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覆膜砂中酚醛树脂替代品的研究是当前铸造材料领域的重要课题，旨在降低生产成本的同时保持或提升材料性能。以下是该研究方向的关键要点及潜在解决方案：
一、酚醛树脂的局限性
成本问题：石油基原料价格波动大，树脂占覆膜砂总成本30%-50%。
环保问题：高温固化释放甲醛、苯酚等有害气体。
性能瓶颈：高温强度不足（600℃以上易分解）。
二、替代粘结剂的候选材料
1.生物基粘结剂
来源：木质素（造纸黑液提取物）、淀粉、单宁（植物提取物）。
优势：可再生、低毒性、成本低廉（木质素价格仅为酚醛树脂的1/3）。
挑战：需化学改性（如羟甲基化）提高耐温性，目前高温强度（800℃）较酚醛树脂低15%-20%。
2.无机粘结剂
硅酸盐改性：水玻璃（Na₂SiO₃）复合纳米SiO₂，通过溶胶-凝胶法增强粘结力。
磷酸盐：铝磷酸盐在1000℃下强度可达3.5-4.0MPa，但吸湿性问题需通过表面疏水涂层解决。
地质聚合物：偏高岭土基粘结剂，固化后耐温达1200℃，但溃散性较差。
3.合成树脂替代品
聚苯并噁嗪：开环聚合后形成类酚醛结构，热分解温度提升至350℃（传统树脂约280℃），但成本较高。
环氧-酸酐体系：通过紫外光固化降低能耗，适用于精密铸造，但需解决储存稳定性。
短期内，生物基-酚醛杂化树脂和改性硅酸盐粘结剂是最具产业化潜力的替代方案；长期需突破生物材料耐高温改性和无机粘结剂溃散性控制等核心技术。建议优先布局木质素提取纯化、纳米掺杂工艺等关键技术专利。
济南市历城区高科铸造材料厂
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