铸造用自硬呋喃树脂标准
铸造用自硬呋喃树脂固化剂的合成工艺研究
华中科技大学硕士学位论文国内同类固化剂产品。
（6）对自硬呋喃树脂砂的硬化特性K值的分析表明，其值随固化剂总酸度的增大而呈下降趋势；在本研究条件下，气温因素大于环境湿度因素，在选用固化剂时，应首先根据气温确定合适型号的固化剂，再根据环境湿度情况调整固化剂加入量；最后对本研究开发的系列固化剂分别适用的温度湿度范围，以及综合使用的工艺方法做了总结和归纳。
关键词：自硬呋喃树脂固化剂二甲苯磺酸硫酸氢甲酯磺化酯化红外光谱分析华中科技大学硕士学位论文AbstractDue to the advantages of high sand mold strength, great dimensional accuracy, fast curing rate, high efficiency, low production costs, low labor intensity, perfectly conforms to the requirements of modern casting technology, no-bake furan resin sand molding process has been widely used in production, and considered to be the main process of foundry industry in the future. At the same time, curing agent for no-bake furan resin, the quality of which is an important guarantee for the development of no-bake furan resin sand molding, is a decisive factor to the performance of furan resin sand.In this investigation, a series of casting furan resin curing agents, xylene sulfonic acid and methyl hydrogen sulfate as the main active ingredient, were synthesized via concentrated sulfuric acid liquid phase sulfonating method. Besides, lots of researches on curing mechanism of no-bake furan resin, characteristics and using technology of curing agents have been done. The conclusions are as following:(1) Compared with the synthesis of similar products in the market, this series of curing agents get advantages of low synthesis temperature(the sulphonation temperature was dropped from about 120℃ to 80℃), short reaction time(the sulphonation time was cutted from 8h to 4h).(2) Combination of sulfonation and esterification was achieved in this synthesis. So, there are both xylene sulfonate and dimethyl sulfate in these curing agents. It turned out that sand molds hardened by this series of products got higher initial strength and final strength. Besides, this series of curing agents illustrated better moisture resistance, and met producing demands with less dosage under varieties of environmental conditions.(3) The active ingredients in this series of products are confirmed as aryl sulfonic acid, sulfonate and dimethyl sulfate by infrared spectroscopy, which means that reactions during the synthesis process occurred in the manner envisaged. The synthesis process was divided into two parts, sulfonation and esterification. How synthesis factors affected the reaction was figured out by analyzing the infrared spectra.(4) In reference to related literatures, based on the results of experiments and SEM images, the curing mechanism of no-baking furan resin was discussed, including the role curing agents played in the curing process and how to measure the properties of curing agents.(5) To compare with the synthesis of similar products in the market, experiments on using life time and curing rate of molding sand mixed with different curing agents were done. Hardening coefficient K was introduced into this thesis to investigate the hardening华中科技大学硕士学位论文properties of curing agents comprehensively. The results showed that our productions had better performances.(6) Relationship between acidities of curing agents and hardening coefficient K was discussed. It appeared that K decreased with the increase of acidity. Besides, it was proved that temperature influenced the curing rate of molding sand deeper than humidity, which indicated the choice of curing agent should be firstly based on temperature to determine appropriate type of curing agents and then adjust the dosage of them according to humidity condition. At last, proper range of temperature and humidity conditions for this series of curing agents and the process for synthetically using them were summarized.Keywords: No-bake furan resin, Curing agents, Xylene sulfonate, Dimethyl sulfate, Sulfonation, Esterification, Infrared spectroscopy独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
呋喃树脂生产工艺规程
吠喃树脂生产工艺规程1、产品说明1.1名称：吠喃树脂；分子式：C5H7-1C7H li N2O〕n-C5H7O结构式：分子量：289-8451.2物理性质：黄棕色透明液体，有轻微的刺激性气味，无毒。
粘度(2O o C)15-30CP,比重(2O o C) 1.19g/ml , pH 值6.5-7.5,对皮肤有轻微刺激作用。
1.3化学性质：与酸类物质能发生剧烈的放热反应，生成不溶性的沥青状固体物。
1.4质量标准：JB/T 7527-941.5包装与储运要求：铁桶包装，净重240Kg/桶。
密闭储存于阴凉干燥处，不能暴晒，远离热源，严禁接触酸性物质，按一般化学品规定运输。
1.6主要用途：在铸造行业用作自硬树脂砂的粘结剂。
2、原料质量标准及包装要求2.1甲醛：2.1.1质量标准GB9009-882.1.2理化性质：无色透明液体，有刺激性气味，相对密度1.016,反应活性强，易聚合。
工业品中一般加8-12%的甲醇作阻聚剂。
2.1.3包装要求：不锈钢卧式贮罐储存，罐外保温，罐内设加热管，冬季适当加温，防止结晶。
2.2尿素2.2.2质量标准：GB2440-20012.2.3理化性质：商品尿素为白色、无味的颗粒状固体，密度1.355g/cm3,熔点132.70C，易吸湿潮解，易溶于水和液氨，能与大多数直链有机物发生化学反应。
2.2.4包装要求：塑编袋内衬塑料薄膜包装，40模/袋。
2.3糠醇2.3.2质量标准：GB97B/T14022.1-922.3.3理化性质：无色易流动液体，暴露在空气或日光中会变成棕色或深红色，可燃，有苦味，能与水混溶，但在水中不稳定，易溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿，不溶于石油烃。
相对密度1.1296,凝固点-14.60C，沸点（100kPa）1710c，折光率 1.4868，自燃点490.50C，闪点750C。
2.3.4包装要求：碳钢立式贮罐储存，罐体要接地良好，防日光直晒。
3、工艺沿革及技术依据随着铸造技术和化学工业的发展，五十年代出现了呋喃树脂粘结剂，六十年代出现了树脂自硬砂造型技术，极为有力地推动了呋喃树脂生产工艺和技术的发展。
铸造技术：自硬呋喃树脂砂性能及优缺点
铸造技术：自硬呋喃树脂砂性能及优缺点进群须知，供应商和业务员禁止入群表面稳定性将经 24小时硬化后的φ 50×50试样称重 W 1；然后放在 14目筛上振动 2分钟，再称重 W 2，则表面稳定性为：SSI=W 2/W 1 × 100％砂型（芯）表面稳定性不足会导致冲砂及砂眼、机械粘砂等缺陷，一般来说表面稳定性的好坏与型砂常温强度的高低是一致的。
增加树脂加入量，选择合适的固化剂品种及加入量，不超过可使用时间，造型时适当的紧实，芯盒填砂面用刮刀墁平等等都可提高表面稳定性。
生产上要求砂型（芯）的互作表面（即与铁水接触的表面）稳定性应大于 90%，现场经验判定方法是用手指摩擦硬化后的型（芯）表面，一般以摸不下砂粒为准。
透气性它与硬化速度无关，与砂的粒型和粒度组成有关，颗粒越小，粒度越分散，含微分越多则透气性越差，粘结剂加入量多也影响透气性。
透气性好是呋喃树脂砂的一个优点，他弥补了有机铸型发气量大的优点，但也不可忽视采用集中通气等方式解决砂型和型芯的通气。
发气量呋喃树脂是有机粘结剂，型砂发气量主要与树脂的成分和加入量有关。
脲醛的发起量大，而糠醇和甲醛的发气量低。
加入量大，发气量相应增大而且发气时间也延长，但与发气的增长率不成比例。
千方百计降低树脂加入量之所以成为树脂砂互艺最基本的问题之一，除了经济上的原因之外，也是为了尽量降低砂型发气量，以减少铸件的气孔、呛火等缺陷。
由于发气量与型砂灼减量成正比，为方便起见，生产厂常以测定型砂灼热减量的方法代替测定发气量。
溃散性其指标用高温残留强度高低来反映。
将试样经 24小时硬化后放在 100、 200、300℃的电炉中保持一定时间，取出冷却至室温，测定其抗压强度。
残留抗压强度越低，说明溃散性越好。
一般说呋喃砂溃散性比较好，500℃左右残留强度为零。
实际砂型浇注后，由于树脂砂导热性较差，靠近铁水部分的砂层经受高温显示出较好的溃散性，但离铁水稍远一些的砂层受到热作用较小，残留强度仍然很高。
铸造常用原辅材料技术标准
铸造常用原辅材料技术条件1. 范围本标准规定了铸造生产中常用材料的技术条件。
本标准适用于铸造生产中常用材料的验收检验。
2. 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 467-1997 阴极铜GB/T 718-2005 铸造用生铁GB/T 1412-2005 球墨铸铁用生铁GB/T 2272-1987 硅铁GB 3518-83 无定形石墨粉GB/T 3649-1987 钼铁GB/T 3795-2006 锰铁GB/T 4137-2004 稀土硅铁合金GB/T 5235-1985 加工镍及镍合金化学成分和产品形状GB/T 5683-2008 铬铁GB 8736-88 铜中间合金锭GB/T 9442-1998 铸造用硅砂JB/T 9228-1999 球墨铸铁用球化剂JB/T 7526-2008 铸造用自硬呋喃树脂JB/T 8835-1999 铸造用水玻璃YB/T 5051-1997 硅钙合金GB/T 2988-87 高铝砖GB/T 2992-1998 通用耐火砖形状尺寸GB/T 2994-1994 高铝质耐火泥浆GB/T 14982-1994 粘土质耐火泥浆3. 基本要求3.1金属材料不得有显著的锈层、粘砂、土、油、漆等有害附着物和其它夹杂物。
（本厂废铸件可允许有防锈漆）。
3.2 本标准所指块度尺寸均为对角线长度，不能与进货块度要求混淆。
3.3 所有进厂的原材料都应有随货提供质保书或合格证明。
4. 造型材料4.1 原砂4.1.1 铸造用硅砂（参照GB/T9442-1998）（见表1）表1 铸造用硅砂4.1.2 硅砂要求4.1.2.1 硅砂中不得混入煤屑、小石块、碎木片、石灰石等杂物。
自硬呋喃树脂检验标准
编号：GY(T)-417-2013-J
2．质量标准
2.1 外观 铸造用自硬呋喃树脂为淡黄色至棕色透明或半透明均匀液体。
2.2 各种牌号的铸造用呋喃树脂其他有关的性能指标应符合下表的规定。
项目
SQG-300 性能指标
备注
粘度（20℃），mPa·s 密度（20℃），g/cm3
82~101 14
102~125 15
126~151 16
3.3 检查顺序、检查项目、检查方式、检查方法以及判定标准。如下表
顺序 检查项目 检查方式及条件
检查方法 单位判定基准
1
外观
2
性能
n=1 Ac=0 Re=1 查看合格证明书
目测
按 2.1 项 按 2.2 项
注：供方应在每批交货中附质量合格证明书（注明:供方名称、型号、类别、以
游离甲醛含量，% 含氮量，% 水分
工艺试样强度/MPa 保值期
≤25 1.15～1.19
≤0.4 ≤2.5 ≤2.0～6.0 抗拉强度不低于 1.2(24h) 不少于 360 天
检验
查看供方质 量合格证明
3.检查及试验
3.1 检查批量及单位的构成 同一次反应釜产生的树脂作为一个检查批量，以每桶为一个检查单位。
及相应的化学成分等)，每半年提供国家或第三方公认试验机构的试验报告。且每个 外包装上应有清晰、牢固的标志，其内容包括：产品名称、标准号、生产厂名称、 地址、注册商标、净含量、生产日期、批号。 4．检查后处理
4.1 合格批次：由质管员填写《进货检验单》并在《进货报检单》上签字确认。 4.2 不合格批次：按《不合格品的控制程序》进行标识，并在《进货报检单》上 填写处理意见。 5.相关文件 （1）《不合格品的控制程序》 （2）JB/T 7526—1994《铸造用自硬呋喃树脂》 6.记录 （1）《进货报检单》 （2）《进货检验单》
铸造用自硬呋喃树脂标准
铸造用自硬呋喃树脂标准JB/T 7527的修订德阳东汽树脂有限公司李小军、马荣华、胡星、江国栋、肖毅、曹赛618201摘要：通过分析当前铸造用自硬呋喃树脂的发展情况、指出标准JB/T 7527（7526）—94存在的问题，提出了问题的解决办法，制订出了标准JB/T 7527—2007的修订版。
关键词：铸造、呋喃树脂、标准、JB/T 7527Revision standard JB/T7527 of self-set furan resin for foundryLi xiaojun Ma ronghua Hu xing Jiang guodong Xiao yi Cao sai(Deyang Dongqi Resin Company Limited)Abstract: The paper point out the problem of the standard JB/T 7527(7526)—94 by analysis of the current development of self-set furan resin for foundry, propose the measures to solve the problem, and evolve revision standard JB/T 7527—2007。
Keywords: foundry furan resin standard JB/T 7527我国从上世纪七十年代开始了对铸造用自硬呋喃树脂的引进和研究推广，到1994年由沈阳铸造研究所牵头制定了JB/T 7527（7526）—94标准，体现了我国在自硬呋喃树脂发展的成就①。
94版标准实行至今，我国出现了如济南圣泉、德阳东汽、苏州兴业等具有自主知识产权专业从事铸造用呋喃树脂产品设计和生产的高新企业。
使得呋喃树脂的技术进步和更新换代速度大大加快。
随着树脂和铸造技术的进步，94版标准已经不能体现我国铸造用呋喃树脂的实际情况。
铸造用自硬呋喃树脂性能检测方法
铸造用自硬呋喃树脂性能检测方法(JB／T7527—94)1、主题内容与适用范围本标准规定了以糠醇为主要原料合成的呋喃树脂技术性能、测定方法。
本标准适用于酸硬化的铸造用呋喃树脂粘结剂。
2、引用标准ZB265 石油产品运动粘度测定方法和动力粘度计算法；GBJ31006 检定铸造粘结剂用标准砂；GB2794 胶粘剂粘度测定方法(旋转粘度计法)；GB4472 化工产品、密度、相对密度测定通则；GB l2007.5 环氧树脂理化性能测定方法。
3、技术标准3．1粘度(20℃，mpc．s)。
3．2密度(20℃，g／cm3)3．3 PH值。
3．4游离甲醛含量(％)。
3．5含氮量(％)。
3．6铸造工艺试样常温抗拉强度(24h)MPa。
4测定方法4．1粘度的测定方法4．1．1平氏毛细管粘度计法：按照GB265执行――仲裁法。
４．1．2旋转粘度计法：按照GB2749执行。
4．2密度测定方法4．2．1比重瓶法：按照GBl2007执行――仲载法。
4．2．2密度计法：按照GB4472执行。
4．3游离甲醛含量的测定方法4．3．1方法原理：游离甲醛与氯化铵在氢氧化钠的作用下，定量地生成环六次亚甲基四胺，用盐酸标准溶液中和过量的氢氧化钠，即可求出游离甲醛含量。
其反应式如下：6HCHO+4NH4Cl+4NaOH = (CH2)6N4+4NaCl+ 10H20NaOH +HCl=NaCl+H204．3．2仪器和设备a．碘量瓶250m1；b．滴定管50m1，分度值0．1ml；c．移液管25 m 1、10ml，分度值0．1 m1；d．分析天平感量0．1mg；e．磁力搅拌器1台f．酸度计3台，分度值0．１ＰH4．3．3试剂和溶液：标准溶液的配置与标定按GB601《化学试剂、标准溶液制备方法》的规定来进行。
A、氢氧化钠分析纯，0．5mol/L；B、盐酸分析纯0．5 mol/L；C、氯化铵分析纯10％溶液；D、无水乙醇分析纯；E、溴百里酚兰指示剂0．1％乙醇溶液。
呋喃树脂铸造工艺讲解
树脂砂工艺第一章/ 概论1 — 1 自硬呋喃树脂砂的概念自硬呋喃树脂砂的命名来源于英语的Furan No-Bakeprocess，它表示以呋喃树脂为粘结剂，并加入催化剂混制出型砂，不需烘烤或通硬化气体，即可在常温下使砂型自行固化的造型方法。
通常被简称为“冷硬树脂砂”，甚至“树脂砂”。
以下介绍两个基本概念。
一、呋喃树脂的概念由碳原子和其它元素原子(如O、S、N等)共同组成的环叫做杂环、组成杂环的非碳原子叫杂原子。
含有杂环的有机化合物叫做杂环化合物。
所谓“呋喃”，是含有一个氧原子的五员杂环有机化合物，它是表示一族化合物的基本结构总称。
在呋喃系中不带取代基的杂环作为母体，叫做“呋喃”，它的衍生物则根据母体来命名。
呋喃本身在互业上并无什么用途，但它的衍生物——糠醛和糠醇，却是互业上的重要原料，它们是最重要的呋喃衍生物，糠醛学名叫α——呋喃甲醛，糠醇学名叫呋喃甲醇。
它们的分子结构如下：含有糠醇的树脂称为呋喃树脂。
作为铸造粘结剂用的呋喃树脂一般是用糠醇(FA)与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的,如尿醛呋喃树脂（UF/FA）、酚醛呋喃树脂(PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂（UPF－FA)和甲醛——糠醇树脂(F/FA)等。
二、呋喃树脂的硬化机理根据呋喃树脂的组成不同，分别可以通过加热、通入硬化气体或添加酸催化剂等方法使其固化。
酸催化（即“自硬”）的呋喃树脂一般糠醇含量都超过50%。
其硬化机构很复杂，现在还未完全弄清楚，但基本的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和呋喃环的第五位氢之间的脱水缩合，此外呋喃环的断裂生成乙酰丙酸，第一醇基间脱水生成醚和醛等等的反应。
1 — 1自硬呋喃树脂砂的优缺点一、自硬呋喃树脂砂具有以下优点：1 ．铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高。
这是由于树脂砂造型可以排除许多使型（芯）变形的因素。
1.1型砂流动性好，不需捣固机紧实，减少了模样（芯盒）的伤损和变形。
1.2砂型（芯）固化后起模，减少了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型（芯）引起的变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铸造用自硬呋喃树脂标准JB/T 7527的修订
德阳东汽树脂有限公司李小军、马荣华、胡星、江国栋、肖毅、曹赛618201
摘要：通过分析当前铸造用自硬呋喃树脂的发展情况、指出标准JB/T 7527（7526）—94存在的问题，提出了问题的解决办法，制订出了标准JB/T 7527—2007的修订版。
关键词：铸造、呋喃树脂、标准、JB/T 7527
Revision standard JB/T7527 of self-set furan resin for foundry
Li xiaojun Ma ronghua Hu xing Jiang guodong Xiao yi Cao sai
(Deyang Dongqi Resin Company Limited)
Abstract: The paper point out the problem of the standard JB/T 7527(7526)—94 by analysis of the current development of self-set furan resin for foundry, propose the measures to solve the problem, and evolve revision standard JB/T 7527—2007。
Keywords: foundry furan resin standard JB/T 7527
我国从上世纪七十年代开始了对铸造用自硬呋喃树脂的引进和研究推广，到1994年由沈阳铸造研究所牵头制定了JB/T 7527（7526）—94标准，体现了我国在自硬呋喃树脂发展的成就①。
94版标准实行至今，我国出现了如济南圣泉、德阳东汽、苏州兴业等具有自主知识产权专业从事铸造用呋喃树脂产品设计和生产的高新企业。
使得呋喃树脂的技术进步和更新换代速度大大加快。
随着树脂和铸造技术的进步，94版标准已经不能体现我国铸造用呋喃树脂的实际情况。
主要问题有：
1）随着人们环保意识的提高和企业科技的进步，树脂中游离甲醛的含量值可以达到1.0%以下，而当前测试方法不能准确地测试。
2）树脂加入量降低到1%，采用木模制样可以更好地模拟树脂砂的使用情况，测试结果可以更好地应用在生产上。
1、强度的检测
强度的检测变化点有，减低树脂的加入量为1.0%、采用木摸成型。
1）树脂加入量的降低
当前铸造生产中树脂加入量主要集中在0.9~1.25%，树脂加入量降低后，树脂砂的强度值也跟着减小，但能够很好地适应铸造生产活动和指导树脂的检测和应用。
同时树脂加入量的下降，有利于铸造后期清砂、降低铸件缺陷的出现，降低生产成本，改善车间环境。
2）木摸成型
以前树脂检测全部采用铁制芯盒，与铸造生产中采用木摸相比，差距较大，主要表现在脱摸时间较长等，采用木摸成型，能更好地模拟树脂砂造型过程。
3）强度分级
制作GB 2684标准“8”字形试样，测试其强度，测试值见表1
表1 不同含氮量树脂的强度
通过上表可以看出，中氮树脂的强度最好，其次是高氮和低氮树脂，最后是无氮，根据测试情况和主要树脂生产厂家自硬呋喃树脂产品说明书③④⑤⑥制定出见表2的树脂强度分级。
表2 树脂强度的分级表
2、游离甲醛
游离甲醛的测试方法有很多种，有化学法、仪器分析法，仪器分析法有分光光度法、比色法等，主要应用在空气、水质等通明物质上，树脂因为自身带有较深的颜色，干扰太大，无法使用。
化学方法有氯化铵法、氧化法、硫代硫酸钠法等，最适合的方法是氯化铵法。
氯化铵法的原理是：在试样中加入氯化铵溶液和一定量的氢氧化钠，使生成的氢氧化铵和树脂中的甲醛反应生成六次甲基四胺，再用盐酸滴定剩余的氢氧化。
用氯化铵法测试游离甲醛时，0.5mol/l的NaOH标准溶液不能调低，调低后HCl标准溶液也必须跟着调低，调到0.1mol/l后测试，0.2%的试样测试结果为0.05%，由此可以肯定0.5mol/l的NaOH 标准溶液不能再调整。
在含量0.15—0.30%段，用化学法可以较准确地测定，当小于0.1%时，因树脂自身影响因素太多太显著，无法用化学法测试，主要影响因素有读数误差、糠醇含量、试样PH 值。
为了消除这三个因素，建议采用气相色谱。
气相色谱的测试基础是物质沸点的差异和不同物质在色谱柱内的传质差异，与溶剂的含量（在树脂中表现为糠醇含量）和试样的PH值（除去强酸碱）无关，由于采用氢焰检测器，灵敏度高并且线性范围可达1012，可以很好地消除这三大影响因素。
游离甲醛小于0.10%时的气相色谱测试方法。
1）试剂和材料
载气：高纯氮、纯度99.99%，流速30ml/min
甲醛标样：甲醛（环境标准样品，GSB 07-1179-2000） 气相色谱仪（配备有FID 检测器和色谱工作站）
色谱柱：不锈钢甲醛测试专用柱(填充柱)，长度2m ，内径：3mm 载体：6201, 固定液：DNP 复合固定液 柱温：150℃，检测器、气化室：170℃ 2）测试方法
采用标样外标面积法：取甲醛标样0-2mg/ml 范围内至少三点，做色谱峰面积，以甲醛标样浓度和对应色谱峰面积拟合曲线，要求关联度r>0.999。
树脂样品测试：从色谱图上读出色谱峰面积Y ，根据标样曲线算出样品中游离甲醛的浓度X 。
树脂中游离甲醛的含量F%的计算方法
%100%⨯=
ρ
X
F
图1 树脂样品标准气相色谱图。