三乙胺法冷芯盒树脂工艺及三乙胺环保.docx

三乙胺冷芯盒法［酚醛-异氰酸盐兼气固化（冷芯盒）］法
原理：粘结剂由两部分组成，第一组分为溶剂基的酚醛树脂，第二组分为聚异氰酸脂，MDI（4,4 —二苯基甲烷二异氰酸脂），将树脂同砂子进行混合并把混合物射入芯盒，把胺气（TEA三乙胺或DMEA二甲基乙胺）吹到砂芯里，经催化使第一组分和第二组分之间产生聚合反映生成脲烷（氨基甲酸树脂），使之硬化，这种反映几乎是瞬间的。
砂子：通常用洁净的，AFS50-60 ［50/1硅砂，但是错砂和铬铁矿砂也可以用。砂子必须干燥，超过0.1%的水分会减少型砂混砂料的存放期。高PH值高酸耗值）也会缩短存放期。抱负的温度约为25°C：温度低会导致胺气冷凝和不均匀固化；温度高会导致溶剂从粘接剂中过快散失而使强度减少。
氮含量:第二部分，异氰酸盐含11.2%氮。
［注：兴业树脂二组分异氰酸盐含氮量为：7.5% —8.8%］
［注：当组分1加入量高于组分II时，砂芯即时抗拉强度提高，砂芯发气量减少，含氮量相对减少，将组分I、组分I之比拟定为：55： 45。此外，组分I的价格较组分I便宜，亦能减少一些成本］
混砂方法：可用间歇式混砂机或连续式混砂机。先加入第一组分再加入第二组分。不要强力搅拌以免砂子受热而使溶剂挥发。
存放期：假如型砂干燥，可存放1-2h ［混好的芯砂存放时间一般为：2-3h,夏季为：1-2h ］兴业供一汽轻发的冷芯树脂，可使用
时间大于4h，气温高时要缩短］
［注：可使用时间：将混制好的树脂砂放入塑料桶内，放置一定期间(如 30min、60min、120min、180min、240min、480min)后，射制“8”字形抗拉试样，吹气硬化后1min内，测其初始强度，直至射制的工艺试样初始强度低于工艺规定下限为止，此时到混砂完毕的时间即为冷芯盒树脂砂的可使用时间。生产中的工艺强度下限值，对于复杂砂芯一般定为0.15MPa；对于形状较简朴的厚壁砂芯可定为0.06%MPa。］
射芯方法：采用低压，2-3kpa( 30-50psi)，吹入的空气必须干燥：通过带有干燥剂的干燥器可把空气中水分减少到50ppm。射芯时也许会出现砂子和树脂粘到芯盒壁上的问题。应当采用尽也许低的射芯压力。建议使用一种特制的分型剂，例如，STRIPCOTE CB 。
［兴业有冷芯盒专用脱模剂、清洗剂产品］
芯盒：可用铁、铝、脲烷或环氧树脂制作。木材可用于小批量生产。采用尽也许少的通气孔以利于良好的充填，由于减少通气孔会使气体催化剂分布得更好。排气孔的面积应为进气孔面积的70%，以保证芯盒充满气体催化剂。芯盒必须密闭，便于收集废胺气。
气体发生器：催化用的胺是一种挥发性的、可燃性的液体，用专门的气体发生器使胺气化并与空气或CO 2载体混合。载体气体应加热到30-40C ［国内是用干燥压缩空气做三乙胺载体，压缩空气和三乙胺混合后加热到70-90C］以保证胺气化，建议使用泵和计时器来控制胺
的供应。
气体的用量：1kg型砂大约需要1ml的胺（液体）。胺的用量为第一组分树脂的10%左右。DMEA 比TEA硬化速度快。通常用很短的吹气时间1-2S进行硬化，然后用较长时间（10-20S）吹气清除砂芯里残留的胺气。
［三乙胺密度（g/ml, 20°C）： 0.73。用量一般取：《］。
典型的吹气时间:
砂芯重量
吹气+净化总计时间
10kg
10S
50kg
30S
150kg
40S

铸造性能：
用于黑色金属铸件
不刷涂料表面质量和脱模性都很好。
高温强度低，但是加氧化铁可以提高。
易产生毛边和结疤
生成的光亮碳可使铸件表面生成皱皮或脉纹状缺陷。加入红色的氧化铁（0.25-2. 0或SLC （塞拉力昂精矿）就会减少这种缺陷。
［加氧化铁的效果不及专用抗脉纹剂，且加氧化铁导致砂芯强度下降大，兴业有专用的抗脉纹剂产品］
溃散性好
氮含量可使某些铸钢件产气愤孔缺陷。
用于铸铝件时：
表面质量和脱模性好
溃散性差：在低温受热时树脂进一步硬化。铝铸件应在4C进行加热以便于除芯。
没有氢的问题。
旧砂再生：湿型砂中掺入过多的冷芯盒残留芯砂可出现问题。冷芯盒砂芯和砂型假如没有氧化铁污染，可用热法再生。
环保：TEA，特别是DMEA 即使在3-6PPM就有有害的气味，尽管TLV （最大允许浓度）为25ppm，要比它高得多。需要使用密封良好的芯盒，良好的排气装置和废气净化器。砂芯必须净化否则砂芯在存放时会释放出胺气。
液态胺可燃：要像对待气油那样对待。空气/胺混合气容易爆炸。MDI （聚异氰酸脂）对呼吸道有刺激作用并也许导致哮喘病症，但是在常温下挥发性低，通常不会有问题。要避免皮肤同树脂或混好的型砂接触。
尽管有环保和其它问题，但是由于冷芯盒法制芯不久，制造的砂芯强度很大，所以它是大批量制芯中最广泛应用的一种气体硬化法。
采用合理的制造工艺和装置可以解决环保问题。
Foseco Foundrymans Handbook (1994)
三乙胺法冷芯盒树脂及固化剂均为易燃品，特别是酚醛树脂与聚
异氰酸脂的混合物特别易燃，必须在30°C以下贮存。
几种冷芯盒用固化剂在空气中允许的最大浓度
冷芯盒方法
固化剂
空气中允许最大浓度（% ）
脂硬化法
甲基甲酸
1*10-4
三乙胺法
三乙胺
10*10-4
SO2法
二氧化硫
2*10-4
《造型材料》手册

三乙胺工艺安全保证措施
三乙胺是一种碱性液体，它易燃易爆。如操作人员吸入过量的三乙胺蒸气会刺激人的上呼吸系统。它和皮肤长期接触，会烧伤皮肤。因此，对三乙胺应有一定的工艺安全保证措施。
三乙胺储藏室和中心发送站应具有良好的通风条件，电器设备应选用防爆电器元件；土建设计应考虑防爆设施；公用设计应设立给水点。灭火方法
•抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土
1、三乙胺输送管路应用法兰连接或直接焊接，材料为无缝钢管，阀门为胺气专用阀或不锈钢阀，防止三乙胺外溢。
2、三乙胺在发送，加热汽化，定置的工艺过程中，保护性惰性气体，必须总在液态三乙胺的上面。加热三乙胺总是间接的，切不可将电阻丝直接插入三乙胺中。用作三乙胺载体的干燥空气,只能接入三乙胺定置器，亦不可将压缩空气直接通入三乙胺储存罐中。
3、所有三乙胺储存罐都必须通过压力渗漏实验，装有安全保险装置，并得到国家压力容器检查所的认可。
4、三乙胺废气必须通过净化解决，方可排入大气。
三乙胺的贮存
盛放三乙胺的桶和容器必须用铁板或钢板制造。三乙胺保存于密封容器中时其贮存时间无限。严禁用铜及铜基合金容器盛放。
三乙胺的健康危害与防护
三乙胺蒸汽对眼睛、皮肤及呼吸道粘膜有刺激作用。若沾触迅速用大量水冲洗或用稀释的乙酸(2%)溶液中和。若吸入，把患者移至空气新鲜处。若呼吸困难，改用氧气呼吸。若吞入，必须喝3-4杯水或牛奶，且尽快医治。
三 乙 胺
TRIETHYLAMINE
分子式：C6H15N 结构式：（CH 3CH 2）3N 联合国编号：1296
危险性
•蒸气与空气混合有燃烧爆炸的危险
•与氧化剂发生剧烈反映
•蒸气能扩散至远处，遇明火引着回燃
•具腐蚀
•毒害
储运规定
•库房阴凉、通风、仓温＜3cr
•密封包装
•应与氧化剂、酸类分储
•仓库内照明等设施应防爆
•严禁使用易产生火花的工具
泄漏解决
•撤离现场无关人员
•切断火源
•戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服
•用大量水冲洗，洗水入废水解决系统
•大量泄漏，围堤收容解决，用泡沫覆盖
急救
•脱去污染衣着，用清水和肥皂水冲洗15分钟以上
•脱离污染环境至空气新鲜处
•误服后，喝蛋清或牛奶催吐
•就医
灭火方法
•抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土
执行标准：Q/JYB9-1998
危险性类别：GB3.2
包装类别：11