专利名称：利用环甲缩醛的用于制造型芯和铸模的基于聚氨酯的粘合剂体系、模制材料混合物和方法
利用环甲缩醛的用于制造型芯和铸模的基于聚氨酯的粘合剂体系、模制材料混合物和方法本发明涉及利用环甲缩醛的制造型芯和铸模的基于据丙胺的粘合剂体系，包含该粘合剂的模制材料混合物及利用该粘合剂制造铸模的方法。以“冷芯盒方法”或“阿什兰方法(Ashland method)”公知的型芯制造方法在铸造工业中具有重要意义。在此，为了接合耐火的模制基础材料使用双组分聚氨酯体系。多元醇组分由具有每个分子至少两个OH基团的多元醇制成，异氰酸酯组分由具有每个分子至少两个NCO基团的聚异氰酸酯制成。粘合剂体系的完全硬化借助于碱性催化剂来进行。在成型之前可以向粘合剂体系中添加液态的碱，以便两种组分发生反应(US3，676，392)。其他可能性在于，在成型之后通过模制材料粘合剂体系混合物导入气态的叔胺(US 3,409,579)。根据US 3，676，392和US 3，409，579使用酚醛树脂作为多元醇，通过酚与醛(优选甲缩醛)在液相中至约130°C的温度下、在存在催化量的金属离子的条件下获得所述酚醛树月旨。在US 3，485，797中详细描述这种酚醛树脂的制备。除了未取代的酚之外，能够使用取代的酚，优选邻甲酚和对壬基酚(例如参见US 4，590，229)。根据EP 0177871A2，能够使用借助具有一至八个碳原子的脂肪族一元醇基团改性的酚醛树脂作为其他反应组分。由于烷氧基化，粘合剂体系应具有增加的热稳定性。作为多元醇组分的溶剂，主要使用由高沸点的极性溶剂(例如酯和酮)和高沸点的芳香族烃组成的混合物。相比较而言，聚异氰酸酯优选溶解在高沸点的芳香族烃中。在EP 0771599 Al和WO 00/25957 Al中描述能够通过使用脂肪酸酯完全或至少
最大程度地弃用芳香族溶剂的配方。从US 4，051, 092已知聚氨酯体系，其中环氧树脂、聚酯树脂或水性酚醛树脂在具
有下式的溶剂的存在下与二异氰酸酯反应
权利要求
1.一种用于模制材料混合物的粘合剂，其包含: (A)至少一种酚醛树脂组分，作为具有酚醛树脂的多元醇组分，其中所述酚醛树脂能够从酚化合物与醛化合物的反应中获得， (B)至少一种异氰酸酯组分，其具有每个分子具有至少两个NCO基团的至少一种聚异氰酸酯，和 (C)至少一种溶剂组分，其除了可选的其他溶剂之外还具有一种环甲缩醛，可选地也作为组分㈧和/或⑶的一部分。
2.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述环甲缩醛具有下述式:
3.根据权利要求1或2所述的粘合剂，其中所述环甲缩醛选自以下组中的一种或更多种成员:1，3-丁二醇甲缩醛、1，4-丁二醇甲缩醛、甘油甲缩醛和5-乙基-5-羟甲基-1，3-二綠少兀0
4.根据权利要求1或2所述的粘合剂，其中所述环甲缩醛是5-乙基-5-羟甲基-1，3-二.。
5.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述聚异氰酸酯是芳香族聚异氰酸酯，尤其是聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯。
6.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述酚醛树脂能够通过酚化合物与醛化合物在弱酸性介质中利用过渡金属催化剂、尤其是锌催化剂的反应获得。
7.根据权利要求6所述的粘合剂，其中所述催化剂是锌化合物，尤其是二水合乙酸锌。
8.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述酚醛树脂是苄基醚树脂。
9.根据权利要求1或6所述的粘合剂，其中所述酚化合物选自以下组中的一种或更多种成员:苯酚、邻甲酚、对甲酚、双酚A或腰果酚。
10.根据权利要求1或6所述的粘合剂，其中所述醛化合物是下述式的醛:R-CHO， 其中R代表氢原子或具有优选I至8个、尤其优选I至3个碳原子的残基。
11.根据上述权利要求中一项或多项所述的粘合剂，其中所述粘合剂中包含如下所示的组分: (A)重量百分比为15%至35%、尤其20%至30%的酚醛树脂， (B)重量百分比为25%至45%、尤其35%至45%的聚异氰酸酯，和 (C)重量百分比为20%至60%、尤其25%至45%的溶剂。
12.根据上述权利要求中一项或多项所述的粘合剂，其中整个粘合剂包含重量百分比为0.25%至20%、优选0.5%至15%和尤其优选1%至10%的环甲缩醛。
13.根据上述权利要求中一项或多项所述的粘合剂，其中除了环乙缩醛之外，使用芳香族烃、酯、酮和/或软化剂作为溶剂组分。
14.一种模制材料混合物，其包含根据上述权利要求中一项或多项所述的粘合剂和耐火模制材料，其中所述模制材料包含二氧化硅或由二氧化硅制成，所述二氧化硅例如是石英矿砂、锆矿砂或铬矿砂、橄榄石、耐火粘土、铝土矿、硅酸铝空心球、玻璃珠、玻璃颗粒和/或合成的陶瓷模制基础材料形式的。
15.一种用于制造铸模件或型芯的方法，所述方法包括至少下列步骤: (a)将耐火材料与根据本发明的粘合剂体系以用于粘合的量相对于所述耐火材料的量的重量百分比的0.2%至5%，优选0.3%至4%，尤其优选0.4%至3%混合，以获得铸造混合物； (b)将所述铸造混合物引入模制工具中； (c)使所述铸造混合物在所述模制工具中硬化，以便获得自承的形式；和 (d)随后将已硬化的所述铸模件与工具分离，并可选地继续硬化，由此获得固态的、完全硬化的铸模件。
16.根据权利要求15的方法，其中为了完全硬化使用分别是气态的或作为气溶胶的二甲基乙胺、二甲基-η-丙胺、二甲基异丙胺、二甲基-η- 丁胺、三乙胺和/或三甲胺。
17.根据权利要求15的方法，其中为了完全硬化使用液态催化剂，例如苯基丙基吡啶。
全文摘要
本发明的主题是粘合剂体系，用于利用酚醛树脂、聚异氰酸酯和环甲缩醛制造基于聚氨酯的型芯和铸模。本发明还涉及一种用于制造包含该粘合剂的铸模件和模制材料混合物的方法。
文档编号B22C1/22GK103080179SQ201180037663
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月28日 优先权日2010年7月30日
发明者克里斯蒂安·普里贝, 迪特尔·科克 申请人:Ask 化学品股份有限公司