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覆膜砂用酚醛树脂的特点
覆膜砂的组成,是原砂表面被覆有热塑性酚醛树脂与固化剂六次甲基四胺。在造型时缩合和浇注时分解释放出氨气,酚与醛是造成大气污染的根由。
  这种气体以氨为主,我国劳动保护法规定造型工段氨的浓度应小于30 mg/m3,实际上往往超标8~10倍(达到280 mg/m3),剌激工人咽喉,恶化环境,影响身体健康。周围数十米环境内都迷漫着有害气体,造成公害,成为发展壳型(芯)铸造的一大障碍。
  80年代末开始出现替代传统酚醛型热塑性树脂的专利[7],即高分子量(850~3 800)双酚A型环氧树脂在壳型铸造中应用。随着分子量的提高,其软化点亦升高。取软化点为85~95 ℃,平均分子量为1 400,我国新牌号为E-12的环氧树脂进行覆膜试验是成功的。
  这种树脂为黄至琥珀色固体,加入量相当于砂质量的3%。固化剂为液态酚醛树脂,用量为树脂质量的3%~6%。由于酚醛树脂中带有能与环氧树脂中环氧基羟基起反应的基团,在一定条件下(加热)能相互交联达到固化,制成无氨覆膜砂。
  覆膜砂可用冷法与热法制备;冷法覆膜时,用丙酮为溶剂溶解树脂,组成浓度为70%~80%的稠液,先加固化剂与砂混匀,再加稠液,使混合料混至松散态,过筛即成。
  热法覆膜时,预热砂温选取略高于树脂熔点(95~105℃),使树脂裹覆于砂粒表面,喷水冷却,末期喷固化剂水溶液继续冷却直至50 ℃出砂。
  选取固化温度为180 ℃,试样经2 min固化后测定热态抗拉强度为0.16 MPa/1%(比强度),比酚醛覆膜砂比强度0.25 MPa低50%以上,但冷态比强度为2.0~2.15 MPa,不低于酚醛树脂。提高热态强度在于提高固化速度,寻求更适宜的固化剂。
  新覆膜砂造型与浇注过程的产物经热解质量分析法测定,含酚<10×10-6,二甲苯<100 ×10-6,甲酚<10×10-6等污染环境。新覆膜砂在美国售价每吨165美元,比酚醛树脂覆膜砂售价低,但使用的不多,性能有待进一步改善[8]。