自硬呋喃树脂硫酸酯固化剂特性及对砂强度的影响

硫酸酯有硫酸单酯和硫酸乙酯等,在生产中使用较多的是硫酸乙酯。

硫酸乙酯固化剂是硫酸和乙醇按一定比例调配而成的,其合成反应是:将乙醇和浓硫酸先混合,再加入少量甲苯,其中浓硫酸、乙醇与甲苯质量以1∶1∶0.14左右的比例,然后在100℃以内的温度下反应2～4h,最后在30～40℃下冷却而得到产品。

表5-9为型砂强度、总酸度和游离酸含量的比较。由表5-9可知,在总酸度基本保持一致的前提下,游离酸含量越低,型砂的抗拉强度总体越高；在固化剂总酸度保持一致的前提下,固化剂的酯化率越高越有利于型砂强度的提高。

表5-9 型砂强度、总酸度和游离酸含量的比较

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注:总酸度、游离酸含量和酯化率均为质量分数。

硫酸乙酯固化剂的优点是制备方便、货源广、价格便宜；它能加快硬化速度,缩短起模时间,同时对防止砂芯长期存放过程中软化有利。但20世纪七八十年代,在铸造行业有一种误解,认为用硫酸乙酯作自硬呋喃树脂固化剂时,硬化和脱水速度快,树脂膜易产生应力和裂纹,残存于树脂膜中的硫酸酯对树脂膜有腐蚀作用,砂型(芯)终强度低；浇注过程中,将产生SO₂气体,不仅污染环境,而且易引起钢液增硫,导致脆性,并使球墨铸铁球化不良等。当时使用的厂家较少。然而,近些年由于市场竞争加剧,降低铸造成本的迫切要求使人们对成本低廉的硫酸乙酯固化剂又重新重视起来。目前市场上的不同季节所用的呋喃树脂用固化剂,有的就是由硫酸乙酯与磺酸类固化剂以不同比例调配而成。实践证明,硫酸乙酯固化剂完全可以应用于生产,在某些场合,其性能与磺酸类固化剂相比也不逊色。