BR112021001060A2 - uso de uma composição, processo para a produção de uma composição, composição para produzir um revestimento em um corpo principal de um molde, molde ou núcleo para fundição de metal, processo para a produção de um molde ou núcleo para fundição de metal, uso de um composto e kit para a produção de um molde ou núcleo para fundição de metal - Google Patents
uso de uma composição, processo para a produção de uma composição, composição para produzir um revestimento em um corpo principal de um molde, molde ou núcleo para fundição de metal, processo para a produção de um molde ou núcleo para fundição de metal, uso de um composto e kit para a produção de um molde ou núcleo para fundição de metal Download PDFInfo
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Abstract
USO DE UMA COMPOSIÇÃO, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO, COMPOSIÇÃO PARA PRODUZIR UM REVESTIMENTO EM UM CORPO PRINCIPAL DE UM MOLDE, MOLDE OU NÚCLEO PARA FUNDIÇÃO DE METAL, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM MOLDE OU NÚCLEO PARA FUNDIÇÃO DE METAL, USO DE UM COMPOSTO E KIT PARA A PRODUÇÃO DE UM MOLDE OU NÚCLEO PARA FUNDIÇÃO DE METAL.
Descreve-se o uso de uma composição contendo um ou mais sequestradores de formaldeído para a produção de um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição.
Description
[0001] Descreve-se o uso de compostos específicos como eliminadores de formaldeído em um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fusão de metal na operação de fundição e o uso de uma composição contendo um ou mais destes compostos para a produção de um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição. Também são descritos moldes e núcleos correspondentes e a sua produção.
[0002] Os moldes e núcleos para fundição de metal são produzidos moldando uma mistura de material de moldagem compreendendo um material de base de molde (por exemplo, areia) e um aglutinante, e depois curando a mistura de material de moldagem moldada. Isso frequentemente envolve o uso de aglutinantes orgânicos que emitem formaldeído quando aquecidos, por exemplo, poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com um poliisocianato, ou resinas de condensação de formaldeído, por exemplo, resinas de condensação de formaldeído do grupo que consiste em resinas de fenol-formaldeído, resinas de furano-formaldeído,
resinas de ureia-formaldeído, resinas de melamina- formaldeído.
[0003] Os moldes são negativos; eles contêm a cavidade a ser fundida, o que resulta na fundição a ser fabricada. Os contornos internos de uma peça fundida podem ser formados por núcleos. Na produção do molde, por meio de um modelo da peça fundida a ser fabricada, é possível modelar a cavidade no material de moldagem. Os núcleos são geralmente moldados em uma caixa de núcleo.
[0004] Normalmente, na produção de moldes e núcleos para fundição de metal moldando uma mistura de material de moldagem (como descrito acima) e, em seguida, curando a mistura de material de moldagem moldada, um corpo principal do molde ou núcleo é formado primeiro, já apresentando os contornos do molde necessário ou do núcleo necessário. Especialmente no caso de fundição de aço e ferro, um revestimento é tipicamente produzido no corpo principal assim formado, com o revestimento formando uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição. Esses revestimentos são normalmente referidos como revestimentos refratários. No contexto do presente pedido, o termo "molde" ou "núcleo" refere-se, em cada caso, à totalidade do corpo principal do molde ou núcleo e ao revestimento disposto neste corpo principal (revestimento refratário). Este revestimento atua como uma interface e/ou camada de barreira entre o corpo principal do núcleo ou molde e o metal fundido e serve, inter alia, para a supressão controlada de mecanismos de formação de defeitos de fundição na interface entre o metal e o núcleo/molde ou para utilização de efeitos metalúrgicos. Em geral, os revestimentos refratários na tecnologia de fundição devem cumprir as seguintes funções em particular, que são conhecidas pelos versados na técnica: - melhorar a suavidade da superfície de fundição e/ou - evitar reações químicas entre os constituintes da mistura do material de moldagem e o metal fundido, facilitando assim a separação entre o molde/núcleo e a fundição e/ou - evitar defeitos superficiais na peça fundida, por exemplo, bolhas de gás, penetrações, nervuras das folhas e/ou crostas.
[0005] As composições prontas usadas para o revestimento dos corpos principais dos moldes e núcleos são tipicamente suspensões de grãos finos, materiais inorgânicos refratários a altamente refratários (refratários) em um líquido transportador (por exemplo, água, alcanóis ou misturas dos mesmos), onde mais constituintes podem ser suspensos ou dissolvidos no líquido transportador. A composição de revestimento refratário é aplicada ao corpo principal de maneira adequada e, em seguida, o líquido transportador é removido por secagem, formando um revestimento no corpo principal. A secagem é tipicamente efetuada a uma temperatura acima de 40°C, de preferência na gama de 50°C a 200°C. Nessas temperaturas, os corpos principais dos moldes ou núcleos emitem quantidades significativas de formaldeído. Essas emissões constituem uma poluição considerável do local de trabalho.
[0006] O documento DE 10 2008 025 311 A1 divulga um molde de fundição para fundição de metal, em que uma camada de um material que absorve poluentes é disposta em pelo menos seções de áreas de saída de gás do molde de fundição. As áreas de saída de gás são entendidas como as áreas do molde de fundição através das quais os componentes gasosos podem escapar do molde de fundição durante a operação de fundição. A área de saída do gás pode corresponder a toda a superfície externa do molde de fundição. Alternativamente, é possível que apenas uma parte da superfície externa do molde de fundição seja utilizada para a liberação de componentes gasosos. Por exemplo, no caso de fundição de metal em caixa, uma caixa é utilizada para a construção do molde de fundição, que cobre a parte inferior e as faces laterais do molde de fundição. Nesse caso, essencialmente, apenas a face superior do molde de fundição está disponível para a liberação de componentes gasosos. Uma superfície externa do molde de fundição é entendida como significando que as superfícies através das quais gases formados na operação de fundição podem deixar o molde de fundição. Esta superfície externa é visível quando o molde de fundição é visto de fora e não entra em contato com o metal líquido na operação de fundição. Em contraste, uma superfície interna é entendida como significando, por exemplo, a superfície da cavidade do molde cercada pelo molde de vazamento.
[0007] Materiais que se ligam ao formaldeído por reações químicas para dar produtos de reação não voláteis não são divulgados em DE 10 2008 025 311 A1.
[0008] O documento EP 0 012 169 A1 divulga um aglomerado ou painel de fibra ligado predominantemente com resinas amínicas, caracterizado pelo fato de que parte da área do painel, de preferência a camada intermediária, contém pelo menos parcialmente um aglutinante que não faz parte do grupo das resinas amínicas e tolera simultaneamente a introdução de substâncias reativas ao formaldeído em quantidades específicas que reagem com o formaldeído sob a ação da umidade e/ou do calor ou liberam substâncias que podem, por sua vez, ligar-se ao o formaldeído.
[0009] Um dos objetivos da presente invenção é reduzir as emissões de formaldeído que surgem na secagem do revestimento refratário de moldes ou núcleos que liberam formaldeído quando aquecidos.
[0010] Em um primeiro aspecto da invenção, este objeto é alcançado pelo uso de uma composição que compreende (a) partículas de um ou mais refratários (b) um ou mais compostos selecionados do grupo que consiste em - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos - novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas
[0011] Em que a massa total dos compostos (b) pode corresponder a entre 0,1% em peso e 10% em peso, de preferência de 0,1% em peso a 5% em peso, com base na massa total das partículas (a) dos refratários, (c) opcionalmente, um líquido transportador selecionado do grupo que consiste em água, alcanóis e suas misturas,
[0012] para a produção de um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição. De preferência, o revestimento não forma apenas a superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição, mas adicionalmente se estende por outras regiões do molde ou núcleo. O revestimento se estende preferencialmente por mais de 50% ou mais, ainda mais preferencialmente por mais de 70% ou mais, mais preferencialmente por mais de 80% ou mais, especialmente de preferência por mais de 90% ou mais, em particular por mais de 95% ou mais, da superfície do molde ou núcleo. Mais preferencialmente, o revestimento estende-se por toda a superfície do molde ou núcleo.
[0013] O corpo principal do molde ou núcleo aqui é tipicamente formado a partir de uma mistura de material de moldagem que foi ligada com um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido, em que o aglutinante é preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em: - poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com um poliisocianato - resinas de condensação de formaldeído, preferencialmente selecionadas do grupo que consiste em resinas de fenol- formaldeído, resinas de furano-formaldeído, resinas de ureia- formaldeído, resinas de melamina-formaldeído.
[0014] Mais preferencialmente, o corpo principal do molde ou núcleo foi formado a partir de uma mistura de material de moldagem que foi ligada com um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido, em que o aglutinante é selecionado a partir do grupo que consiste em: - poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com poliisocianato - resinas de fenol-formaldeído e - resinas de furano-formaldeído.
[0015] O aglutinante está presente na forma curada no corpo principal do molde ou núcleo.
[0016] Foi descoberto que, surpreendentemente, no caso de moldes e núcleos que emitem formaldeído quando aquecidos, a quantidade de formaldeído liberada para o meio ambiente no decurso da secagem do revestimento refratário é nitidamente reduzida quando o revestimento refratário é produzido usando a composição supracitada. Presume-se atualmente que os compostos (b) são capazes de se ligar ao formaldeído por reações químicas que formam produtos de reação não voláteis, de modo que menos formaldeído escapa do núcleo ou molde para o ambiente. Portanto, os compostos (b) são referidos aqui como sequestradores de formaldeído.
[0017] Bem como a capacidade de ligar irreversivelmente um produto de reação não volátil ao formaldeído, uma série de outros critérios devem ser observados na seleção dos compostos (b). Por exemplo, o próprio composto (b) não deve ser volátil e não deve se decompor nas temperaturas nas quais os núcleos e moldes são secos. A temperatura de decomposição deve, portanto, ser superior à temperatura na qual os moldes e núcleos são secos (50°C a 200°C, de preferência 100°C a 180°C). Portanto, é dada preferência aos compostos (b) que são sólidos ou líquidos de alto ponto de ebulição com baixa pressão de vapor. Além disso, o composto (b) deve ser solúvel em uma quantidade suficiente no líquido transportador (c).
[0018] Além disso, o composto (b) deve, na medida do possível, não ser tóxico, não requerer nenhuma proteção ocupacional ou precauções de segurança específicas e estar disponível no mercado de forma confiável em condições aceitáveis.
[0019] Os compostos (b) são preferencialmente selecionados a partir do grupo que consiste em ésteres dialquílicos de ácido malônico (especialmente malonato dietílico), resorcinol, pirogalol, floroglucinol, glicina, melamina, ureia, carbono- hidrazida, taninos que são solúveis no líquido transportador (c) e ligninas que são solúveis no líquido transportador (c). É dada preferência particular a ligninas, melamina, glicina e resorcinol.
[0020] Novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol-formaldeído são igualmente sequestradores de formaldeído, mas o seu uso geralmente não é preferido. Novolacas de fenol-formaldeído ou novolacas de resorcinol- formaldeído não são preferencialmente usados na forma de aerogéis.
[0021] Na composição para uso de acordo com a invenção, a massa total dos compostos (b) é de 0,1% em peso a 10% em peso, de preferência 0,1% em peso a 9% em peso, ainda preferencialmente 0,1% em peso a 8% em peso, ainda preferencialmente 0,1% em peso a 7% em peso, ainda mais preferencialmente 0,1% em peso a 6% em peso, mais preferencialmente de 0,1% em peso 5% em peso, com base na massa total das partículas (a) dos refratários. No caso de uma quantidade menor de compostos (b), nenhuma redução significativa nas emissões de formaldeído seria alcançada.
Uma quantidade maior de compostos (b) pode afetar a qualidade do revestimento produzido.
[0022] De acordo com o entendimento típico do especialista na técnica (cf. DIN 51060: 2000-06), "refratário" se refere a massas, materiais e minerais que podem, pelo menos brevemente, resistir ao estresse térmico na fundição ou solidificação de uma fusão de ferro, geralmente ferro fundido. “Altamente refratário" refere-se a massas, materiais e minerais que podem suportar brevemente o calor da fundição de uma fusão de aço. As temperaturas que podem ocorrer na fundição de aço fundido são geralmente mais altas do que as temperaturas que podem ocorrer na fundição de ferro ou fundição de ferro fundido. Massas, materiais e minerais refratários (refratários) e massas, materiais e minerais altamente refratários são conhecidos pelo especialista na técnica, por exemplo, em DIN 51060:2000-06. Salvo indicação em contrário, os refratários pulverulentos têm então um tamanho médio de grão (de preferência medido por meio de dispersão de luz conforme ISO 13320: 2009-10) na faixa de 0,1 a 500 µm, de preferência na faixa de 1 a 200 µm. Os refratários adequados são especialmente aqueles materiais que têm pontos de fusão pelo menos 200°C acima da temperatura do metal fundido usado no respectivo caso e/ou não entram em qualquer reação com o metal fundido.
[0023] O termo "refratário" (a), conforme usado aqui, também inclui substâncias altamente refratárias.
[0024] Os refratários (a) são selecionados a partir daqueles refratários que são tipicamente usados em revestimentos refratários, por exemplo refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita.
[0025] Os refratários (a) preferencialmente compreendem um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita.
[0026] Os refratários (a) mais preferencialmente compreendem (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita; e (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e os zeólitos.
[0027] Os silicatos em camadas expansíveis também atuam como aditivos de reologia (espessante inorgânico). Os silicatos em camadas dilatáveis são preferencialmente selecionados do grupo de esmectitas, hectoritas, saponitas, não tronitas, vermiculitas e montmorilonitas.
[0028] Os zeólitos podem ser zeólitos naturais ou sintéticos.
[0029] A proporção de massa dos refratários (i) para os refratários (ii) está preferencialmente na faixa de 20:1 a 5:1, mais preferencialmente 15:1 a 7:1.
[0030] Por exemplo, os refratários (a) compreendem (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita; e (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis.
[0031] Por exemplo, os refratários (a) compreendem (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita; e (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos zeólitos.
[0032] Os refratários (a) mais preferencialmente compreendem (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita; e (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e um ou mais refratários selecionados a partir do grupo dos zeólitos.
[0033] Verificou-se que, surpreendentemente, as composições em que os refratários (a), bem como um ou mais refratários
(i) conforme definido acima, também incluem um ou mais refratários (ii) selecionados do grupo de silicatos em camadas expansíveis e os zeólitas, em que os silicatos em camadas expansíveis são preferencialmente selecionados do grupo das esmectitas, hectoritas, saponitas, não tronitas, vermiculitas e montmorilonitas, atingem uma redução particularmente significativa nas emissões de formaldeído. Isso não era esperado, uma vez que tudo o que foi descrito até agora para alguns representantes dos refratários acima mencionados (ii) era uma função de aditivo de reologia.
[0034] Em casos específicos, ou sob condições experimentais particulares, é ainda possível com uma composição de revestimento refratário contendo uma combinação dos refratários acima mencionados (i) e (ii) e nenhum composto (b) conforme definido acima para atingir uma redução significativa nas emissões de formaldeído; ver os exemplos comparativos nos quais uma composição de revestimento refratário comparativa foi usada, que contém uma combinação dos refratários mencionados acima (i) e (ii) e nenhum composto (b) como definido acima. A proporção de massa dos refratários (i) para os refratários (ii) está preferencialmente na faixa de 20:1 a 5:1, mais preferencialmente 15:1 a 7:1.
[0035] Descreve-se aqui também o uso de uma composição que compreende (a) partículas de um ou mais refratários, onde os refratários (a) compreendem: (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio,
olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita; e (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e os zeólitos (c) opcionalmente, um líquido transportador selecionado do grupo que consiste em água, alcanóis e suas misturas,
[0036] para a produção de um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição.
[0037] O líquido transportador (c) serve apenas como veículo para a aplicação das substâncias suspensas e dissolvidas nele ao corpo principal do núcleo ou molde, removido no decurso da secagem. O líquido transportador está na forma líquida sob condições padrão (20°C e 1013,25 hPa) e é evaporável sob pressão padrão (1013,25 hPa) em temperaturas na faixa de 50°C a 200°C. O veículo líquido (c) é preferencialmente selecionado do grupo que consiste em água, metanol, etanol e isopropanol.
[0038] As composições para a produção de revestimentos refratários frequentemente contêm outros constituintes, como (d) agentes umectantes, (e) aditivos de reologia, (f) aglutinantes, (g) auxiliares de suspensão (h) biocidas.
[0039] Os agentes umectantes (d), aditivos de reologia (e), aglutinantes (f), auxiliares de suspensão (g) e biocidas (h)
adequados e a sua função e efeito são conhecidos pelo especialista na técnica.
[0040] Os agentes umectantes (d) usados são de preferência tensoativos aniônicos, catiônicos e não iônicos. Os agentes umectantes (d) são preferencialmente selecionados do grupo que consiste no grupo de tensoativos, mais preferencialmente de alcinodióis e seus derivados.
[0041] Os aditivos de reologia usados são, por exemplo, espessantes orgânicos. Estes são preferencialmente selecionados do grupo que consiste em polissacarídeos, proteínas e éteres de celulose. Também é possível usar espessantes inorgânicos do grupo que compreende minerais de argila dilatáveis, por exemplo, silicatos de banda, como paligorsquitas (atapulgitas) e sílicas fumadas. Os silicatos e zeólitos em folha expansíveis mencionados acima também atuam como espessantes inorgânicos. Esses espessantes inorgânicos, no entanto, são refratários e, portanto, são atribuídos ao constituinte (a) em relação aos valores de concentração.
[0042] Os aglutinantes (f) usados são aglutinantes que autopolimerizam ao ar ou secam mediante a remoção do líquido transportador (c). Os aglutinantes preferidos (f) são selecionados do grupo dos álcoois polivinílicos, poliacrilatos, polivinilacetatos, copolímeros dos polímeros supramencionados, resinas naturais, dextrinas, amidos e péptidos.
[0043] Os auxiliares de suspensão (g) são preferencialmente selecionados do grupo que consiste em sais de metais do grupo que consiste em metais alcalinos, metais alcalino-terrosos, ferro e alumínio que são solúveis no líquido transportador
(c) e suas misturas.
[0044] As composições para serem usadas de acordo com a invenção, como descrito acima, incluem composições de revestimento refratário prontas para uso e precursores para a formação de composições de revestimento refratário prontas para uso. As composições de revestimento refratário prontas para usar têm um teor suficientemente alto de líquido transportador que podem ser aplicadas diretamente ao corpo principal para formar um revestimento. Em uma composição de revestimento refratário pronta para usar, a massa do líquido transportador (c) é de preferência de 60% em peso a 80% em peso, com base na massa total da composição. Os precursores para a produção de uma composição de revestimento refratário pronta para uso não contêm nenhum líquido transportador (c) (mistura sólida) ou contêm uma quantidade distintamente menor de líquido transportador (c) em comparação com a composição de revestimento refratário pronta para uso (concentrado). Nos concentrados, a massa total do líquido transportador (c) tem entre 40% em peso e 65% em peso, de preferência de 40% em peso a 59% em peso, em cada caso com base na massa total da composição.
[0045] Uma composição de revestimento refratário pronta para usar é obtida suspendendo a mistura sólida em um transportador líquido (c) (com dissolução dos constituintes da mistura sólida que são solúveis no transportador líquido (c) ou diluindo o concentrado com um transportador líquido (c). O concentrado é tipicamente diluído usando um líquido transportador (c) tendo a mesma composição do líquido transportador (c) do concentrado. Uma composição de revestimento refratário pronta para uso é, portanto,
produzida por um processo que compreende as etapas de - produzir ou fornecer uma mistura sólida ou concentrado conforme definido acima - adicionar líquido transportador (c) selecionado do grupo que consiste em água, alcanóis e suas misturas, em que a quantidade de líquido transportador (c) adicionada resulta em uma composição na qual a quantidade total do líquido transportador (c) é de 60% em peso a 80% em peso, com base na massa total da composição resultante.
[0046] As observações acima relacionadas aos constituintes adequados e preferidos (a) - (h) são aplicáveis tanto em relação a concentrados como em relação a composições de revestimento refratário prontas para uso. No que diz respeito às misturas sólidas, as observações anteriores relativas a refratários adequados e preferidos (a) e as observações anteriores relativas aos constituintes adequados e preferidos (b) e (d) - (h) são aplicáveis, na medida em que forem sólidos.
[0047] Um segundo aspecto da presente invenção se refere a uma composição para a produção de um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição. Uma composição da invenção compreende (a) partículas de um ou mais refratários (b) um ou mais compostos selecionados do grupo que consiste em - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos
- novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas em que, a massa total dos compostos (b) é de 0,1% em peso a 10% em peso, de preferência 0,1% em peso a 9% em peso, ainda preferencialmente 0,1% em peso a 8% em peso, ainda preferencialmente 0,1% em peso a 7% em peso, ainda mais preferencialmente 0,1% em peso a 6% em peso, mais preferencialmente de 0,1% em peso a 5% em peso, com base na massa total das partículas (a) dos refratários, (c) um líquido transportador selecionado do grupo que consiste em água, alcanóis e suas misturas, em que a massa total do líquido transportador (c) é de 40% em peso a 80% em peso, com base na massa total da composição.
[0048] No que diz respeito à seleção dos refratários (a), compostos (b), líquidos transportadores (c) e outros constituintes (d) e (h), conforme definido acima, o mesmo se aplica conforme estabelecido acima em relação ao primeiro aspecto da invenção. É dada preferência a composições em que os constituintes (a) - (h) são selecionados a partir dos constituintes (a) - (h) identificados como preferidos em relação ao primeiro aspecto da invenção acima.
[0049] As composições da invenção incluem composições de revestimento refratário prontas para uso (como descrito acima no contexto do primeiro aspecto da invenção) e concentrados
(como descrito acima no contexto do primeiro aspecto da invenção) para a formação de composições de revestimento refratário prontas para usar.
[0050] Um outro aspecto da presente invenção refere-se a um molde ou núcleo para fundição de metal. Um núcleo ou molde da invenção compreende: - um corpo principal que emite formaldeído quando aquecido, - e um revestimento disposto no corpo principal, que forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição, em que o revestimento compreende: (a) partículas de um ou mais refratários (b) um ou mais compostos selecionados do grupo que consiste em - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos - novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas e/ou produtos de reação dos mesmos com formaldeído, em que, a massa total dos compostos livres (b) e compostos ligados nos produtos de reação com formaldeído no revestimento é de 0,1% em peso a 10% em peso, de preferência 0,1% em peso a 9% em peso, ainda preferencialmente 0,1% em peso a 8% em peso, ainda preferencialmente 0,1% em peso a 7%
em peso, ainda mais preferencialmente 0,1% em peso a 6% em peso, mais preferencialmente de 0,1% em peso a 5% em peso, com base na massa total das partículas (a) dos refratários.
[0051] Um molde ou núcleo da invenção compreende um corpo principal e um revestimento disposto no referido corpo principal que inclui os constituintes não voláteis da composição para uso de acordo com a invenção no primeiro aspecto da invenção. No que diz respeito à seleção dos refratários (a) e compostos (b), conforme definido acima, o mesmo se aplica conforme estabelecido acima em relação ao primeiro aspecto da invenção. É dada preferência a moldes e núcleos com um revestimento conforme definido acima, em que os refratários (a) e os compostos (b) são selecionados a partir dos constituintes (a) e (b) identificados acima como sendo preferidos para o primeiro aspecto da invenção.
[0052] Esse revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição. O revestimento tem preferencialmente uma espessura na gama de 0,05 mm a 0,6 mm, mais preferencialmente 0,05 a 0,4 mm.
[0053] De preferência, o revestimento não forma apenas a superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição, mas adicionalmente se estende por outras regiões do molde ou núcleo. O revestimento se estende preferencialmente por mais de 50% ou mais, ainda mais preferencialmente por mais de 70% ou mais, mais preferencialmente por mais de 80% ou mais, especialmente de preferência por mais de 90% ou mais, em particular por mais de 95% ou mais, da superfície do molde ou núcleo. Mais preferencialmente, o revestimento estende-se por toda a superfície do molde ou núcleo.
[0054] O corpo principal do molde ou núcleo da invenção emite formaldeído quando aquecido. Pelo menos uma proporção perceptível do formaldeído emitido pelo corpo principal é aglutinada pelos compostos (b) presentes no revestimento para formar produtos de reação não voláteis. Portanto, o revestimento contém os compostos (b) (especialmente antes da secagem) e/ou produtos de reação dos mesmos com formaldeído (que se formam durante a secagem).
[0055] O corpo principal do molde ou núcleo é tipicamente formado a partir de uma mistura de material de moldagem que foi ligada com um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido. O aglutinante está presente na forma curada no corpo principal do molde ou núcleo. No que diz respeito à seleção dos aglutinantes, o mesmo se aplica conforme estabelecido acima em relação ao primeiro aspecto da invenção. É dada preferência aglutinantes que são selecionados a partir dos aglutinantes identificados acima como preferidos em relação ao primeiro aspecto da invenção. De preferência, o aglutinante faz parte do gripo que consiste em - poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com poliisocianato - resinas de fenol-formaldeído e - resinas de furano-formaldeído.
[0056] Um quarto aspecto da presente invenção refere-se a um processo para produzir um molde ou núcleo da invenção para fundição de metal. O processo compreende as etapas de - produzir ou fornecer o corpo principal - produzir ou fornecer uma composição de revestimento refratário pronta para uso, conforme definido acima - aplicar a composição de revestimento refratário pronta para uso ao corpo principal e, em seguida, secar, de modo que um revestimento seja produzido no corpo principal, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição.
[0057] No processo da invenção, um revestimento contendo os constituintes não voláteis da composição para uso de acordo com a invenção no primeiro aspecto da invenção é produzido no corpo principal do molde ou núcleo. Esse revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição.
[0058] De preferência, o revestimento não forma apenas a superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição, mas adicionalmente se estende por outras regiões do molde ou núcleo. O revestimento se estende preferencialmente por mais de 50% ou mais, ainda mais preferencialmente por mais de 70% ou mais, mais preferencialmente por mais de 80% ou mais, especialmente de preferência por mais de 90% ou mais, em particular por mais de 95% ou mais, da superfície do molde ou núcleo. Mais preferencialmente, o revestimento estende-se por toda a superfície do molde ou núcleo.
[0059] A produção do corpo principal do molde ou núcleo normalmente compreende as seguintes etapas: - produzir ou fornecer uma mistura de material de moldagem compreendendo um ou mais materiais de base de molde e um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido, - moldar a mistura do material de moldagem
- curar o ligante na mistura de material de moldagem moldada para formar o corpo principal do molde ou núcleo.
[0060] As misturas de material de moldagem, métodos de moldagem e métodos de cura correspondentes são conhecidos do especialista na técnica.
[0061] O aglutinante da mistura do material de moldagem, de preferência, faz parte do gripo que consiste em - sistemas de dois componentes compreendendo uma resina de fenol-formaldeído e um poliisocianato para formar um poliuretano - resinas de condensação de formaldeído, preferencialmente selecionadas do grupo que consiste em resinas de fenol- formaldeído, resinas de furano-formaldeído, resinas de ureia- formaldeído, resinas de melamina-formaldeído.
[0062] De preferência, o aglutinante faz parte do gripo que consiste em - poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com poliisocianato - resinas de fenol-formaldeído e - resinas de furano-formaldeído.
[0063] É dada preferência a um processo da invenção em que o corpo principal do núcleo ou molde é produzido pelo processo de caixa fria. O processo de caixa fria é conhecido pelo especialista na técnica. Nesse processo, usa-se um sistema de dois componentes compreendendo uma resina de fenol- formaldeído e um poliisocianato como aglutinante. Os componentes do aglutinante só entram em contato uns com os outros no decurso da produção da mistura do material de moldagem e formam um poliuretano na mistura do material de moldagem moldado. O aglutinante na mistura de material de moldagem moldado é curado pelo contato da mistura de material de moldagem moldada com uma amina terciária gasosa ou uma mistura de duas ou mais aminas terciárias gasosas.
[0064] A composição de revestimento refratário pronta para uso usada no processo da invenção é preferencialmente selecionada a partir das composições de revestimento refratário prontas para uso contendo os constituintes (a) - (c) que são preferidos no primeiro aspecto da invenção e opcionalmente, os constituintes (d) - (h) que são preferidos no primeiro aspecto da invenção.
[0065] A composição de revestimento refratário pronta para usar é aplicada ao corpo principal tipicamente por um processo selecionado do grupo que consiste em pulverização, imersão, revestimento de fluxo e pintura, de preferência imersão, uma vez que este processo é particularmente adequado para formar um revestimento que se estende por toda a superfície do molde ou núcleo ou pelo menos uma grande parte de toda a superfície do molde ou núcleo.
[0066] A composição de revestimento refratário aplicada é seca a temperaturas de 40°C ou mais, preferencialmente a uma temperatura na faixa de 50°C a 200°C, preferencialmente de 100°C a 180°C.
[0067] O corpo principal do molde ou núcleo emite formaldeído durante a secagem. Pelo menos uma proporção perceptível do formaldeído emitido pelo corpo principal é aglutinada pelos compostos (b) presentes no revestimento para formar produtos de reação não voláteis, de modo que haja uma redução perceptível na quantidade de formaldeído liberado para o meio ambiente durante a secagem do molde ou núcleo.
[0068] Um quinto aspecto da invenção se refere ao uso de um composto (b) selecionado a partir do grupo que consiste em - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos - novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas
[0069] Como sequestrador de formaldeído em um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição, ou em uma composição para a produção de tal revestimento (composição de revestimento refratário pronta para uso como descrito acima no contexto do primeiro aspecto da invenção) ou para a produção de tal composição.
[0070] De preferência, o revestimento não forma apenas a superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição, mas adicionalmente se estende por outras regiões do molde ou núcleo. O revestimento se estende preferencialmente por mais de 50% ou mais, ainda mais preferencialmente por mais de 70% ou mais, mais preferencialmente por mais de 80% ou mais, especialmente de preferência por mais de 90% ou mais, em particular por mais de 95% ou mais, da superfície do molde ou núcleo. Mais preferencialmente, o revestimento estende-se por toda a superfície do molde ou núcleo.
[0071] Um sequestrador de formaldeído é entendido como um composto químico capaz de reagir com o formaldeído para gerar um produto de reação não volátil, reduzindo assim a emissão de formaldeído para o meio ambiente.
[0072] No que diz respeito à seleção dos compostos (b), conforme definido acima, o mesmo se aplica conforme estabelecido acima em relação ao primeiro aspecto da invenção. É dada preferência compostos (b) que são selecionados a partir dos compostos (b) identificados acima como preferidos em relação ao primeiro aspecto da invenção.
[0073] No caso de uso de compostos (b) no quinto aspecto da invenção, é preferível que o revestimento ou composição para a produção de tal revestimento compreenda ainda (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita (ii) opcionalmente um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e os zeólitos.
[0074] No que diz respeito à seleção dos refratários (i) e (ii), o mesmo se aplica conforme estabelecido acima em relação ao primeiro aspecto da invenção.
[0075] Um sexto aspecto da invenção refere-se a um kit para a produção de um molde ou núcleo para fundição de metal de acordo com o terceiro aspecto da invenção como definido acima. Um kit da invenção compreende (A) uma composição conforme descrito acima para o primeiro aspecto da invenção, onde a composição é de preferência uma mistura sólida conforme descrito acima no contexto do primeiro aspecto da invenção ou um concentrado conforme descrito acima no contexto do primeiro aspecto da invenção, (B) um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido,
[0076] em que os constituintes (A) e (B) são separados um do outro no kit.
[0077] Dentro do kit da invenção, não há possibilidade de contato dos constituintes do componente (A) com os constituintes do componente (B), por exemplo o componente (A) por um lado e o componente (B) por outro lado são cada um fornecido em um recipiente separado, ou o componente (A) por um lado e o componente (B) por outro lado, são cada um fornecido em uma câmara separada de um recipiente.
[0078] No kit da invenção, a composição (A) é preferencialmente selecionada a partir das misturas sólidas e concentrados que contêm os constituintes (a) e (b) e opcionalmente (c) - (h) que são preferidos no primeiro aspecto da invenção.
[0079] No kit da invenção, o aglutinante (B), de preferência, faz parte do gripo que consiste em - sistemas de dois componentes compreendendo uma resina de fenol-formaldeído e um poliisocianato para formar um poliuretano - resinas de condensação de formaldeído, preferencialmente selecionadas do grupo que consiste em resinas de fenol- formaldeído, resinas de furano-formaldeído, resinas de ureia- formaldeído, resinas de melamina-formaldeído.
[0080] De preferência, o aglutinante faz parte do gripo que consiste em
- poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com poliisocianato - resinas de fenol-formaldeído e - resinas de furano-formaldeído.
[0081] A invenção é elucidada a seguir por exemplos práticos. Exemplos de trabalho
[0082] Uma mistura de material de moldagem compreendendo areia H32 como material de base do molde e um sistema aglutinante de dois componentes habitual para a produção do núcleo, compreendendo uma resina de fenol-formaldeído e um poliisocianato para a formação de um poliuretano, foi usada da maneira habitual, por meio de uma máquina de disparo de núcleos, para moldar corpos principais para núcleos de disco de freio, e estes foram curados da maneira usual por aspersão com amina terciária (processo de caixa fria). Posteriormente, um revestimento é produzido nos corpos de núcleo principais, assim produzidos pela aplicação de uma composição inventiva (composição de revestimento refratário inventiva) ou uma composição comparativa (composição de revestimento refratário comparativa) que não contém nenhum dos compostos (b) para uso de acordo com a invenção. Esse revestimento forma a superfície do núcleo que entra em contato com o fundido de metal na operação de fundição. Posteriormente, os núcleos foram secos em cabine de secagem (Memmert UFP 700). Durante a secagem, em determinados momentos, amostras foram retiradas do ar do forno por meio de uma sonda e o teor de formaldeído foi determinado por um método interno (ver detalhes abaixo). Para efeito de comparação, núcleos produzidos da mesma forma sem revestimento (núcleos comparativos sem revestimento refratário) foram secos na cabine de secagem, e a quantidade de formaldeído emitida foi medida da mesma maneira.
[0083] Em uma primeira série de testes, o efeito da temperatura de secagem nas emissões de formaldeído de núcleos comparativos sem revestimento refratário foi examinado. A mistura de material de moldagem usada para produzir os núcleos para esta série de testes continha 0,8% em peso de resina de fenol-formaldeído e 0,8% em peso de poliisocianato.
[0084] Durante a secagem, em determinados momentos, amostras foram retiradas do ar do forno e o teor de formaldeído foi determinado. Para este propósito, durante o período desde o início da secagem até o primeiro tempo de medição (1 min) e de um tempo de medição até o próximo tempo de medição em cada caso (tempo de secagem 5, 10, 15, 20, 25 e 30 min), por meio de uma bomba Xact 5000 (Dräger), 1,5 l de ar foi aspirado por meio de uma sonda do forno para um tubo detector rápido (Dräger) de formaldeído (0,2 a 5 ppm), e a concentração de formaldeído foi apurada.
[0085] O teor de formaldeído (em ppm) determinado em momentos específicos durante a secagem é relatado na tabela a seguir: Teor de formaldeído [ppm] após x [min] Temperatu- ra do for- 1 minu- 5 mi- 10 15 25 30 20 mi- no [°C] minu- minu- minu- minu- to nutos nutos tos tos tos tos 180°C 1,5 2,5 3,0 5,0 5,0 4,0 3,0 150°C 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 100°C 0,0 0,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
[0086] Esta série de testes mostra que a quantidade de formaldeído emitida aumenta com o aumento da temperatura de secagem (figura 1).
[0087] Em uma segunda série de testes, a influência da composição do revestimento refratário (núcleo E1 com composição de revestimento refratário inventiva e núcleo V2 com composição de revestimento refratário comparativa) nas emissões de formaldeído durante a secagem (30 minutos a 180°C) foi examinada. A mistura de material de moldagem usada para produzir os núcleos para esta série de testes continha 0,8% em peso de resina de fenol-formaldeído e 0,8% em peso de poliisocianato, com base, em cada caso, na massa do material de base do molde (areia H32). A composição de revestimento refratário da invenção continha resorcinol como composto (b). Para comparação, um núcleo comparativo V1 sem revestimento refratário foi seco nas mesmas condições.
[0088] A composição de revestimento refratário comparativa é a seguinte: Constituinte Proporção [% em peso] Refratários (i) 30,8 no total (silicatos de alumínio (não dilatáveis), grafite e óxido de ferro) Refratários (ii) 3,7 (silicatos em camadas contendo esmectita dilatáveis) Líquido transportador (c) 64 Agentes umactantes (d), aglutinantes (f), 1,5 no total auxiliares de suspensão (g) e biocidas (h)
[0089] A composição de revestimento refratário da invenção foi produzida pela adição de 3 partes em peso de resorcinol a 100 partes em peso do revestimento refratário comparativo.
[0090] O teor de formaldeído (em ppm) determinado conforme descrito acima em momentos específicos durante a secagem é relatado na tabela a seguir:
Teor de formaldeído [ppm] após x [min] Teste 5 10 15 20 25 30 1 minuto minutos minutos minutos minutos minutos minutos V1 2,5 5,0 6,0 5,0 4,0 4,0 4,0 V2 0,5 1,5 3,0 3,0 3,0 3,0 2,0 E1 0,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,2
[0091] Na secagem do núcleo comparativo V2 com o revestimento formado a partir do revestimento refratário não inventivo, a quantidade de formaldeído emitida já é menor do que na secagem do núcleo comparativo V1 sem revestimento refratário. Na secagem do núcleo da invenção E1 (com o revestimento formado a partir da composição de revestimento refratária da invenção), no entanto, a quantidade de formaldeído emitida é muito mais baixa novamente (figura 2).
[0092] Numa terceira série de testes, foi examinada a influência da quantidade de resorcinol como composto (b) para uso de acordo com a invenção nas emissões de formaldeído durante a secagem (30 minutos a 180°C). A mistura de material de moldagem usada para produzir os núcleos para esta série de testes continha 1,0% em peso de resina de fenol-formaldeído e 1,0% em peso de poliisocianato, com base, em cada caso, na massa do material de base do molde (areia H32). Os núcleos E2 e E3 têm, cada um, revestimentos refratários com diferentes proporções de resorcinol. A título de comparação, um núcleo comparativo V3 sem revestimento refratário e um núcleo V4 comparativo com um revestimento formado a partir de um revestimento refratário não inventivo foram secos nas mesmas condições.
[0093] A composição de revestimento refratário comparativa é especificada acima. As composições de revestimento refratário inventivo foram produzidas ao adicionar 0,8 em peso de resorcinol (núcleo E2) ou 3 partes por peso de resorcinol (núcleo E3) para 100 partes por peso em cada caso dos revestimentos refratários comparativos.
[0094] O teor de formaldeído (em ppm) determinado conforme descrito acima em momentos específicos durante a secagem é relatado na tabela a seguir: Teor de formaldeído [ppm] após x [min] Teste 1 5 10 15 20 25 30 minuto minutos minutos minutos minutos minutos minutos V3 1,0 5,0 5,0 5,0 7,0 7,0 7,0 V4 0,5 2,5 3,0 3,0 3,0 3,0 2,0 E2 0 0,0 0,2 0,5 1,0 1,5 1,0 E3 0 0,0 0,0 0,2 0,5 0,5 0,5
[0095] Na secagem do núcleo comparativo V4 com o revestimento formado a partir do revestimento refratário não inventivo, a quantidade de formaldeído emitida já é menor do que na secagem do núcleo comparativo V3 sem revestimento refratário. Na secagem dos núcleos inventivos E2 e E3, a quantidade de formaldeído emitida é muito mais baixa e cai com o aumento do conteúdo de resorcinol da composição de revestimento refratário inventiva (figura 3).
[0096] Em uma quarta série de testes, a influência da composição do revestimento refratário (núcleo E4; composição de revestimento refratário comparativa, núcleos E5-E7 várias composições de revestimento refratário inventivas) nas emissões de formaldeído durante a secagem a 200°C foi monitorada ao longo de 35 minutos. A mistura de material de moldagem usada para produzir os núcleos para esta série de testes continha 1% em peso de resina de fenol-formaldeído e 1% em peso de poliisocianato, com base, em cada caso, na massa do material de base do molde (areia H32). Para comparação, um núcleo comparativo sem revestimento refratário foi seco nas mesmas condições.
[0097] A composição de revestimento refratário comparativa é especificada acima. As composições de revestimento refratário inventivo foram produzidas ao adicionar 0,9 em peso de lignina (núcleo E5) ou 0,9 em peso de melamina (núcleo E6) ou 3 partes por peso de resorcinol (núcleo E7) para 100 partes por peso em cada caso dos revestimentos refratários comparativos.
[0098] O teor de formaldeído (em mg/cm3) determinado em momentos específicos durante a secagem é relatado na tabela a seguir: Emissão de formaldeído em [mg/m3] Tempo min] V E4 E5 E6 E7 5 3,06 0,94 0,31 0,36 0,33 10 5,42 1,10 0,10 0,59 0,63 15 5,60 1,25 0,09 0,66 0,74 20 4,81 1,48 0,07 0,98 0,86 25 4,66 1,65 0,04 1,21 0,96 30 4,77 2,90 0,08 1,50 1,13 35 4,54 1,96 0,08 1,70 1,25
[0099] Na secagem de todos os núcleos inventivos E4-E7, a quantidade de formaldeído emitida é muito menor do que no caso do núcleo comparativo (figura 4).
[0100] Resultados semelhantes foram obtidos com adição de glicina como composto (b).
[0101] Em outra série de testes, a influência da glicina como eliminador de formaldeído nas emissões de formaldeído durante a secagem (30 minutos a 180°C) foi examinada. Para tanto, de forma usual, foi utilizada uma mistura de material de moldagem contendo 1% em peso de resina de fenol- formaldeído e 1% em peso de poliisocianato, em cada caso com base na massa do material de base do molde (areia H32) para produzir corpos de prova (núcleos para produção de disco de freio) com uma máquina de disparo de núcleo, que foram curados da maneira usual por aspersão com uma amina terciária (processo de caixa fria). Esses corpos de prova foram fornecidos com um revestimento refratário por imersão (corpos de prova E8 com composição de revestimento refratário inventiva ou corpos de prova V5 com composição de revestimento refratário comparativa). A composição de revestimento refratário comparativa é especificada acima. Uma composição de revestimento refratário da invenção foi produzida pela adição de 1 parte em peso de glicina a 100 partes em peso dos revestimentos refratários comparativos.
[0102] Os corpos de prova fornecidos com o revestimento refratário foram introduzidos em uma estufa de secagem pré- aquecida da Elpo (temperatura interna de 170°C). O volume de saída de ar retirado da câmara de secagem do forno durante o tempo de secagem de 10 minutos é de 267 m3. A medição da concentração de formaldeído no ar do forno começou um minuto após a amostra de teste ter sido introduzida no forno e a porta do forno fechada. Para a amostragem, uma sonda de barra foi introduzida no tubo de gás de escape do forno de secagem. Com o auxílio de uma bomba Dräger Xact 5000, durante o tempo de secagem de 10 minutos, o ar foi retirado da câmara de secagem a uma taxa de fluxo de 1,5 l/min, e o volume da amostra retirado foi guiado por cartuchos LpDNPH (Cartucho LpDNPH S10 da Supelco). A análise foi realizada por meio de HPLC analogamente a DIN 16000-3. Teste mg de formaldeído/m3 de ar de saída em 10 minutos de tempo de secagem V5 0,82 100% E8 0,51 62%
[0103] Na secagem da amostra de teste inventiva E8 (com o revestimento formado a partir da composição de revestimento refratária da invenção), a concentração de formaldeído no ar de saída do forno é reduzida em mais de um terço em comparação com a amostra de teste comparativa V5 com o revestimento formado a partir do revestimento refratário não inventivo.
Claims (24)
1. Uso de uma composição, caracterizado pelo fato de compreender: (a) partículas de um ou mais refratários (b) um ou mais compostos selecionados do grupo que consiste em - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos - novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas sendo que a massa total dos compostos (b) é de 0,1% em peso a 10% em peso, com base na massa total das partículas (a) dos refratários, (c) opcionalmente, um líquido transportador selecionado do grupo que consiste em água, alcanóis e suas misturas, para a produção de um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição.
2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: - os compostos (b) são selecionados a partir do grupo que consiste em ésteres dialquílicos de ácido malônico,
resorcinol, pirogalol, floroglucinol, glicina, ureia, melamina, carbono-hidrazida, taninos e ligninas que são solúveis no líquido transportador (c) e/ou - os refratários (a) compreendem: (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita; e (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e os zeólitos; e/ou - o líquido transportador (c) é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metanol, etanol e isopropanol.
3. Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o corpo principal do molde ou núcleo ser formado a partir de uma mistura de material de moldagem que foi ligada com um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido, em que o aglutinante é selecionado de preferência a partir do grupo que consiste em: - poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com um poliisocianato - resinas de condensação de formaldeído, preferencialmente selecionadas do grupo que consiste em resinas de fenol- formaldeído, resinas de furano-formaldeído, resinas de ureia- formaldeído e resinas de melamina-formaldeído.
4. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a composição compreender um ou mais constituintes adicionais selecionados do grupo que consiste em (d) agentes umectantes, (e) aditivos de reologia, (f) aglutinantes, (g) auxiliares de suspensão, (h) biocidas.
5. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de a composição - não conter nenhum líquido transportador (c), ou - conter um líquido transportador (c), em que a massa total do líquido transportador (c) tem entre 40% em peso e 65% em peso, de preferência de 40% em peso a 59% em peso, em cada caso com base na massa total da composição.
6. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de a composição conter um líquido transportador (c), em que a massa total do líquido transportador (c) é de 60% em peso a 80% em peso, com base na massa total da composição.
7. Processo para a produção de uma composição, conforme definida na reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - produzir ou fornecer uma composição conforme definido na reivindicação 5 - adicionar líquido transportador (c) selecionado do grupo que consiste em água, alcanóis e suas misturas, em que a quantidade de líquido transportador (c) adicionada resulta em uma composição na qual a quantidade total do líquido transportador (c) é de 60% em peso a 80% em peso, com base na massa total da composição resultante.
8. Composição para produzir um revestimento em um corpo principal de um molde, ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição, a composição sendo caracterizada pelo fato de compreender: (a) partículas de um ou mais refratários (b) um ou mais compostos selecionados do grupo que consiste em - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos - novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas sendo que a massa total dos compostos (b) é de 0,1% em peso a 10% em peso, com base na massa total das partículas (a) dos refratários, (c) um líquido transportador selecionado do grupo que consiste em água, alcanóis e suas misturas, em que a massa total do líquido transportador (c) é de 40% em peso a 80% em peso, com base na massa total da composição.
9. Composição, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de: - os compostos (b) serem selecionados a partir do grupo que consiste em ésteres dialquílicos de ácido malônico, resorcinol, pirogalol, floroglucinol, glicina, ureia,
melamina, carbono-hidrazida, taninos e ligninas que são solúveis no líquido transportador (c); e/ou - os refratários (a) compreendem: (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e os zeólitos; e/ou - o líquido transportador (c) é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metanol, etanol e isopropanol e misturas destes.
10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada pelo fato de compreender um ou mais constituintes adicionais selecionados do grupo que consiste em (d) agentes umectantes (e) aditivos de reologia (f) aglutinantes (g) auxiliares de suspensão (h) biocidas.
11. Molde ou núcleo para fundição de metal, caracterizado pelo fato de compreender: - um corpo principal que emite formaldeído quando aquecido, - e um revestimento disposto no corpo principal, que forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição, em que o revestimento compreende:
(a) partículas de um ou mais refratários (b) um ou mais compostos selecionados do grupo que consiste em - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos - novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas; e/ou - produtos de reação dos mesmos com formaldeído, sendo que a massa total dos compostos livres (b) e daqueles aglutinados em produtos de reação com formaldeído no revestimento é de 0,1% a 10% em peso, com base na massa total das partículas (a) nos refratários.
12. Molde ou núcleo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de: - os compostos (b) serem selecionados a partir do grupo que consiste em ésteres dialquílicos de ácido malônico, resorcinol, pirogalol, floroglucinol, glicina, ureia, melamina, carbono-hidrazida, taninos e ligninas; e/ou - os refratários (a) compreendem: (i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita; e (ii) um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e os zeólitos.
13. Molde ou núcleo, de acordo com as reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de o corpo principal do molde ou núcleo ser formado a partir de uma mistura de material de moldagem que foi ligada com um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido, em que o aglutinante é selecionado de preferência a partir do grupo que consiste em: - poliuretanos formados por poliadição de uma resina de fenol-formaldeído com um poliisocianato; - resinas de condensação de formaldeído, preferencialmente selecionadas do grupo que consiste em resinas de fenol- formaldeído, resinas de furano-formaldeído, resinas de ureia- formaldeído e resinas de melamina-formaldeído.
14. Molde ou núcleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de o revestimento ter uma espessura na faixa de 0,05 mm a 0,6 mm.
15. Processo para a produção de um molde ou núcleo para fundição de metal, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - produzir ou fornecer o corpo principal; - produzir ou fornecer uma composição, conforme definida na reivindicação 6; - aplicar a composição definida na reivindicação 6 ao corpo principal e, em seguida, secar, de modo que um revestimento seja produzido no corpo principal, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um metal fundido na operação de fundição.
16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a produção do corpo principal do molde ou núcleo compreender as seguintes etapas: - produzir ou fornecer uma mistura de material de moldagem compreendendo um ou mais materiais de base de molde e um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido, - moldar a mistura do material de moldagem - curar o ligante na mistura de material de moldagem moldada para formar o corpo principal do molde ou núcleo.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de o aglutinante ser selecionado a partir do grupo que consiste em: - sistemas de dois componentes compreendendo uma resina de fenol-formaldeído e um poliisocianato para formar um poliuretano; - resinas de condensação de formaldeído, preferencialmente selecionadas do grupo que consiste em resinas de fenol- formaldeído, resinas de furano-formaldeído, resinas de ureia- formaldeído e resinas de melamina-formaldeído.
18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de: - o aglutinante ser um sistema de dois componentes compreendendo uma resina de fenol-formaldeído e um poliisocianato para formar um poliuretano; e - o aglutinante na mistura de material de moldagem moldado ser curado pelo contato da mistura de material de moldagem moldada com uma amina terciária gasosa ou uma mistura de duas ou mais aminas terciárias gasosas.
19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 18, caracterizado pelo fato de a composição, definida na reivindicação 6, ser aplicada ao corpo principal por um processo selecionado do grupo que consiste em pulverização, imersão, revestimento de fluxo e pintura, de preferência imersão.
20. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 19, caracterizada pelo fato de a secagem ser efetuada a uma temperatura na faixa de 50°C a 200°C, de preferência de 100°C a 180°C.
21. Uso de um composto, (b) caracterizado pelo fato de ser selecionado a partir do grupo que consiste em: - compostos β-dicarbonil - fenóis di- e tri-hídricos - novolacas de fenol-formaldeído e novolacas de resorcinol- formaldeído - aminoácidos - aminossilanos primários e secundários - melamina, benzoguanamina, ureia e seus derivados - hidrazina e carbono-hidrazida e seus derivados - aminas primárias e secundárias - resinas de árvores, taninos e ligninas como sequestrador de formaldeído em um revestimento em um corpo principal de um molde ou núcleo para fundição de metal que emite formaldeído quando aquecido, em que o revestimento forma uma superfície do molde ou núcleo que entra em contato com um fundido de metal na operação de fundição ou em uma composição para a produção de tal revestimento ou para a produção de tal composição.
22. Uso, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de o revestimento ou composição para a produção de tal revestimento compreender ainda:
(i) um ou mais refratários selecionados do grupo que consiste em quartzo, alumínios, zircônios, silicatos de alumínio, silicatos em camadas não dilatáveis, silicatos de zircônio, olivina, talco, mica, grafite, coque, feldspato, diatomita, caulins, caulins calcinados, metacaulinita, óxido de ferro e bauxita (ii) opcionalmente um ou mais refratários selecionados do grupo dos silicatos em camadas expansíveis e os zeólitos.
23. Kit para a produção de um molde ou núcleo para fundição de metal, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de o kit compreender: (A) uma composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, de preferência, uma composição conforme definida na reivindicação 5, (B) um aglutinante que emite formaldeído quando aquecido, em que os constituintes (A) e (B) são separados um do outro no kit.
24. Kit, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de o aglutinante ser selecionado a partir do grupo que consiste em - sistemas de dois componentes compreendendo uma resina de fenol-formaldeído e um poliisocianato para formar um poliuretano; - resinas de condensação de formaldeído, preferencialmente selecionadas do grupo que consiste em resinas de fenol- formaldeído, resinas de furano-formaldeído, resinas de ureia- formaldeído e resinas de melamina-formaldeído.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 26/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |