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      堿性酚醛樹脂工藝
      2021-12-04 14:54:28   
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      一、堿性酚醛樹脂的硬化機制

      在樹脂的硬化反應中,首先是樹脂中的堿與酯反應,形成堿金屬的碳酸鹽,釋放醇。樹脂中的堿形成碳酸鹽后,即處于反應狀態,可在常溫下發生交聯反應,將砂粒粘結,使型砂具有必要的強度。

      由于作為硬化劑有機酯是參與樹脂硬化反應的組分,不同于硬化劑只起催化作用、不參與反應的其他樹脂自硬砂,不能通過改變硬化劑的加入量來調整自硬砂的硬化速率和起模時間。有機酯的加入量一般為樹脂的20~25%,因樹脂和硬化劑的品種而略不同。有機酯加入量不足,則鑄型難以硬化;有機酯加入量太高,則會感到混成砂和砂型膩滑,而且可能導致鑄型-金屬界面處發生反應,影響鑄件表面質量。自硬砂的硬化速率和起模時間,應由改變硬化劑的牌號予以調整。

      有機酯硬化的酚醛樹脂砂,在有機酯的作用下,樹脂在常溫下只發生部分交聯反應,起模時型砂仍然保持一定的塑性,澆注初期還有一短暫的、因受熱而再次發生交聯反應的過程,也就是通常所說的二次硬化。。

      二、堿性酚醛樹脂自硬砂工藝的優點

      堿性酚醛樹脂自硬砂工藝主要有以下優點。

      1、混砂、造型、澆注時散發的煙氣少于以酸為硬化劑的呋喃樹脂砂、以酸為硬化劑的甲階酚醛樹脂砂和以胺為硬化劑的尿烷樹脂砂。

      2、由于起模時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,砂型表面比較光潔,模樣上的起模斜度也可較小。

      3、二次硬化后,砂型的熱穩定性較好,厚壁鑄件表面上也很少出現脈狀紋缺陷。

      4、澆注后,在高溫的作用下,堿性酚醛樹脂自硬砂較易潰散,有利于防止形狀復雜的鑄鋼件產生裂紋,同時也可使澆注后鑄型的落砂性能改善。

      三、酯硬化堿性酚醛樹脂自硬砂的熱分解

      鑄型澆注后,堿性酚醛樹脂的熱分解大致可分為三個階段。

      1、300℃以下

      在300℃以下,樹脂本身基本上不發生分解,這一階段產生的氣體主要是水分,還有少量樹脂硬化時束縛于樹脂中未能釋放的甲醛。

      2、300℃~600℃之間

      300℃以上,砂粒表面的樹脂膜開始熱分解,而且分解的速率很高,產生的氣體有水蒸汽、CO、CO2、甲烷、乙烷、苯酚、烷基酚、烷基苯等。在300℃~600℃之間,樹脂粘結橋仍然保持其骨架,內部因熱分解而呈多孔狀,透氣性好。

      3、600℃以上

      熱分解產生的氣體的成分與300℃~600℃之間大致相同,但在此階段樹脂粘結膜發生劇烈的體積收縮,致密度提高,因而砂型的透氣性大幅度降低。這就導致酯硬化的堿性酚醛樹脂砂在高溫下保溫性能好,是鑄件冷卻速率減緩、熱節處易于產生收縮缺陷的主要原因。



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