自硬酚脲烷树脂砂的粘结剂系统组分分析

自硬酚脲烷树脂砂的粘结剂系统用聚苯醚酚醛树脂(组分Ⅰ)和聚异氰酸酯(组分Ⅱ)作粘结剂,用液体叔胺作催化剂(组分Ⅲ)。

(1)组分Ⅰ为苯醚型酚醛树脂 苯醚型酚醛树脂是将一定比例的苯酚、甲醛、催化剂及改性剂的混合物,在一定条件反应得到的一种酚醛树脂。组分Ⅰ要求含水量少于1%,以减小对树脂砂强度的影响。因此,组分Ⅰ应是含水量低或无水且用有机溶剂溶解的苯醚型酚醛树脂。

(2)组分Ⅱ为多异氰酸酯 多异氰酸酯是脂肪族或芳香族的多异氰酸酯,其中异氰酸酯基团最好是2～5个；也可以是多异氰酸酯的混合物；还可采用过量的多异氰酸酯和多元醇反应生成多异氰酸酯的预聚物,如甲苯二氰酸酯和乙二醇的反应产物。合适的脂肪族多异氰酸酯有1,6—己基二异氰酸酯、4,4’—二环己基甲烷二异氰酸酯；合适的芳香烃多氰酸酯有2,4—和2,6—甲苯烷二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其二甲基衍生物,还有多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)。组分Ⅱ的多异氰酸酯我国多选取PAPI,而国外选择多选取MDI。

(3)催化剂 催化剂加快聚氨酯粘结剂组分Ⅰ与组分Ⅱ之间的反应,使其在要求时间内固化,并能达到一定强度。多异氰酸酯与多元醇反应,一般碱性物质和有机金属化合物均能作催化剂。据文献介绍,要求其pH=4～11,其值不同,碱性强弱不同。但铸造工艺不同,使用的催化剂类型不同。(www.xing528.com)

所用催化剂为具有较高沸点的有机碱性物质,主要是含氮的杂环化合物,每个环中至少含有一个氮原子的杂环化合物,其中包括碳原子数为1～4的烷基吡啶、喹啉或喹啉衍生物、芳基吡啶(苯丙吡啶)、哒嗪、甲苯并咪唑、叔胺(N,N—二甲基苯基胺、三苯基胺)、醇胺(N,N—二甲基乙醇胺、三乙醇胺),以及不同的有机金属化合物均可单独作为催化剂或与上述提到的催化剂混合,如环烷酸钴、辛酸钴、二月桂酸丁钴、辛酸锡、环烷酸铅等。不同催化剂有不同的pH值,其催化效果及其使用量也不同。

目前国内较常用的自硬催化剂为苯丙吡啶和N,N—二甲基乙醇胺等。