條件下，采用2＃催化劑合成的熱塑性酚醛樹脂的合理工藝為：甲醛與苯酚物質(zhì)的量比為0.86～0.88；Ph值為0.5～1.5；合成時(shí)間為3.0h～4.5h；脫水溫度為150℃～180℃。在弱酸催化條件下，采用1＃催化劑可以合成出高鄰位速聚型酚醛樹脂，但由于

3、其游離酚含量偏高，且合成時(shí)間長(zhǎng)，難于在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。 為得到速聚型殼法用酚醛樹脂，又可縮短合成反應(yīng)時(shí)間，提出了復(fù)合催化合成工藝。采用該工藝可制備出聚合速度20ｓ～30ｓ，軟化點(diǎn)80℃～90℃，且具有較高抗拉強(qiáng)度的速聚型酚醛樹脂。樹脂的紅外光譜圖表明，采用強(qiáng)酸催化的熱塑性酚醛樹脂主要含有對(duì)位取代結(jié)構(gòu)，而在復(fù)合催化條件下合成的速聚型熱塑性酚醛樹脂則主要含有鄰位取代結(jié)構(gòu)。復(fù)合催化法獲得高鄰位速聚型酚醛樹脂的工藝條件：Ph值為4.5～

4、5.5，甲醛與苯酚物質(zhì)的量比為0.85左右，甲醛兩次投料比為2.0，2＃催化劑的加入量0.57﹪（相對(duì)于苯酚的質(zhì)量），合成反應(yīng)時(shí)間7h，脫水溫度170℃。 在改性合成的研究中，采用4＃改性劑可使樹脂聚合速度明顯加快，并提高抗拉強(qiáng)度；8＃改性劑可明顯提高樹脂的抗拉強(qiáng)度；10＃改性劑可有效降低樹脂游離酚含量至2.4﹪左右；12＃改性劑可使低軟化點(diǎn)殼法用熱塑性樹脂暑季貯存不結(jié)塊。經(jīng)綜合研究得出，采用復(fù)合催化合成工藝，在樹脂合成反應(yīng)過程

5、中加入10＃改性劑，在脫水后加入12＃改性劑和8＃改性劑，可以合成出聚合速度小于45s，游離酚含量2.4﹪，比抗拉強(qiáng)度大于1.7MPa，軟化點(diǎn)低于80℃卻暑季貯存不結(jié)塊的高性能殼法用熱塑性酚醛樹脂。 在覆膜砂的混制過程中，加入附加物A可有效提高覆膜砂抗拉強(qiáng)度，其適宜加入量為占樹脂質(zhì)量的5﹪。掃描電鏡照片顯示，加入附加物A后，覆膜砂試樣的斷口由附著斷裂為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詢?nèi)聚斷裂為主；紅外光譜圖也表明，附加物A的某些官能團(tuán)在固化后仍然存在

6、，且已成為樹脂中的組分。 采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，前端工具為C++ Builder 6，后端工具則為SQL Server 2000，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)，在國(guó)內(nèi)首次開發(fā)了適宜于樹脂科研單位或樹脂生產(chǎn)企業(yè)的殼法用熱塑性酚醛樹脂信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)庫(kù)安全管理（包括密碼和權(quán)限認(rèn)證）、信息查詢、信息維護(hù)（添加、刪除、修改、統(tǒng)計(jì)和備份）、信息打印和代碼管理等功能。其中的信息是指與殼法用熱塑性酚醛樹脂合成和檢測(cè)相關(guān)的數(shù)