铸造业在机械工业中占据着重要地位，随着国家绿色环保生产的要求，防止铸造生产中产生的污染问题越来越紧迫，开发绿色环保的铸造粘结材料和工艺也越来越重要，因此，本文针对一种新型CO₂硬化酚醛树脂粘结剂及其硬化机理进行了研究。首先，对甲阶酚醛树脂合成的原理及影响因素进行理论分析，进行了合成工艺的优化研究，确定了最佳合成工艺：催化剂采用KOH，甲醛用量（nP/nF）为1/2.0，催化剂用量（nOH-/nP）为0.2/1，采取甲醛直接加入方式，缓慢升温到90℃，保温1小时，然后在85℃温度保温反应一定的时间，粘度控制在35s；其次，采用合成的甲阶酚醛树脂作为主体、水玻璃作为交联剂、碱作为分散剂、硅烷作为偶联剂建立了CO₂硬化酚醛树脂粘结剂系统，并对各组分的配比进行了试验研究。通过正交试验得出粘结剂最佳配比为：甲阶酚醛树脂占粘结剂总量49%，NaOH占粘结剂总量22%，水玻璃占粘结剂总量28%，硅烷占粘结剂总量为1.0%。针对粘结剂初强度低的不足，合成后期引入丙烯酸进行改性并可在混砂时添加适量Ca（OH）₂，初强度达到0.82MPa，终强度达到3.25MPa；再次，通过核磁共振波谱和红外光谱分析，分别对酚醛树脂本体的结构进行了测定和表征，并对粘结剂硬化机理进行了分析。其硬化机理为：在吹入CO₂后使粘接剂体系的PH值降低，硅酸盐的负离子与甲阶酚醛树脂的酚羟基之间交联，从而获取一定的初始强度；在后续的放置过程中，随着粘结剂体系的进一步失水、继续缩聚交联，从而获得更高的终强度；最后，对新型CO₂硬化酚醛树脂粘结剂工艺性能进行了试验测量，结果表明这种新型粘结剂发气量较低，溃散性较好。通过生产验证及经济性分析，表明这种新型粘结剂具备较高的实际应用价值。