用于减少砂附着物的试剂的制作方法

文档序号:33507445发布日期:2023-03-18 05:04阅读:256来源:国知局
用于减少砂附着物的试剂的制作方法

1.本发明涉及铸型材料混合物,其包含基于苄基醚型酚醛树脂、聚异氰酸酯的聚氨酯粘结剂并且还包含具有环氧基和羟基的聚丁二烯衍生物或者具有琥珀酸酐基的聚丁二烯衍生物。此外,本发明涉及一种异氰酸酯组分和基于酚醛树脂的聚氨酯粘结剂,并且涉及使用铸型材料混合物制得的型芯、铸造模具(铸造模具)或者冒口以及聚丁二烯衍生物作为脱模剂或者说用于减少砂附着物的试剂的应用。


背景技术:

2.在铸造行业中,按照pucb(pu-冷芯盒)方法和/或按照punb(pu-自硬)方法进行的型芯和模具的制造已经获得了重大的意义。在此,为了粘结耐火铸型基础材料,使用双组份聚氨酯体系。多元醇组分由每分子具有至少两个oh基团的多元醇组成,异氰酸酯组分由每分子具有至少两个nco基团的聚异氰酸酯组成。作为多元醇组分,主要使用苯酚甲醛树脂。在pucb方法中,借助于在铸型后气态地或者作为气溶胶被引导穿过铸型材料混合物的低沸叔胺(参见us 3409579),实现至少由铸型基础材料和粘结剂组成的混合物(也被简称为铸型材料混合物)的固化。这通常借助于其中定量加入了至少一种叔胺的载气实现,例如空气、氮气或者co2。在punb方法中,向铸型材料混合物中加入液态叔胺和/或金属化合物作为催化剂。
3.在ep 2310434 b1或者说us 9102778中提出了聚丁二烯和聚丁二烯衍生物作为用于酚醛树脂的改性剂。其在此主要发挥软化剂的作用。没有描述苄基醚树脂以及酚醛树脂与聚异氰酸酯进行反应以获得粘结剂。
4.us 4321186描述了铸造粘结剂,其包含高乙烯基含量的1,3-丁二烯衍生物,其中乙烯基含量大于40%并且分子量m为5000到50000g/mol。其与砂混合并且在部分提高的温度下,借助于催干剂和/或过氧化物氧化固化。没有添加酚醛树脂或者异氰酸酯。
5.根据wo 2018/177480 a1,已知了用于降低型芯盒中的模具和型芯的粘附趋势的、基于油膏的添加剂。在该文献中,关于发明的背景阐述了以下内容:对于硅酸钠结合的模具,已知为了改善铸造表面,要将有机添加剂添加至铸型材料混合物。作为合适的有机添加剂,在列举中还提到了聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯、烯烃如乙烯和/或丙烯与其它共聚单体如乙酸乙烯酯或苯乙烯和/或二烯单体如丁二烯的共聚物。还可以在wo 2014/059969 a2中找到相同的提示。然而,在当前发明的意义上并未对聚丁二烯进行衍生。
6.在jp 2003181594 a中介绍了一种作为尿烷结合的铸型材料成分的脱模剂。脱模剂是在聚丁二烯链的两端处具有醇基的改性聚丁二烯。特别说明了,这分别是酚羟基。作为粘结剂成分,提出了芳香族二异氰酸酯和酚醛树脂。通过首先在分子的两端或者一端处形成异氰酸酯基的情况下,使在分子两端处具有醇羟基的聚丁二烯与二异氰酸酯化合物发生反应,制得苯酚改性的聚丁二烯。随后,与在分子中具有两个或多个苯酚核的化合物发生反应。苯酚改性的聚丁二烯优选地具有500到10000g/mol的数值平均分子量。所使用的二异氰酸酯例如是二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、聚合mdi或者脂肪族聚异氰酸酯如六亚甲基二异
氰酸酯。具有两个或多个苯酚核的化合物的示例是:双酚如双酚f和双酚a;苯酚低聚物如三苯酚和四苯酚;线型、甲阶型酚醛树脂;以及苄基醚型酚醛树脂。这些可以单独地或者组合地使用。
7.发明目的
8.本发明的目的在于提供一种铸型材料混合物,其在型芯或者模具制造过程中减少特别是型芯盒内的砂附着物。铸型材料混合物或者说利用铸型材料混合物进行的模具或者型芯制造应引起更少的清洁花费并且由此更有成效,并且必要时还引起由此制得的模具和型芯的改善的表面。因此,目的在于找到良好的内部脱模剂。


技术实现要素:

9.该目的可以通过独立权利要求的主题得以实现。有利的改进方案是从属权利要求的主题或者在下文中进行描述。
10.根据本发明的铸型材料混合物至少包括:
11.a)耐火铸型基础材料,
12.b)粘结剂,其包括苄基醚型酚醛树脂和聚异氰酸酯或者说其转化产物,以及
13.c)具有环氧基和羟基的聚丁二烯衍生物或者
14.具有琥珀酸酐基的聚丁二烯衍生物。
15.因此,本发明的主题是使用聚丁二烯衍生物作为铸型材料混合物的一部分,铸型材料混合物包含苄基醚型酚醛树脂和聚异氰酸酯作为粘结剂。在下文中,具有环氧基和羟基的聚丁二烯衍生物或者具有琥珀酸酐基的聚丁二烯衍生物也仅简短地单个或者共同地被称为“聚丁二烯衍生物”。
16.此外,权利要求主题是包括至少两种相互独立存在的组分的粘结剂:
17.i)多元醇组分,包括:
[0018]-至少一种苄基醚型酚醛树脂,和
[0019]
ii)异氰酸酯组分,包括:
[0020]-至少一种聚异氰酸酯,其每个分子包括至少两个异氰酸酯基;
[0021]-至少一种具有环氧基和羟基的聚丁二烯衍生物或者具有琥珀酸酐基的聚丁二烯衍生物;和
[0022]-用于聚异氰酸酯和聚丁二烯衍生物的溶剂。
[0023]
因此,本发明的主题还是一种粘结剂,其除了粘结剂组分外,还包含聚丁二烯衍生物作为异氰酸酯组分的一部分。
[0024]
此外,权利要求主题是异氰酸酯组分,其包括:
[0025]-至少一种聚异氰酸酯,其每个分子包括至少两个异氰酸酯基;
[0026]-至少一种具有环氧基和羟基的聚丁二烯衍生物或者
[0027]
具有琥珀酸酐基的聚丁二烯衍生物;和
[0028]-用于聚异氰酸酯和聚丁二烯衍生物的溶剂。
[0029]
在聚丁二烯衍生物中,聚丁二烯形成主链,其中丁二烯单体单元可以顺式链接(1,4-构型)、反式链接(1,4-构型)和/或乙烯式链接(1,2-构型)。
[0030]
聚丁二烯衍生物具有例如500到50000g/mol,优选地750到40000g/mol,特别优选
地1000到20000g/mol,并且尤其优选地1200到10000g/mol的平均摩尔质量(数值平均数)。
[0031]
通过主链中双键的成比例转化,对聚丁二烯进行衍生:
[0032]-成比例双键的环氧化,以获得环氧基,或者
[0033]-将马来酸酐成比例地加成到聚丁二烯的双键上,以获得琥珀酸酐基。
[0034]
能够以迈克尔加成的形式:
[0035][0036]
和/或以根据双键异构化的狄尔斯-阿尔得反应的形式,实现马来酸酐的加成,其中在下文中,只显示了聚丁二烯主链的一个丁二烯单元(也被称为琥珀酸酐基):
[0037][0038]
对于每个聚丁二烯分子而言,除了未转化的聚丁二烯链的双键外,特别地以琥珀酸酐基的形式并且优选地通过迈克尔加成,在聚丁二烯链上加成例如1到3个马来酸酐分子。
[0039]
根据本发明的另一替代方案,聚丁二烯衍生物具有环氧基和羟基,特别是末端羟基。这种结构的示例是:
[0040][0041]
在异氰酸酯组分中,oh基团可以与聚异氰酸酯反应。然而,其根源通常在于,在无催化剂并且没有温度处理的情况下,oh基团不与聚异氰酸酯反应。
[0042]
环氧基(偶尔也被称为epoxy基团)优选地被加成至顺-1,4嵌入丁二烯基和/或反-1,4嵌入丁二烯基的双键。商业上,这种产品可从克雷威利(cray valley)处购得。聚丁二烯衍生物还可以被称为环氧化的聚丁二烯。
[0043]
聚丁二烯衍生物具有例如每个分子1.5到10个,优选地2到8个环氧基。因此,聚丁二烯的双键只按比例地发生转化。聚丁二烯形成主链。
[0044]
除此之外,还可以实施:
[0045]-聚异氰酸酯(例如tdi)到羟基上的加成,从而保有聚异氰酸酯的一个或者至少一个nco功能。
[0046]
优选地,聚丁二烯衍生物被溶解在溶剂中,特别地被溶解在异氰酸酯组分的溶剂中。
[0047]
此外,有可能将溶液或者乳浊液/分散体形式的聚丁二烯衍生物或者说纯聚丁二烯衍生物作为第三组分,单独地添加到铸型材料混合物中。如果将其用作溶液,则可以使用同样用于异氰酸酯组分的相同溶剂。在用作乳浊液/分散体时,可以添加乳化剂。
[0048]
能够以如下方式定义所使用的聚丁二烯衍生物的量:
[0049]
异氰酸酯组分中的聚丁二烯衍生物(只要在异氰酸酯组分中)的量优选地处于0.3到6.0重量%之间,尤其优选地处于0.5到4.0重量%之间,并且特别优选地处于0.6到3.5重量%之间。不太优选将聚丁二烯衍生物同时或者唯一地添加至多元醇组分。
[0050]
参照所使用的粘结剂(包括可能存在的溶剂),所使用的聚丁二烯衍生物的量优选地为0.15到3.0重量%,优选地为0.25到2.0重量%,并且特别优选地为0.3到1.75重量%。
[0051]
因此,根据所有实施方案,聚丁二烯衍生物关于铸型材料混合物的量优选地为0.0005到0.1重量%,尤其优选地为0.001到0.08重量%,并且特别优选地为0.001到0.06重量%。
[0052]
耐火铸型基础材料是具有高熔点(熔融温度)并且以颗粒形式存在的材料。耐火铸型基础材料的熔点高于600℃。耐火铸型基础材料优选地占铸型材料混合物的大于80重量%。耐火铸型基础材料的平均直径通常处于100μm至600μm之间。
具体实施方式
[0053]
所有常规使用的酚类化合物都适合于制备苄基醚型酚醛树脂。除了未被取代的苯酚外,还可以使用取代的苯酚或者其混合物。酚类化合物优选地或者在两个邻位中或者在一个邻位和对位中是未被取代的。剩余环碳原子可以是取代的。取代苯酚的示例为:烷基取代的、烷氧基取代的、芳基取代的以及芳氧基取代的苯酚。
[0054]
除了-ch
2-链接的苯酚单元外,苄基醚型酚醛树脂的基础结构必要地具有-ch
2-o-ch
2-链接的苯酚单元,并且可以示例性地(参考只与甲醛反应的产物)如下显示:
[0055][0056]
不同的单元呈现典型的统计学分布。在此,r1分别独立地(特别地独立于m和n)是氢或烃基,特别是烷基取代基或者-o-烃基取代基,其在相对于酚羟基的邻位、间位或对位中具有c1到c26,优选c1到c15(饱和或不饱和、直链或支链);m和n的总和至少为2,并且m/n的比例优选地至少为1;r独立地是氢、-ch2oh或-ch2o-r2,其中r2=一c1到c9碳氢化合物。余量r可以是直链的或者支链的、饱和或不饱和的。苄基醚型酚醛树脂中高达25mol%的-ch2oh-基团可以是醚化的。
[0057]
适合的酚类化合物的示例是:苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、3,5-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、3-乙基苯酚、3,5-二乙基苯酚、对丁基苯酚、3,5-二丁基苯酚、对戊基苯酚、环己基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚、二壬基苯酚、3,5-二环己基苯酚、对巴豆基苯酚、对苯基苯酚、3,5-二甲氧基苯酚、腰果酚、腰果二酚和对苯氧基苯酚。特别地,
除苯酚外,使用一种或更多种取代苯酚作为共聚单体。
[0058]
优选的多元酚类化合物具有2到4个酚羟基。适合的多元酚的具体示例是:邻苯二酚、间苯二酚、氢醌、邻苯三酚、间苯三酚、2,5-二甲基间苯二酚、4,5-二甲基间苯二酚、5-甲基间苯二酚或5-乙基间苯二酚。也可以将由不同的一元和多元和/或取代的和/或缩合的苯酚构成的混合物用于制备苄基醚树脂。
[0059]
尤其优选的是苯酚本身。更高度缩合的苯酚(例如双酚a)也是适合的。另外,具有多于一个酚羟基的多元酚也是适合的。
[0060]
作为醛,通常使用甲醛,或者以其水性形式,作为多聚甲醛或者三恶烷。除了甲醛外,下式的醛也额外地适合于作为另外的用于制备苄基醚型酚醛树脂的醛:
[0061]
r-cho,
[0062]
其中r是具有优选2到8个、尤其优选2或3个碳原子的碳原子残基。具体示例是乙醛、丙醛、糠醛和苯甲醛。
[0063]
适合于制备苄基醚型酚醛树脂的催化剂是金属的二价离子的盐,金属例如是mn、zn、cd、mg、co、ni、fe、pb、ca和ba,特别是zn盐。优选地,使用乙酸锌。参照酚类化合物和醛类化合物的总量,金属催化剂的典型量为0.02到0.3重量%,优选0.02到0.18重量%。
[0064]
为了获得苄基醚型酚醛树脂,优选地,参照酚类化合物的摩尔数,使用至少等摩尔数的醛类化合物。优选地,醛与酚的摩尔比为1.05:1.0到2.5:1,尤其优选1.1:1到2.2:1,特别优选1.2:1到2.0:1。
[0065]
苄基醚型酚醛树脂的制备根据本领域技术人员已知的方法来进行。在此,酚类化合物和醛类化合物在存在二价金属离子的条件下,在优选地低于130℃的温度下发生反应。所形成的水被蒸馏出。对此,可以向反应混合物添加适合的夹带剂,例如甲苯或二甲苯,或者在减压下执行蒸馏。
[0066]
例如在us 3485797和ep 1137500 b1中描述了苄基醚型酚醛树脂,就此,在苄基醚型酚醛树脂本身及其制备方面明确地参考这些专利的公开内容,并且就这一点而言,其公开内容也成为本技术的主题。
[0067]
特别地根据din 55672-1进行测量,苄基醚型酚醛树脂优选地具有600到1200g/mol,特别是600到1000g/mol的平均分子量(mw)。
[0068]
粘结剂体系的异氰酸酯组分包括脂肪族的、脂环族的或芳香族的、单体或聚合异氰酸酯,优选地平均每个分子具有2到5个异氰酸酯基。根据期望的特性,还可以使用异氰酸酯混合物。
[0069]
适合的异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯,例如六亚甲基二异氰酸酯;脂环族异氰酸酯,例如4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯及其二甲基衍生物。适合的芳香族异氰酸酯的示例是甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯和其甲基衍生物以及聚亚甲基聚苯基异氰酸酯。优选的异氰酸酯是芳香族异氰酸酯,特别优选是聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯,例如工业上的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯,即具有一定份额同分异构体和更高同系物的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0070]
异氰酸酯也可以通过如下方式衍生化:即二价异氰酸酯彼此反应,使得其异氰酸酯基的一部分衍生为缩二脲基、脲基甲酸酯基、脲二酮基或碳二亚胺基。例如感兴趣的是:
具有脲二酮基的二聚产物,例如mdi或tdi的二聚产物。然而,这种衍生化的异氰酸酯优选地只用作除上文中未衍生化的异氰酸酯外的成分。
[0071]
优选地,使用一定量的异氰酸酯,使得参照多元醇组分中或者苄基醚型酚醛树脂中游离羟基的数量,异氰酸酯基的数量占80至120%。
[0072]
根据一种实施方案,多元醇组分中高于50重量%、特别地高于80重量%、甚至所有多元醇都是苄基醚型酚醛树脂。
[0073]
异氰酸酯组分具有用于异氰酸酯组分的有机溶剂。例如,因此会需要溶剂,以便获得足够低粘度状态的粘结剂组分。聚丁二烯衍生物应均匀地溶解并稳定(例如防冻)地化入溶液。
[0074]
烷基芳烃是优选的,其中烷基是一个或更多个c1到c20烃残基。在此,例如以苯为前提,芳香环例如被一个或更多个烷基和/或烯基取代,其分别具有c1到c20,优选地c3到c16的链长。烷基或烯基残基可以是直链的或支链的。示例是溶剂石脑油,例如solvesso 100或solvesso 150nd。
[0075]
含烷烃/烯烃的溶剂,例如石蜡溶剂、溶剂油和石油蒸馏馏分同样适合于用作除上文中的烷基芳烃外的溶剂,特别地用作助溶剂。
[0076]
此外,优选地用作用于异氰酸酯组分的溶剂是脂肪酸酯,其得自饱和或不饱和、直链或支链c6到c32脂肪酸与直链或支链c1到c8单醇的反应。对此的示例是菜籽油脂肪酸甲酯、月桂酸异丙酯、月桂酸乙基己酯、豆蔻酸异丙酯和油酸丁酯。
[0077]
硅酸酯也适合于用作用于异氰酸酯组分的溶剂,特别是原硅酸的酯,其中相应的醇残基具有1到6个碳原子。硅酸酯的示例是单体或聚合的硅酸四乙酯。
[0078]
上文中提到的溶剂还可以用作异氰酸酯组分中相互间的混合物。
[0079]
优选地,参照异氰酸酯组分,以5到40重量%、尤其优选地10到35重量%并且特别优选地12到30重量%的量使用用于异氰酸酯组分的溶剂。
[0080]
优选地,95到60重量%、尤其优选地90到65重量%并且特别优选地88到70重量%的异氰酸酯组分是聚异氰酸酯。
[0081]
例如,上文中描述的烷基苯、脂肪酸酯或者硅酸酯适合于作为用于多元醇组分的有机溶剂。
[0082]
此外,可以使用富氧的极性有机溶剂。适合的主要是:二羧酸酯、乙二醇醚酯、乙二醇二酯、乙二醇二醚、环酮、环酯(内酯)、环状碳酸酯或硅酸酯或其混合物。优选地,使用二羧酸酯、环酮和环状碳酸酯。
[0083]
典型的二羧酸酯具有式r1o(o)c-r
2-c(o)or1,其中r1分别彼此独立地(特别地独立于第二r1)为具有1到12个、优选地1到6个碳原子的烷基,并且r2是具有1到7个碳原子的直链或支链烃基。示例是具有4到6个碳原子的羧酸的二甲基酯,其可例如以名称“二元酯”购自杜邦。
[0084]
典型的乙二醇醚酯是式r
3-o-r
4-o(o)cr5的化合物,其中r3为具有1到4个碳原子的烷基,r4是具有2到4个碳原子的烃基,并且r5是具有1到3个碳原子的烷基,例如乙二醇丁醚乙酸酯,优选的是乙二醇醚乙酸酯。
[0085]
典型的乙二醇二酯对应地具有通式r3c(o)o-r
4-o(o)cr5,其中r3到r5如上定义,并且分别彼此独立地选择残基(例如丙二醇二乙酸酯)。优选的是乙二醇二乙酸酯。乙二醇二
醚可以由式r
3-o-r
4-o-r5表征,其中r3到r5如上定义,并且分别彼此独立地选择残基(例如二丙二醇二甲醚)。
[0086]
典型的环酮、环酯和具有4到5个碳原子的环状碳酸酯同样是适合的(例如碳酸丙烯酯)。碳可以是分支地或未支化地链接的,并且以饱和或不饱和状态存在。
[0087]
优选地,参照多元醇组分,以10到70重量%、尤其优选地26到55重量%并且特别优选地41到50重量%的量使用溶剂。
[0088]
除了已经提及的成分之外,粘结剂体系可以包含其它添加剂,例如硅烷(例如根据ep 1137500 b1)、干性油(例如根据us 4268425)、络合剂(例如根据us 5447968)、流动促进剂如硅酮表面活性剂和用于延长加工时间的添加剂(例如根据us 4540724)或其混合物。
[0089]
此外,本发明涉及由铸型材料混合物在固化后制得的型芯、模具和冒口。本发明的主题还是型芯、模具和冒口用于金属铸件、特别是铁和铝铸件的应用。
[0090]
作为耐火铸型基础材料(以下也简称为铸型基础材料),可以使用对于铸造模具的制造而言常见且已知的材料及其混合物。适合的例如是石英砂、锆英砂、铬矿砂、橄榄石、蛭石、铝土矿、耐火粘土和所谓的人造铸型基础材料,即通过工业铸型方法成型为球形或近似球形(例如椭圆形)形状的铸型基础材料。对此的示例是玻璃珠、玻璃颗粒或人造的、球形的、陶瓷砂——所谓的但是还有但是还有或和空心微球,如其还可作为组分从飞灰中分离出来,例如硅酸铝空心球(所谓的微球)。上述耐火材料的混合物同样是可能的。
[0091]
参照所使用的耐火铸型基础材料,耐火铸型基础材料特别地包括高于20重量%的石英砂,尤其优选地高于40重量%,特别优选地高于60重量%的石英砂。
[0092]
耐火铸型基础材料理解为具有高熔点(熔融温度)的材料。优选地,耐火铸型基础材料的熔点高于600℃,优选地高于900℃,尤其优选地高于1200℃,并且特别优选地高于1500℃。
[0093]
耐火铸型基础材料优选地占铸型材料混合物的高于80重量%,特别地高于90重量%,尤其优选地高于95重量%。
[0094]
耐火铸型基础材料的平均直径通常处于100μm到600μm之间,优选地处于120μm到550μm之间,并且尤其优选地处于150μm到500μm之间。粒径例如能够通过根据din iso 3310的筛分法确定。尤其优选的是最大纵向延伸比最小纵向延伸(彼此成直角并且分别针对全部空间方向)为1:1到1:5或1:1到1:3的颗粒形状,即例如不是纤维状的颗粒形状。
[0095]
耐火铸型基础材料优选地具有松散的状态,特别地以便能够在常见的射芯机中加工根据本发明的铸型材料混合物。
[0096]
适合的催化剂是叔胺,其可以个别的或者组合地使用。另外,例如根据ep 2374320,有可能顺序地使用不同的叔胺。对于pucb方法,使用挥发性叔胺,例如三甲胺(“tma”,cas rn 75-50-3)、二甲基乙胺(“dmea”,cas 75-64-9)、二甲基异丙胺(“dmipa”、cas 996-35-0)、二甲基丙胺(“dmpa”、cas rn 926-63-6)和三乙胺(“tea”、cas rn 121-44-8)。
[0097]
对于punb方法,使用液态叔胺。这不仅包括室温(25℃)下为液态的叔胺,还包括在加热至例如40℃后变成液态或者被溶解在适合的溶剂中的叔胺。示例是:三(3-二甲胺基)丙胺、异喹啉、芳基吡啶如苯基吡啶、吡啶、吖啶、2-甲氧基吡啶、哒嗪、3-氯吡啶、喹啉、n-甲
基咪唑、n-乙基咪唑、4,4
’‑
二吡啶、4-苯丙基吡啶、1-甲基苯并咪唑、n-乙烯基咪唑和1,4-噻嗪。
[0098]
除此之外,本发明涉及一种用于制造铸造模具或型芯的方法,包括:
[0099]
(a)将耐火铸型基础材料与根据本发明的粘结剂(至少为苄基醚型酚醛树脂和异氰酸酯)混合,粘结剂参照耐火铸型基础材料的量具有0.2到15重量%、优选0.3到14重量%、尤其优选0.4到12重量%的约束性的量,并且稍后单独添加催化剂,以获得铸造模具或型芯;
[0100]
(b)将步骤(a)中获得的铸型材料混合物引入到铸型工具中;
[0101]
(c)添加稍后单独添加的催化剂,并且用根据本发明的催化剂,使铸型模具中的铸型材料混合物固化,以获得型芯或者铸造模具;并且
[0102]
(d)随后将型芯或铸造模具与工具分离并且必要时进一步固化。
[0103]
如果聚丁二烯衍生物没有与异氰酸酯组分(其由此包含溶剂)或者说没有与粘结剂一起添加,则其可以在粘结剂之前或之后添加到溶剂或者乳浊液/分散体中,否则,聚丁二烯衍生物是粘结剂或者说异氰酸酯组分的一部分。
[0104]
为了制备铸型材料混合物,首先可以合并粘结剂体系的组分,然后添加至耐火铸型基础材料。然而,同样可能的是,同时或者以任意顺序依次将粘结剂的组分添加至耐火铸型基础材料。
[0105]
为了实现铸型材料混合物的组分的均匀混合,可以使用常见的方法。必要时,铸型材料混合物可以额外地包含其它常规的成分,例如氧化铁、研磨的亚麻纤维、木粉颗粒、柏油和难熔金属。
[0106]
固化按照pucb方法或者按照punb方法进行,优选地,按照pucb方法进行固化。在pucb方法的情况下,为了固化,借助于惰性载气,将低沸叔胺气态地或者作为气溶胶引导穿过成型的铸型材料混合物。可以使用所有已知的冷芯盒胺催化剂。在punb方法的情况下,胺催化剂或者金属催化剂可以已经溶解在粘结剂体系中,或者作为单独的组分被混入耐火材料,其中添加量参照耐火材料中粘结剂的总含量为约0.1重量%到约5重量%。
[0107]
按照该方法制得的铸型体本身可以具有铸造领域中常见的任何形状。在一种优选实施方案中,铸型体以铸造模具、铸造型芯或者冒口的形式存在。它们的特点是高机械稳定性。
[0108]
本发明还涉及该铸型体用于金属铸件、特别是铁和铝铸件的应用。
[0109]
在下文中,根据优选实施方案或者说试验例,详细地阐述本发明,但本发明并不局限于此。
[0110]
实验部分
[0111]
所有数据均为重量%。
[0112]
所使用的材料:
[0113][0114][0115]
试验溶液的制备
[0116]
在合适的容器内,在室温下称重聚丁二烯衍生物,将其掺入示例a1-a15至b1-b14中提到的一种或者说多种溶剂并且通过晃动使其完全溶解。随后添加lupranat m 20s,并且通过晃动再次均匀混合该混合物。
[0117]
评估溶解度
[0118]
在制备后的30分钟内,视觉上评估无气泡的混合物。
[0119]
所有样品在-18℃下存放24小时。在将温度调节至室温后,再次评价外观。
[0120]
表1
[0121][0122][0123]
表1(续1)
[0124][0125]
表1(续2)
[0126][0127][0128]
表1(续3)
[0129][0130][0131]
表1(续4)
[0132][0133]
表1(续5)
[0134][0135][0136]
溶解度结果:
[0137]
表格示出了,相较于纯含羟基的聚丁二烯,具有环氧基和羟基的聚丁二烯衍生物或者具有琥珀酸酐基的聚丁二烯衍生物与异氰酸酯和非极性的溶剂结合表现出了明显改善的溶解度和低温稳定性。
[0138]
粘附趋势的测定
[0139]
在hobart混合器中,由石英砂h 32和对应的粘结剂组分制备铸型材料混合物。分别向其中均匀地搅拌混入两种组分1分钟。铸型材料混合物的组成参见表格。
[0140]
将铸型材料混合物转移到射芯机中,并且利用压缩空气以4巴的射压在射模中制造尺寸(l
×b×
h)为11cm
×
5cm
×
1.2cm的型芯。射模由钢构成,并在第一次使用前用丙酮脱脂,且不用外来的脱模剂进行处理。
[0141]
利用katalysator 706(1ml,在2巴冲洗压力下供气10秒),将射入模具中的型芯固化。在固化后,将型芯从模具中取出。用同一种砂混合物重复该过程总共10次,其间没有清洗金属模具或者没有用外部脱模剂对金属模具进行处理。在10次射芯过程之后,取出射模并机械地移除形成的砂附着物(直接在两个喷射喷嘴下方)并称重。以克为单位的砂附着物表示的砂附着量是测试的砂混合物粘附趋势的量度。
[0142]
此外,在测试中确定型芯的强度。
[0143]
表2——砂附着试验——异氰酸酯组分:
[0144][0145]
表2(续1)——砂附着试验——异氰酸酯组分:根据本发明
[0146][0147]
表3(续2)——砂附着试验——铸型材料混合物:
[0148][0149]
表3(续1)——砂附着试验——铸型材料混合物:
[0150][0151]
表3(续2)——砂附着试验——铸型材料混合物:
[0152][0153]
表3(续3)——砂附着试验——铸型材料混合物:
[0154][0155]
脱模效果:
[0156]
根据示例得知,具有环氧基或者琥珀酸酐基的聚丁二烯衍生物引起型芯盒中砂附着的减少。该效果取决于浓度(b1-b3)。有利地,聚丁二烯衍生物没有显著降低5秒后(即直
接在供气过程结束后)的强度。
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