树脂作为一种铸造时造型制芯的粘结剂,具有强度高,尺寸精度高、硬化速度快、生产效率高、劳动强度低等特点,目前在我国铸造工艺生产中应用非常广泛。但是随着工业化的发展,以及环保的日益严格,铸造工业中酚醛树脂的烟气量大、刺激性气味过多等环境因素越来越制约着树脂砂工业的发展。本文是接受企业委托,对传统酚醛树脂的工艺条件、促进剂、原料配比、偶联剂种类与加入量的改性研究以及开发新型环保高强度、低氮、低烟气量铸造用树脂。针对传统酚醛树脂,本文探讨了酚醛摩尔比、固化温度、固化剂加入量、游离酚含量、乌洛托品加入量、偶联剂种类及加入量、硬脂酸钙加入量和促进剂加入量对酚醛树脂的聚合速度和酚醛树脂抗拉强度的影响。结果表明酚醛摩尔比在可以合成热塑性酚醛树脂的前提下,随着树脂酚醛摩尔比的增大树脂的聚合速度加快,抗拉强度增加,最佳酚醛摩尔比为0.73;固化剂乌洛托品的加入量为10%时,树脂的聚合速度,抗拉强度最佳;固化温度升高可以提高聚合速度,最佳固化温度为150℃;固化剂加入量增大也可以加快酚醛树脂的聚合速度,最佳加入量为10%;树脂中存在一定的苯酚可以增加树脂聚合速度以及抗拉强度,综合考虑酚含量最佳范围为2.5%;四种促进剂己二酸、柠檬酸、丁二酸、二甲基咪唑均可以不同程度的加快酚醛树脂的聚合速度,其中二甲基咪唑对树脂的促进作用最好;偶联剂加入量增大也可以加快酚醛树脂的抗拉强度,其中以KH-550最好,最佳加入量为0.2%;硬质酸钙加入量增大对树脂抗拉强度影响明显,最佳加入量为0.4%。设计开发了新型树脂工艺,其原料配比为:苯酚加入量为甲醛的80%,糠醇加入量为甲醛加入量的1.3倍。具体合成工艺:第一步碱性反应过程中,加热温度为90℃,反应时间为30min,反应pH值为7.5;第二步,酸性反应过程中,加热温度为105℃,酸性反应时间60min,酸性反应pH值为4,脱水量占固体甲醛加入量的55%。新型树脂的性能:发烟量为12.04ml/g,热态抗拉强度1.4MPa,常温抗拉强度2.3MPa,游离甲醛的含量为0.40%,树脂中氮含量为3.2%。山梨醇、丙三醇、乙醇皆可以替代糠醇作为原料加入。从树脂质量稳定考虑,山梨醇作为替代物最佳,替代量为10%;从树脂生产稳定性上考虑,丙三醇作为替代物最佳,替代量为10%;从工业成本上考虑,乙醇作为替代物最佳,替代量为5%。