铸型造型用固化剂组合物、其用途及其制造方法以及铸型的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种含有2,6-二羟基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物。在铸型造型用砂组合物中，优选组合使用铸型造型用粘结剂组合物和铸型造型用固化剂组合物，其中，所述铸型造型用粘结剂组合物除了含有酸固化性树脂以外，还含有选自5-羟甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1种以上的糠醛的5位经取代了的化合物，所述铸型造型用固化剂组合物含有2,6-二羟基苯甲酸。作为铸型造型用固化剂组合物，固化剂组合物中的2,6-二羟基苯甲酸的含量优选为10～80重量％。
【专利说明】铸型造型用固化剂组合物、其用途及其制造方法以及铸型 的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸型造型用固化剂组合物、使用其的铸型造型用砂组合物和铸型的制 造方法。
【背景技术】
[0002] 通常，酸固化性自固化性铸型通过以下方法制造，向硅砂等耐火性粒子添加含有 酸固化性树脂的铸型造型用粘结剂组合物和含有磺酸、硫酸、磷酸等的固化剂组合物，对其 进行混炼，然后将得到的混炼砂填充于木模等原模中，使酸固化性树脂固化进行制造。酸固 化性树脂可以使用呋喃树脂、酚醛树脂等，呋喃树脂可以使用糠醇、糠醇-尿素甲醛树脂、 糠醇-甲醛树脂、糠醇-苯酚-甲醛树脂、其它公知的改性呋喃树脂等。得到的铸型可以在 铸造机械铸件部件、建设机械部件或汽车用部件等铸件时使用。
[0003] 在使用所述的铸型的造型或铸型来铸造期望的铸件这一方面而言，作为重要的项 目可以列举改善铸造时的臭气。对于铸造时的臭气，主要可以列举源自固化剂成分的二氧 化硫气体，为了改善铸件工厂的操作环境，必须极力降低二氧化硫气体的产生量。
[0004] 作为用于解决上述问题的一个方法，考虑使固化剂组合物中的磺酸的含量降低， 但必须防止出现由此导致的铸型的固化速度降低。
[0005] 因此，为了降低磺酸的含量且不使铸型的固化速度降低，公开有作为磺酸与其它 不含硫的酸的混合物的固化剂组合物（专利文献1、专利文献2)。
[0006] 另外，为了抑制二氧化硫气体的产生，公开有含有氢氧化钙的粘结剂组合物（专 利文献3)。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特表2011-520615号公报 [0010] 专利文献2 :日本特开平11-90580号公报
[0011] 专利文献3 :日本特开2011-245487号公报
【发明内容】
[0012] 本发明涉及含有2, 6-二羟基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物、使用其的铸型 造型用砂组合物和铸型的制造方法。
[0013] 但是，对于专利文献1和2的固化剂组合物、专利文献3的粘结剂组合物而言，虽 然可在铸造时降低二氧化硫气体的产生量，但是要求进一步改善。
[0014] 本发明提供能够提高固化速度和铸型强度且极力降低铸造时的二氧化硫气体的 产生量的铸型造型用固化剂组合物、以及使用其的铸型造型用砂组合物。
[0015] 本发明的铸型造型用固化剂组合物是含有2, 6-二羟基苯甲酸的铸型造型用固化 剂组合物。
[0016] 本发明的铸型造型用砂组合物是含有：耐火性粒状材料、含有酸固化性树脂的铸 型造型用粘结剂组合物和含有2, 6-二羟基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物的铸型造型 用砂组合物。
[0017] 本发明的铸型的制造方法包括：将耐火性粒状材料、含有酸固化性树脂的铸型造 型用粘结剂组合物和含有2, 6-二羟基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物进行混合，从而 得到铸型造型用砂组合物的混合工序；以及将所述铸型造型用砂组合物固化的固化工序。
[0018] 根据本发明的铸型造型用固化剂组合物，能够提高固化速度和铸型强度且极力降 低铸造时的二氧化硫气体的产生量。其结果，操作环境变得良好，未引起气体缺陷而铸件品 质也变得良好。
[0019] [铸型造型用固化剂组合物]
[0020] 本发明的铸型造型用固化剂组合物（以下简称为"固化剂组合物"）是被用作制造 铸型时的固化剂的组合物，是含有2, 6-二羟基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物。本发明 的固化剂组合物不含磺酸、硫酸，即使含有的情况下也是微小的量，可以体现铸型强度，能 够极力降低铸造时的二氧化硫气体的产生量。发挥这一效果的理由尚不明确，但考虑如下。
[0021] 2, 6-二羟基苯甲酸的pKa低，因此作为酸的催化性能高，并且具有2处与酸固化性 树脂的反应位点。因此推测：其能够与通常的固化剂同样地作为酸催化剂发挥作用，并且通 过进一步与酸固化性树脂反应而有助于铸型强度的体现，能够不使用磺酸、硫酸等强酸而 使铸型固化。
[0022] 以下，对本发明的固化剂组合物中含有的成分进行说明。
[0023] 本发明的固化剂组合物含有2, 6-二羟基苯甲酸、并使铸型造型用粘结剂组合物 固化。为了提高固化速度和铸型强度，固化剂组合物中的2, 6-二羟基苯甲酸的含量优选为 10?80重量％，更优选为20?70重量％，进一步优选为30?60重量％。
[0024] 从提高最终的铸型强度和固化速度的观点出发，本发明的固化剂组合物优选为用 于使铸型造形用粘结剂组合物中含有的酸固化性树脂固化的酸固化性树脂用固化剂组合 物。
[0025] 在本发明的固化剂组合物中，作为固化剂也可以含有2, 6-二羟基苯甲酸以外的 固化剂，例如二甲苯磺酸（特别是间二甲苯磺酸）和甲苯磺酸（特别是对甲苯磺酸）等磺 酸系化合物、磷酸系化合物、硫酸等。但是，使用含有磺酸、硫酸等含硫的酸的固化剂组合物 的情况下，由于铸造时产生二氧化硫气体，因此固化剂组合物中的含硫的酸的含量优选为 30重量％以下，更优选为10重量％以下，进一步优选为5重量％以下，更进一步优选为1重 量％以下，优选固化剂组合物不含有含硫的酸，仅含有2, 6-二羟基苯甲酸作为固化剂。在 此情况下，能够使铸造时的二氧化硫气体的产生量为零。
[0026] 以均匀地添加于铸件砂中并与树脂组合物均匀地混合为目的，本发明的固化剂组 合物可以含有选自水、醇类、醚醇类和酯类中的1种以上的溶剂。在这些之中，从实现提高 铸型的固化速度、提高铸型强度的观点出发，优选为醇类、醚醇类，更优选为碳数1?3的醇 类。作为醇类，具体是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇，优选为甲醇、乙醇，更优选为甲醇。本发明的 固化剂组合物也可以含有水，若含有上述溶剂则能够降低固化剂中的水分量，因此使铸型 的固化速度变得更加良好，并且使铸型强度进一步得到提高。从提高铸型强度以及对固化 剂组合物的溶解性的观点出发，固化剂组合物中的所述溶剂的含量优选为20?90重量％， 更优选为30?80重量％，进一步优选为40?70重量％。另外，从降低固化剂的粘度的观 点出发，优选为甲醇、乙醇，更优选为甲醇。
[0027] 此外，也可以不含上述溶剂而作为固体添加于铸型中。
[0028] 本发明的固化剂组合物优选能够通过将2, 6-二羟基苯甲酸溶解于碳数1?3的 醇的方法制造。将2, 6-二羟基苯甲酸溶解于碳数1?3的醇时，根据需要，可以在40? 50°C加热溶解。
[0029] 〔铸型造型用砂组合物〕
[0030] 本发明的铸型造型用砂组合物含有：耐火性粒状材料、含有酸固化性树脂的铸型 造型用粘结剂组合物和含有2, 6-二羟基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物。
[0031] <铸型造型用粘结剂组合物>
[0032] 铸型造型用粘结剂组合物（以下，简称为"粘结剂组合物"）用作制造铸型时的粘 结剂，是含有酸固化性树脂的铸型造型用粘结剂组合物。
[0033] 粘结剂组合物还含有选自5-羟甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1种以上的糠 醛的5位经取代了的化合物时，固化速度和铸型强度得到提高，因此优选。从提高铸型强度 的观点出发，粘结剂组合物中的糠醛的5位经取代了的化合物的含量优选为5重量％以上， 更优选为20重量％以上。从提高铸型强度的观点出发，粘结剂组合物中的糠醛的5位经取 代了的化合物的含量优选为80重量％以下，更优选为60重量％以下，进一步优选为40重 量％以下。综上所述，为了提高铸型强度，粘结剂组合物中的糠醛的5位经取代了的化合物 的含量优选为5?80重量％，更优选为5?60重量％，进一步优选为20?40重量％。从 提高固化速度的观点出发，粘结剂组合物中的糠醛的5位经取代了的化合物的含量优选为 20重量％以上，更优选为30重量％以上。从提高固化速度的观点出发，粘结剂组合物中的 糠醛的5位经取代了的化合物的含量优选为80重量％以下，更优选为60重量％以下，进一 步优选为50重量％以下。综上所述，为了提高固化速度，粘结剂组合物中的糠醛的5位经 取代了的化合物的含量优选为20?80重量％，更优选为20?60重量％，进一步优选为 30?50重量％。
[0034] 从提高固化速度和提高铸型强度的观点出发，粘结剂组合物优选含有其中的 5_羟甲基糠醛。从提高铸型强度的观点出发，粘结剂组合物中的5-羟甲基糠醛的含量优 选为5重量％以上，更优选为20重量％以上。从提高铸型强度的观点出发，粘结剂组合物 中的5-羟甲基糠醛的含量优选为80重量％以下，更优选为60重量％以下，进一步优选为 40重量％以下。综上所述，为了提高铸型强度，粘结剂组合物中的5-羟甲基糠醛的含量优 选为5?80重量％，更优选为5?60重量％，进一步优选为20?40重量％。从提高固化 速度的观点出发，粘结剂组合物中的5-羟甲基糠醛的含量优选为20重量％以上，更优选为 30重量％以上。从提高固化速度的观点出发，粘结剂组合物中的5-羟甲基糠醛的含量优选 为80重量％以下，更优选为60重量％以下，进一步优选为50重量％以下。综上所述，为了 提高固化速度，粘结剂组合物中的5-羟甲基糠醛的含量优选为20?80重量％，更优选为 20?60重量％，进一步优选为30?50重量％。
[0035] 作为粘结剂组合物所含有的酸固化性树脂，可以使用以往公知的树脂，例如可以 使用包含选自糠醇、糠醇缩合物、酚醛树脂、尿素改性呋喃树脂、三聚氰胺与醛类的缩合物 以及尿素与醛类的缩合物中的1种的树脂、或包含选自上述的2种以上的混合物的树脂。另 夕卜，也可以使用包含选自上述的2种以上的共缩合物的树脂。从提高铸型强度和提高固化 速度的观点出发，酸固化性树脂优选为糠醇、糠醇缩合物、酚醛树脂、尿素改性呋喃树脂。 [0036] 从提高得到的铸件品质和提高固化速度的观点出发，粘结剂组合物中的氮含量优 选为0. 5?4重量％。为了将粘结剂组合物中的氮含量调整到上述范围内，调整粘结剂组 合物中的含氮化合物的含量即可。作为含氮化合物，可以列举尿素改性呋喃树脂、尿素-醛 缩合物。
[0037] 从提高固化速度、提高铸型强度的观点出发，在本发明的粘结剂组合物中还可以 含有固化促进剂。需要说明的是，固化促进剂除了包含在粘结剂组合物中以外，也可以另行 添加于铸型用组合物中。从提高固化速度、提高铸型强度的观点出发，作为固化促进剂，优 选为选自下述通式（1)所表示的化合物（以下称为固化促进剂（1))、多元酚类和芳香族二 醛中的1种以上。
[0038] [化学式1]
[0039]
【权利要求】
1. 一种铸型造型用固化剂组合物，其含有2, 6-二羟基苯甲酸。
2. 根据权利要求1所述的铸型造型用固化剂组合物，其中，固化剂组合物中的所述 2, 6-二羟基苯甲酸的含量为10?80重量％。
3. -种铸型造型用砂组合物，其含有： 耐火性粒状材料、含有酸固化性树脂的铸型造型用粘结剂组合物和权利要求1或2所 述的铸型造型用固化剂组合物。
4. 根据权利要求3所述的铸型造型用砂组合物，其中， 相对于所述耐火性粒状材料100重量份，含有所述铸型造型用粘结剂组合物〇. 5?3. 0 重量份以及所述铸型造型用固化剂组合物〇. 07?2. 0重量份。
5. 根据权利要求3或4所述的铸型造型用砂组合物，其中， 相对于所述铸型造型用粘结剂组合物1. 〇重量份，所述2, 6-二羟基苯甲酸的含量为 0. 1?0. 8重量份。
6. 根据权利要求3?5中任一项所述的铸型造型用砂组合物，其中，所述铸型造型用粘 结剂组合物还含有选自5-羟甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1种以上的糠醛的5位经 取代了的化合物。
7. 根据权利要求6所述的铸型造型用砂组合物，其中， 粘结剂组合物中的所述糠醛的5位经取代了的化合物的含量为5?80重量％。
8. 根据权利要求3?7中任一项所述的铸型造型用砂组合物，其中，所述酸固化性树脂 为选自糠醇、糠醇缩合物、酚醛树脂和尿素改性呋喃树脂中的1种以上。
9. 根据权利要求3?8中任一项所述的铸型造型用砂组合物，其中，粘结剂组合物中的 氮含量为〇. 5?4重量％。
10. -种铸型的制造方法，其包括： 将耐火性粒状材料、含有酸固化性树脂的铸型造型用粘结剂组合物和含有2, 6-二羟 基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物进行混合，从而得到铸型造型用砂组合物的混合工 序；以及 将所述铸型造型用砂组合物固化的固化工序。
11. 根据权利要求10所述的铸型的制造方法，其中，固化剂组合物中的所述2, 6-二羟 基苯甲酸的含量为10?80重量％。
12. 根据权利要求10或11所述的铸型的制造方法，其中， 相对于所述耐火性粒状材料100重量份，添加所述铸型造型用粘结剂组合物〇. 5?3. 0 重量份以及所述铸型造型用固化剂组合物〇. 07?2. 0重量份。
13. 根据权利要求10?12中任一项所述的铸型的制造方法，其中， 相对于所述铸型造型用粘结剂组合物1. 〇重量份，所述2, 6-二羟基苯甲酸的含量为 0. 1?0. 8重量份。
14. 根据权利要求10?13中任一项所述的铸型的制造方法，其中， 所述铸型造型用粘结剂组合物还含有选自5-羟甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1 种以上的糠醛的5位经取代了的化合物。
15. 根据权利要求14所述的铸型的制造方法，其中，粘结剂组合物中的所述糠醛的5位 经取代了的化合物的含量为5?80重量％。
16. 根据权利要求10?15中任一项所述的铸型的制造方法，其中，所述混合工序包 括： 将所述耐火性粒状材料与含有所述2, 6-二羟基苯甲酸的所述铸型造型用固化剂组合 物进行混合的第一混合工序；以及 在所述第一混合工序后得到的混合物中混合所述铸型造型用粘结剂组合物的第二混 合工序。
17. -种含有2, 6-二羟基苯甲酸的组合物作为铸型造型用固化剂的用途。
18. -种含有耐火性粒状材料、铸型造型用粘结剂组合物和铸型造型用固化剂组合物 的组合物作为铸型造型用砂的用途，其中，所述铸型造型用粘结剂组合物含有酸固化性树 月旨，所述铸型造型用固化剂组合物含有2, 6-二羟甲基糠醛。
19. 根据权利要求18所述的组合物作为铸型造型用砂的用途，其中， 所述铸型造型用粘结剂组合物还含有选自5-羟甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1 种以上的化合物。
20. -种铸型造型用固化剂组合物的制造方法，其包括：将所述2, 6-二羟基苯甲酸溶 解于碳数1?3的醇中的溶解工序。
21. -种铸型造型用砂组合物的制造方法，其包括： 将耐火性粒状材料、含有酸固化性树脂的铸型造型用粘结剂组合物和含有2, 6-二羟 基苯甲酸的铸型造型用固化剂组合物进行混合的混合工序。
22. 根据权利要求21所述的铸型造型用砂组合物的制造方法，其包括： 将所述耐火性粒状材料与含有所述2, 6-二羟基苯甲酸的所述铸型造型用固化剂组合 物进行混合的第一混合工序；以及 在所述第一混合工序后得到的混合物中混合所述铸型造型用粘结剂组合物的第二混 合工序。
【文档编号】B22C1/22GK104245183SQ201380021106
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月14日 优先权日:2012年4月27日
【发明者】情家崇志, 松尾俊树 申请人:花王株式会社