本發(fā)明涉及一種鑄造用改性呋喃樹脂粘結(jié)劑的制備方法，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
呋喃樹脂是以糠醇為基本原料的聚合物，其是分子結(jié)構(gòu)中含有呋喃環(huán)的一類合成樹脂的總稱．由于結(jié)構(gòu)中含有呋喃環(huán)，因此在性能上都具有突出的耐堿、耐酸、耐溶劑和耐高溫等優(yōu)良的性能；呋喃樹脂還具有粘度低、強(qiáng)度高、透氣性強(qiáng)、潰散性好、生產(chǎn)成本低、合成工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，使得其廣泛應(yīng)用于鑄造造型材料中。呋喃樹脂是我國在鑄造造型材料中應(yīng)用最多的樹脂砂粘結(jié)劑之一，但是目前用于樹脂砂的呋喃樹脂還存在著一些問題，主要表現(xiàn)在：（1）游離甲醛含量偏高，致使在混砂、造型和澆注過程中散發(fā)有害氣體，污染環(huán)境，損害工人身體健康；（2）脆性大，缺乏柔韌性，沖擊強(qiáng)度低；上述問題使得呋喃樹脂在實(shí)際應(yīng)用方面受到很大限制，因此，需要對呋喃樹脂進(jìn)行改進(jìn)，解決上述問題，以滿足鑄造樹脂砂的使用要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鑄造用改性呋喃樹脂粘結(jié)劑的制備方法。本發(fā)明采用苯酚、三聚氰胺、碳納米管和聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇對呋喃樹脂進(jìn)行復(fù)合改性，在保持了呋喃樹脂未改性前的耐高溫性能和抗化學(xué)腐蝕能力的基礎(chǔ)上，不僅降低了呋喃樹脂游離甲醛的含量，還提高了呋喃樹脂的韌性和沖擊強(qiáng)度，同時(shí)還使得呋喃樹脂具有良好的抗靜電性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種鑄造用改性呋喃樹脂粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照摩爾比1:2.5-3:0.2-0.3:0.8-1:0.4-0.5:0.02-0.03:0.0035-0.004稱取尿素、甲醛、苯酚、糠醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、三聚氰胺和碳納米管，待用；
（2）將聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇和碳納米管混合均勻，然后用質(zhì)量濃度為20%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph=4-5，高速機(jī)械攪拌1-2h，然后加入糠醇，超聲分散40-60min，即得分散液；
（3）將尿素、甲醛、苯酚混合，在40-50℃下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph=7.8-8.2，再升溫至70-80℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20-30min，再升溫至100-110℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1-1.5h；然后加入步驟（2）制得的分散液和三聚氰胺，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的草酸溶液調(diào)節(jié)ph=4.5-5.5，迅速升溫至105-115℃，回流1-2h，真空脫水至黏度為115-125mpa·s，冷卻至40-45℃即可。
所述機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速為5000-6000r/min。
所述超聲分散的超聲功率為300-400w，超聲溫度為70-80℃。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明在呋喃樹脂合成的基礎(chǔ)上，采用聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、碳納米管、苯酚和三聚三聚氰胺對呋喃樹脂進(jìn)行復(fù)合改性，聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇的添加，可以在呋喃樹脂中引入長的柔性鏈段，在分子或鏈段之間形成應(yīng)力釋放空間，從而能夠?qū)秽珮渲捻g性有比較明顯的提高和改善；碳納米管可以作為填料填充在呋喃樹脂分子結(jié)構(gòu)中，不僅可以提高呋喃樹脂的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性，還可以使得呋喃樹脂具有良好的抗靜電性能；苯酚的加入，可以有效提高呋喃樹脂的抗拉強(qiáng)度；采用三聚氰胺改性后的呋喃樹脂游離甲醛含量低，可以減少混砂、造型和澆注過程中甲醛氣體的散發(fā)量，減少環(huán)境污染，改善勞動環(huán)境，提高工作效率。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種鑄造用改性呋喃樹脂粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照摩爾比1:2.5:0.2:0.8:0.4:0.02:0.0035稱取尿素、甲醛、苯酚、糠醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、三聚氰胺和碳納米管，待用；
（2）將聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇和碳納米管混合均勻，然后用質(zhì)量濃度為20%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph=5，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌2h，然后加入糠醇，再在300w的功率、70℃的溫度下超聲分散60min，即得分散液；
（3）將尿素、甲醛、苯酚混合，在40℃下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph=8.2，再升溫至70℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20min，再升溫至100℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1.5h；然后加入步驟（2）制得的分散液和三聚氰胺，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的草酸溶液調(diào)節(jié)ph=5.5，迅速升溫至105℃，回流2h，真空脫水至黏度為115mpa·s，冷卻至40℃即可。
實(shí)施例2
一種鑄造用改性呋喃樹脂粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照摩爾比1:2.8:0.25:0.9:0.45:0.025:0.0038稱取尿素、甲醛、苯酚、糠醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、三聚氰胺和碳納米管，待用；
（2）將聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇和碳納米管混合均勻，然后用質(zhì)量濃度為20%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph=4.5，在5500r/min的轉(zhuǎn)速下高速機(jī)械攪拌1.5h，然后加入糠醇，再在350w的功率、75℃的溫度下超聲分散50min，即得分散液；
（3）將尿素、甲醛、苯酚混合，在45℃下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph=8.0，再升溫至75℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)25min，再升溫至105℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1h；然后加入步驟（2）制得的分散液和三聚氰胺，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的草酸溶液調(diào)節(jié)ph=5.0，迅速升溫至110℃，回流1.5h，真空脫水至黏度為120mpa·s，冷卻至42℃即可。
實(shí)施例3
一種鑄造用改性呋喃樹脂粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照摩爾比1:3:0.3:1:0.5:0.03:0.004稱取尿素、甲醛、苯酚、糠醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、三聚氰胺和碳納米管，待用；
（2）將聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇和碳納米管混合均勻，然后用質(zhì)量濃度為20%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph=4，在6000r/min的轉(zhuǎn)速下高速機(jī)械攪拌1h，然后加入糠醇，再在400w的功率、80℃的溫度下超聲分散40min，即得分散液；
（3）將尿素、甲醛、苯酚混合，在50℃下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph=7.8，再升溫至80℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20-min，再升溫至110℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1h；然后加入步驟（2）制得的分散液和三聚氰胺，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的草酸溶液調(diào)節(jié)ph=4.5，迅速升溫至115℃，回流1h，真空脫水至黏度為125mpa·s，冷卻至45℃即可。