罗德勇

                                                       （中国第二重型机械集团，618000）

  【摘要】：本文简要的介绍硬化碱性酚醛树脂砂的发展情况，还有它的造型特点，以及在应用中的一些缺点。并就其应用前景作了展望。

   【关键词】：碱性酚醛树脂砂；造型；再生。

 Alkalinity phenolics granulated substance modelling characteristic summary analysis Rhode is brave

                Luodeyong

 (Chinese second heavy duty machinery group, 618000)

[abstract]: This article brief introduction hardening alkalinity phenolics granulated substance state of play, but also has its modelling characteristic, as well as in application some shortcomings. And has made the forecast on its application prospect.

[key word]: Alkalinity phenolics granulated substance; Modelling; Regeneration

    一 ﹑ 硬化碱性酚醛树脂砂的发展历程

     碱性酚醛树脂砂是苯酚和甲醛在强碱催化缩聚而成的酚醛树脂，由于其PH值为12~14，所以称为碱性酚醛树脂。最早是荧光Borden公司于1980年开发的。在1982年在英国铸钢研究和贸易协会年会上介绍了此方法。1984年获得美国专利。1987年英国Borden就自硬法在日本申请了专利。并致力于自硬法的推广。

   在我国，沈阳铸造研究所也于1988年研究成功了碱性酚醛树脂，并通过了专家的鉴定。并从90年代以后，在重型，矿山,水泵等行业进行了推广和应用。但在90年代，我国的碱性酚醛树脂砂工艺的推广非常的缓慢，处于停滞不前的状态。直到2000年以后，碱性酚醛树脂自硬砂才在我国铸造领域推广，特别是在铸钢件领域的应用越来越广。中国第二重型机械集团，广州重型机械集团，太原重型机械集团公司，上海汽轮机厂等一批大型机械集团才首先推广使用。在我国，目前就这种树脂砂工艺以惊人的速度发展应用。

   二 ﹑ 碱性酚醛树脂自硬砂，作为目前国际上比较先进的铸造工艺，特别是在铸钢领域，因为它具备很多其他造型工艺所没有的优点。

     1) 高温性能好，浇注时具备有其他树脂砂不可比拟的热塑性和高温二次硬化现象，使芯砂具有较好的溃散性。同时粘结系统中不含有N,  P,  S等有害元素，因而可以有效的防止铸钢件出现气孔， 裂纹等缺陷，并能保证铸件的尺寸精度。

    2) 对原砂的适应性广。不仅可以用于硅砂，对于酸耗值高的镁橄榄石砂，洛铁矿砂等都可以适用。

3）对铸造合金的适应性强。由于它不含有N,  P,  S等有害元素，不仅适用于普通铸铁，球磨铸铁，非铁合金，尤其适用于普通碳钢和各种不同的合金钢铸件。

4）混砂和浇注时不放出刺激性的气体，有利于环境的保护，而且生产车间的灰尘小。工人操作的环境好。生产的铸件的质量好等许多优点。

三 ﹑  虽然酚醛树脂有许多的优点，但是还是存在许多不足：

（1） 树脂固化时析出的甲醛排放物。未来经济的增长，给环境和资源造成巨大的压力，铸造业也不例外，输入的是资源，输出的是产品和废弃物。随着我国可持续性发展国策的制定。我们生产时不的不注意对环境污染，中国科学院化学研究所吴耀曼等人，用红外光谱法研究了四种热固性酚醛树脂在固化过程中的化学变化后发现，树脂砂在固化过程会析出甲醛等有害气体。 最近沈阳铸造研究所从改变树脂的合成工艺入手，对碱性酚醛树脂砂在固化过程中产生的甲醛等有毒气体形成的机理和防止方法经行了系统的研究。取的了可喜的成就。

(2) 旧砂的回收再利用难。一直以来碱性酚醛树脂砂的旧砂回收利用难度都很大。因为它具有以下的特点：A . 在旧砂的表面的树脂膜，在常温下有一定的韧性，特别是其含水量>1.0%时，很难有机械再生的干法获得理想的再生效果。B . 旧砂在表面残留的一定的有机酯，可使再生砂的可使用的时间变短，粘结强度下降，型砂工艺性能恶化（特别是多次反复使用后）。C . 旧砂的表面会残留一定的钾(360℃左右熔化，1320℃后气化)，这种无机物很难用一般的高温（800℃~900℃）热法再生工艺xx。残留的钾会严重的降低再生砂的强度和耐火度，抗湿能力。

目前旧砂的再生的方法较多，如湿法，热法和机械干法等。湿法主要是利用在树脂中的有机酯和氢氧化钾都具有可溶于水的特点，通过水洗使之除去，但是存在能源消耗大，占地面积大，且有污水处理的问题和设备一次性投资大等问题；热法是通过将砂加热到一定高温，以分解或烧掉表面有机物的一种工艺，但是热法存在加热耗能大，再生成本高，特别是温度低于600℃时，对于除去树脂的残留的无机物效果不明显；以上两种工艺因为有诸多缺点运用都不广。机械干法分冲击式和擦磨式两类，经过试验表明，其中冲击式机械再生工艺不适用于酯硬化碱性酚醛树脂旧砂的再生，宜采用高速擦磨式机械再生装置。干法机械再生具有结构简单，耗能低，成本少，易实现等优点，故在国内碱性酚醛树脂旧砂再生应用很广泛。

（3）树脂砂的成本高，由于树脂的比强度偏低，因而加入量较大【如采用硅砂时树脂加入量2.5%，24h抗压强度为3.15MPa 】，成本比呋喃树脂砂高。

四 ﹑ 碱性酚醛树脂自硬砂的展望

环境问题是当今21世纪国际社会高度关注的全球热点问题，那种靠消耗资源和污染环境发展工业的方式已经难以为继了，取而代之在环境和资源上都可以长期接受的新型工业发展模式。过去西方国家先大肆开发造成严重污染，然后再来花费大量时间和金钱来治理的恶性循环“末端治理”的方法再不能在我国重演。

铸造工艺是装备制造业中污染最严重的部门，其主要的污染之一就是来自造型材料，酯固化碱性酚醛树脂尽管在环保上有优势，但是，在树脂固化过程中产生的甲醛等有害气体，任然对人体和环境造成了一定的影响，因此，进一步提高碱性酚醛树脂的质量，更理想的解决碱性酚醛树脂在旧砂在生中的问题，使碱性酚醛树脂真正成为无污染，低成本，铸件质量高的高效造型，制芯工艺，对我国铸造行业实现绿色化具有重要的社会和经济效益。