本發明屬于機械鑄造技術領域，具體涉及鑄造用呋喃樹脂自硬砂用固化劑領域,特別涉及鑄造工藝上的鑄造自硬呋喃用低硫固化劑及其制備方法。

背景技術：

自硬呋喃樹脂砂造型制芯具有強度高，尺寸精度高、硬化速度快、生產效率高、生產成本低、勞動強度低等特點，是目前我國鑄造業的主流生產工藝；鑄造用自硬呋喃樹脂固化劑的質量是支持自硬呋喃樹脂砂發展的重要保證，一定程度上對自硬呋喃樹脂砂性能具有決定性作用。

鑄造用自硬呋喃樹脂用固化劑，采用對甲苯磺酸、二甲苯磺酸、硫酸酯、磷酸等復合物制備。采用磺酸作為固化劑時，固化速度快、強度高；但其含硫S高，通常在11-17％之間。在樹脂砂造型生產中硫S在砂子循環使用中不斷積累，樹脂砂中硫S不斷增高，導致鑄件裂紋、滲硫和球鐵件表面球化不良等缺陷。如果選用磷酸作固化劑，固化速度慢，起模時間長。現有的磺酸固化劑根據使用溫度的不同分為：春秋用的GS03固化劑，含硫13％左右；夏季的GS04固化劑，含硫12％左右；冬季用的GC09固化劑，含硫16％左右。都屬于磺酸高硫固化劑，含硫量高。目前公開了一種鑄造呋喃樹脂用低硫固化劑，采用硫酸、二甲苯、磷酸生產混合固化劑，但隨著舊砂回用次數的增加，磷在砂中的積累增加,硬化速度加快，鑄型強度明顯降低，導致鑄件產生氣孔。

為了解決上述技術問題，本發明由此而來。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種低硫鑄造呋喃樹脂用固化劑，解決現有技術中隨著舊砂回用次數的增加，鑄型時硬化速度加快、鑄型強度低的問題，滿足鑄件的強度要求，提高鑄鋼件的出品率。

為解決上述技術問題，本發明提供的鑄造呋喃樹脂用低硫固化劑，其包含如下重量份的組分：硫酸5～35份、二甲苯0-40份、甲苯0-35份、有機酸15-60份、甲醇0-10份、水0-60份，動物膠1-5份。

本發明優選技術方案中，高酸值低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有機酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，動物膠3-5份。

本發明優選技術方案中，低酸值低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸5～11份、甲苯10-20份、有機酸15-30份、水40-60份，動物膠1-5份。

本發明優選技術方案中，夏季04低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸15～25份、甲苯18-35份、有機酸20-35份、水10-30份，動物膠1-5份。

本發明優選技術方案中，春秋季03低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸20～30份、二甲苯15～25份、甲苯10-20份、有機酸20-40份、水5-20份，動物膠1-5份。

本發明優選技術方案中，冬季09低硫固化劑原料的重量份配比為：硫酸20～35份、二甲苯20-40份、有機酸30-60份、甲醇5-10份、水0-10份，動物膠3-5份。

本發明優選技術方案中，所述有機酸選自芳香族有機酸或脂肪族羧酸。

本發明優選技術方案中，所述有機酸選自水楊酸或檸檬酸或草酸中的一種或兩種以上。

本發明優選技術方案中，所述動物膠優選為明膠。

本發明的高酸值低硫固化劑的制備：將二甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫115℃，在115-120℃下反應4-5小時。反應結束，降溫50℃以下，加入甲醇，40-45℃下反應30-45分鐘，降溫30℃加入有機酸、水、動物膠攪拌30分鐘，出料。

本發明的低酸值低硫固化劑的制備：將甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-115℃下反應8-10小時。反應結束，降溫30℃加入有機酸、水、動物膠攪拌30分鐘，出料。

本發明的夏季04低硫固化劑的制備：將甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-115℃下反應8-10小時。反應結束，降溫30℃加入有機酸、水、動物膠攪拌30分鐘，出料。

本發明的春秋季03低硫固化劑的制備：將甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-110℃下反應2-3小時。加入二甲苯、升溫115℃，在115-120℃下反應2-3小時。反應結束，降溫30℃加入有機酸、水、動物膠攪拌30分鐘，出料。

本發明的冬季09低硫固化劑的制備：將二甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應器中，升溫到40℃，開始滴加硫酸，滴加完畢，升溫115℃，在115-120℃下反應4-5小時。反應結束，降溫50℃以下，加入甲醇，40-45下反應30-45分鐘，降溫30℃加入有機酸、水、動物膠攪拌30分鐘，出料。

本發明鑄造呋喃樹脂用低硫固化劑對現有工藝及配方的具有較大提升，使其具有對甲苯磺酸、二甲苯磺酸強度；含硫量較低，改善鑄件的氣孔、裂紋、滲硫及球鐵件表面球化不良技術缺點。本發明的低硫固化劑中使用了有機酸，避免了由于磷酸中磷在舊砂中的積累增加導致的強度降低問題。本發明的固化劑隨著舊砂回用次數的增加，鑄型硬化速度加快、鑄造強度高，提高了鑄件的合格率。

具體實施方式

以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。

本發明通過舉例而非給出限制的方式來進行說明。應注意的是，在本公開文件中所述的“一”或“一種”實施方式未必是指同一種具體實施方式，而是指至少有一種。

下文將描述本發明的各個方面。然而，對于本領域中的技術人員顯而易見的是，可根據本發明的僅一些或所有方面來實施本發明。為說明起見，本文給出具體的編號、材料和配置，以使人們能夠透徹地理解本發明。然而，對于本領域中的技術人員將顯而易見的是，本發明無需具體的細節即可實施。在其他例子中，為不使本發明費解而省略或簡化了眾所周知的特征。

將各種操作作為多個分立的步驟而依次進行描述，且以最有助于理解本發明的方式來說明；然而，不應將按次序的描述理解為暗示這些操作必然依賴于順序。

將根據典型種類的反應物來說明各種實施方式。對于本領域中的技術人員將顯而易見的是，本發明可使用任意數量的不同種類的反應物來實施，而不只是那些為說明目的而在這里給出的反應物。此外，也將顯而易見的是，本發明并不局限于任何特定的混合示例。

實施例1

將35重量份甲苯投入帶攪拌的四口玻璃反應器中，升溫到40℃，開始滴加20重量份的硫酸，滴加完畢，升溫105℃，在105-115℃下反應8-10小時，反應結束，降溫30℃加入35重量份水楊酸或檸檬酸或草酸、25重量份水、2重量份動物膠攪拌30分鐘，出料。

對照1：現有磺酸固化劑GS04，蘇州興業材料科技股份有限公司生產。

對照2：現有低硫固化劑04 蘇州興業材料科技股份有限公司生產。

將上述實施例和對照1、2分別按照常規方法制備得到呋喃樹脂用固化劑，再分別用JB/T 7526-2008《鑄造用自硬呋喃樹脂》中要求方法制備得到的呋喃樹脂型砂試樣。方法中所用的其他組分及條件都相同。

將制備好的試樣進行破碎后再生，并測定每次的試樣強度固化時間及含硫量等指標。第二次試驗是在第一次試驗用新砂的基礎上進行破碎后的再生砂；后續按此循環試驗，即第三次試驗是在第二次試驗用新砂的基礎上進行破碎后的再生砂，第四次試驗是在第三次試驗用新砂的基礎上進行破碎后的再生砂，第五次試驗是在第四次試驗用新砂的基礎上進行破碎后的再生砂。其中，原料使用砂30-50目大林標準砂。

測定結果如表1

表1

上述實例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人是能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。