一种热芯盒工艺低氮树脂配套固化剂及其制备方法 技术领域：本发明属于铸造制芯技术领域，涉及一种热芯盒工艺低氮树脂配套固化剂及其制备方法。
背景技术：目前，铸造业在低氮树脂的热芯盒工艺中，使用的固化剂普遍为对甲苯磺酸的水溶液。其主要缺陷为：经混制后的树脂砂可使时间短，尤其在夏季，往往只有不到一个小时的最佳可使用时间，时间稍延长，树脂砂的流动性急剧下降，致使射砂困难，制出的砂芯疏松、不密实、强度低、外观差，严重影响到铸件的质量和成本。
为了延长树脂砂的可使时间，某些铸造厂不得不用氯化物或是其它无机强酸盐作为固化剂，虽延长了树脂砂的可使时间，但此类固化剂不适应低氮树脂，固化慢，固化后强度低，且砂芯抗潮性差，耐烘烤性差，不能正常使用。
国外为解决此问题，近几年研制出以对甲苯磺酸铜为主要成份的固化剂，应用到低氮树脂的热芯盒工艺中，国内也有个别厂家仿效。该固化剂较好的解决了树脂砂的可使时间、固化速度和固化强度等，但它在水中溶解度小，即使在有机溶剂中溶解度也只能达到30％，有效成份低，不仅成本高，而且有大量的有机溶剂挥发在铸造生产车间里，毒性大，易燃危险，不利于推广使用。
发明内容：本发明为了解决现有技术中有效成分低、成本大、且毒性大、易燃的问题，提供一种热芯盒工艺低氮树脂配套固化剂，其特征在于：所述固化剂由芳基磺酸、芳基磺酸的金属盐或无机强酸盐和水组成。其制备方法为将芳基磺酸和芳基磺酸盐或无机强酸盐混合后加入水溶剂，使其溶解混均至透明即成。该固化剂常温下不易挥发，粘度小；配制的树脂砂可使时间长，流动性好；固化速度适中；固化后的砂芯常态强度高；固化剂贮存性好；且制造成本较低。
具体实施方式：将的芳基磺酸和芳基磺酸盐或无机强酸盐按配比加入水溶剂中，并将各组分的比例控制在如下范围：芳基磺酸为1～60％；芳基磺酸盐为1～400％；无机强酸盐为1～50％；水为20～70％。实施例一：将20％的芳基磺酸、10％地芳基磺酸铜、20％的硫酸铜混合后加入50％的水中，使其溶解混均至透明即为成品。
实施例二：将30％的芳基磺酸、20％的芳基磺酸铜混合后加入50％的水中，使其溶解混均至透明即为成品。
实施例三：将30％的芳基磺酸、20％的硝酸铜混合后加入50％的水中，使其溶解混均至透明即为成品。
实施例四：将20％的芳基磺酸、15％的芳基磺酸铜、15％的硫酸铜混合后加入35％的水中后，为了调节树脂砂的可使时间，提高各组分的溶解质量，再加入15％的酮或醇作为增溶剂，使其溶解混均至透明即成。而该增溶剂所占的比例为0～30％。
该固化剂常温下不易挥发，粘度小。配制的树脂砂可使时间长，流动性好。树脂砂的即时流动性不低于8g，2小时后不低于6g，4小时后不低于4g(夏季也可达到此标准)。固化速度适中，能满足流水线生产需要。固化后的砂芯常态强度较对甲苯磺酸固化剂高20％左右。固化后的砂芯刷涂水基涂料后，经170-180℃高温烘烤1.5小时，强度仍能达到2.0Mpa以上，可以满足浇铸需求。制出砂芯发气量低。固化剂贮存性好。长期贮存，性能稳定不变。溶剂以水为主，价廉、安全，保护环境，而且原料来源丰富，成本低，气味小。
通过上述实施例可以看出：由于单独采用芳基磺酸，它的水溶性好，固化速度快，但可使时间短；而单独采用芳基磺酸盐却溶解性差，固化慢，必须加有机溶剂，而且有毒、易燃，成本高；无机强酸盐固化强度低，砂芯抗潮性差。现将两者结合，按一定的比例混溶，即可克服彼此的不足。本发明的固化剂和铸造工业里现使用的各种固化剂其性能对照如下表：
各种固化剂检测性能对照表 固化剂 a b c d e f 溶剂 水 水有机溶剂 水有机溶剂混合溶剂 安全性 安全 安全易燃危险 安全易燃危险 一般树脂砂流动性(g) 即时 9.5 8.5 9 9.5 8.8 9 2h后 9.3 ＜4.0 9.2 9.2 ＜4.0 ＜4.0 4h后 9 表面结块 8.8 9 表面结块 表面结块热态强度 Mpa 0.58 0.65 0.55 0.45 0.6 0.65常态强度 Mpa 4.2 3.2 3.8 2.9 3 3.3耐水耐烘烤性 Mpa 2.4 2.2 1.8 1.6 1.8 2.2成本 中 低 高 中 高 中综合评价 优 都有较大的缺陷
表1
表1中a为本发明的固化剂，b为对甲苯磺酸固化剂，c为对甲苯磺酸酮的有机溶液，d为无机强酸盐的水溶液，e、f为市场上的固化剂。
本发明方法制备的固化剂，不仅较好的适应低氮树脂的热芯盒工艺，同时也适应于中氮树脂的热芯盒工艺中。