CH660019A5

CH660019A5 - METHOD FOR CONNECTING AT LEAST TWO MATERIALS.

Info

Publication number: CH660019A5
Application number: CH37/81A
Authority: CH
Inventors: William R Dunnavant; Heimo J Langer; Grant O Sedgwick
Original assignee: Ashland Oil Inc
Priority date: 1980-01-07
Filing date: 1981-01-06
Publication date: 1987-03-13
Also published as: KR830004049A; AU526004B2; ATA2281A; SE8603682D0; PT72317A; MX165134B; AT397359B; PH19861A; AR227904A1; SE8603682L; NO159349B; TR21901A; JPS5835780B2; CA1168831A; ZA8136B; SE8703466D0; NL8100026A; ES8303143A1; ES509238A0; AU6589680A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Materialien und dessen Anwendung zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen insbesondere für den Leichtmetallguss. The invention relates to a method for connecting at least two materials and its use for the production of foundry molds and cores, in particular for light metal casting.

5 In der Giessereitechnik sind verschiedene Arten von Bindern bekannt, die den Kernen und Formen beim Härten verschiedene wünschenswerte Eigenschaften verleihen, z.B. hinsichtlich der Erosionsbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Entformbarkeit bzw. Ausschüttelbarkeit. Bei der Herstel-io lung von Formen oder Kernen wird ausserdem eine hohe Produktionsrate angestrebt. 5 Various types of binders are known in foundry technology which impart various desirable properties to the cores and molds during hardening, e.g. with regard to erosion resistance, moisture resistance, mold release or shaking. A high production rate is also sought when manufacturing molds or cores.

Moderne Herstellungstechniken für Formen und Kerne begannen mit der Verwendung von ungesättigten trocknenden Ölen natürlichen Ursprungs als Bindern. Das bekannteis ste Beispiel für ein trocknendes Öl ist Leinöl. Bei Einwirkung von Luft unterliegen Leinöl und andere ungesättigte Öle der oxidativen Polymerisation unter Bildung von festen hochvernetzten Strukturen. Die Polymerisation kann durch Wärme oder auf chemischem Wege beschleunigt werden. Diese Bin-2o der werden in der Giessereitechnik als Kernöl bezeichnet. Zur Herstellung eines Kerns wird das Öl mit Sand vermischt, und das Sandgemisch wird in die gewünschte Form gebracht. Die Härtung erfolgt durch Erwärmen oder längeres Altern des Kerns bzw. der Form. Binder auf Basis von Kernöl können 25 neben der Ölkomponente auch andere Komponenten enthalten, z.B. von Ölen abgeleitete Ester, ungesättigte Kohlenwasserstoffharze und Lösungsmittel. Verfahren zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen unter Verwendung von Kernölen sind seit etwa 50 bis 60 Jahren bekannt. 30 Vor etwa 25 bis 30 Jahren wurden Verfahren eingeführt, die schneller sind als die Kernölverfahren. Diese sogenannten Hot-box-Verfahren erfordern eine thermische Härtung des Binders, der aus hitzehärtbaren Kunstharzen besteht. Geeignete hitzehärtbare Kunstharze sind z.B. Phenol-Formalde-35 hydharze, Harnstoff-Formaldehydharze und Furfurylalkohol-Formaldehydharze. Neben der thermischen Härtung oder Polymerisation dieser Binder werden auch oft Säuren als Katalysatoren eingesetzt. Modern manufacturing techniques for molds and cores began with the use of unsaturated drying oils of natural origin as binders. The most famous example of a drying oil is linseed oil. When exposed to air, linseed oil and other unsaturated oils are subject to oxidative polymerization to form solid, highly cross-linked structures. The polymerization can be accelerated by heat or by chemical means. These bin-2o are referred to as core oil in foundry technology. To make a core, the oil is mixed with sand and the sand mixture is brought into the desired shape. The hardening takes place by heating or aging the core or the mold for a long time. Core oil-based binders may contain other components besides the oil component, e.g. oil-derived esters, unsaturated hydrocarbon resins and solvents. Processes for producing foundry molds and cores using core oils have been known for about 50 to 60 years. 30 About 25 to 30 years ago, processes were introduced that are faster than the core oil processes. These so-called hot box processes require thermal curing of the binder, which consists of thermosetting synthetic resins. Suitable thermosetting resins are e.g. Phenol-formaldehyde-35 resins, urea-formaldehyde resins and furfuryl alcohol-formaldehyde resins. In addition to the thermal curing or polymerization of these binders, acids are often used as catalysts.

Vor etwa 10 Jahren wurden bei Raumtemperatur durch-4o führbare Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen entwickelt. Die in diesen Verfahren eingesetzten Binder basieren auf der Urethanchemie, d.h. die Binder bestehen im wesentlichen aus zwei flüssigen Kunstharzkomponenten, nämlich einem Phenol-Formalde-45 hydharz und einem polymeren Isocyanat. Das Phenolharz und das Polyisocyanat werden mit dem Sand vermischt und dann entweder in einem Cold-box- oder einem No-bake-System eingesetzt. Beim Cold-box-System wird der mit den beiden Komponenten beschichtete Sand in einen Kernkasten so eingeschlossen. Anschliessend leitet man ein gasförmiges tertiäres Amin durch den Kernkasten, um den Binder zu härten bzw. zu verfestigen. Dieses Verfahren ist z.B. in der US-PS 3 409 579 beschrieben. Beim No-bake-Verfahren werden das Polyisocyanat, das Phenolharz und ein Katalysator gleichzei-55 tig mit dem Sand vermischt. Die Sandmischung wird dann in einen Kernkasten oder einer Form eingegossen und bleibt einige Zeit fliessfähig. Nach Ablauf dieser Zeit bewirkt der Katalysator eine Härtung bzw. Polymerisation, und es bildet sich schnell ein Kern, da die Binderkomponenten schnell zu 60 einem Urethanbinder reagieren. No-bake-Binder sind z.B. in der US-PS 3 676 392 beschrieben. About 10 years ago, high-speed processes that could be carried out at room temperature for the production of foundry molds and cores were developed. The binders used in these processes are based on urethane chemistry, i.e. the binders consist essentially of two liquid synthetic resin components, namely a phenol-formaldehyde-45 resin and a polymeric isocyanate. The phenolic resin and polyisocyanate are mixed with the sand and then used in either a cold box or a no-bake system. In the cold box system, the sand coated with the two components is enclosed in a core box. A gaseous tertiary amine is then passed through the core box in order to harden or solidify the binder. This method is e.g. in U.S. Patent 3,409,579. In the no-bake process, the polyisocyanate, the phenolic resin and a catalyst are simultaneously mixed with the sand. The sand mixture is then poured into a core box or mold and remains fluid for some time. After this time, the catalyst causes curing or polymerization, and a core quickly forms, since the binder components react quickly to a urethane binder. No-bake binders are e.g. in U.S. Patent 3,676,392.

Ein weiteres Bindersystem und dessen Anwendung in der Giesserei sind in der US-PS 3 879 339 beschrieben. Dort wird ein Cold-box-Verfahren (Gashärtung bei Raumtemperatur) 65 unter Verwendung eines Giessereibinders angewandt, der ein säurehärtbares organisches Harz und ein Oxidationsmittel umfasst. Die Binderkomponente wird mit Schwefeldioxid gehärtet. Die Kombination auf Schwefeldioxid und Oxida- Another binder system and its use in the foundry are described in US Pat. No. 3,879,339. There, a cold box process (gas curing at room temperature) 65 is used using a foundry binder which comprises an acid-curable organic resin and an oxidizing agent. The binder component is hardened with sulfur dioxide. The combination of sulfur dioxide and oxide

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tionsmittel führt zur Bildung von Schwefelsäure, die das säurehärtbare organische Harz härtet. Im wesentlichen wird somit Schwefelsäure in situ gebildet, die mit dem Harz reagiert und den Binder aushärtet. tion agent leads to the formation of sulfuric acid, which hardens the acid-curable organic resin. Essentially, sulfuric acid is thus formed in situ, which reacts with the resin and hardens the binder.

Keiner der genannten Giessereibinder ist von derart breiter Anwendbarkeit und Anpassungsfähigkeit, dass er als universal oder unersetzbar gelten kann. None of the foundry binders mentioned is so broadly applicable and adaptable that it can be considered universal or irreplaceable.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuartigen Binder bereitzustellen, der auf einer bisher in der Giessereitechnik oder anderen Bindemittelgebieten nicht angewandten Chemie beruht. Es soll insbesondere ein Giessereibinder vom Cold-box-Typ bereitgestellt werden, der eine schnelle Härtung ergibt und sich insbesondere für Formen und Kerne zum Giessen von Aluminium und anderen Leichtmetallen eignet. The object of the invention is therefore to provide a novel binder which is based on a chemistry which has hitherto not been used in foundry technology or other binder areas. In particular, a foundry binder of the cold box type is to be provided, which results in rapid hardening and is particularly suitable for molds and cores for casting aluminum and other light metals.

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Materialien, wie in Patentanspruch 1 definiert. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen, wie in Patentanspruch 3 definiert. An object of the invention is a method for joining at least two materials as defined in claim 1. Another object of the invention is the use of this method for the production of foundry molds and cores, as defined in claim 3.

Die erfindungsgemäss verwendeten Binder sind vorzugsweise bei Raumtemperatur härtbare Binder, die erhalten werden durch Vermischen von a) einem Bindemittel, das äthylenisch ungesättigte Monomere, äthylenisch ungesättigte Polymere, Mischungen dieser äthylenisch ungesättigten Monomeren oder Polymeren oder Mischungen dieser äthylenisch ungesättigten Monomeren und Polymeren enthält, und b) einem Radikalinitiator, der ein Peroxid und einen Katalysator, der gasförmiges Schwefeldioxid enthält, umfasst. The binders used according to the invention are preferably binders curable at room temperature, which are obtained by mixing a) a binder which contains ethylenically unsaturated monomers, ethylenically unsaturated polymers, mixtures of these ethylenically unsaturated monomers or polymers or mixtures of these ethylenically unsaturated monomers and polymers, and b ) a radical initiator comprising a peroxide and a catalyst containing gaseous sulfur dioxide.

Allgemein gesprochen ist der Binder ein bei Raumtemperatur härtbarer Binder, der radikalisch und durch Kettenveränderung polymerisierbar ist und sich zum Verkleben von Materialien, insbesondere teilchenförmigen Feststoffen, eignet und befähigt ist, Sand oder andere Formstoffe zu binden und dabei z.B. Formen oder Kerne zum Giessen von Metallen, einschliesslich Aluminium und anderen Leichtmetallen, zu ergeben. Die mit diesen Bindern hergestellten Formen und Kerne zeichnen sich durch überlegene Zerfallseigenschaften aus, wenn man sie zum Giessen von Leichtmetallen verwendet, d.h. von Metallen, die bei niedrigen Giesstemperaturen gegossen werden. Das Härten des Binders erfolgt vorzugsweise bei Umgebungstemperatur und wird durch einen Radikalinitiator bewirkt, der ein Peroxid und einen Katalysator umfasst, wobei der Katalysator gasförmiges Schwefeldioxid enthält. Die Härtung erfolgt praktisch augenblicklich. Durch Auswahl verschiedener Katalysatoren kann jedoch die Art und Geschwindigkeit der Härtung variiert werden. Generally speaking, the binder is a binder that is curable at room temperature, is free-radical and polymerizable by chain change and is suitable for bonding materials, in particular particulate solids, and is capable of binding sand or other molding materials and thereby e.g. To produce molds or cores for casting metals, including aluminum and other light metals. The molds and cores made with these binders are characterized by superior disintegration properties when used to cast light metals, i.e. of metals that are cast at low casting temperatures. The binder is preferably cured at ambient temperature and is brought about by a radical initiator comprising a peroxide and a catalyst, the catalyst containing gaseous sulfur dioxide. Hardening is practically instantaneous. The type and speed of curing can be varied by selecting different catalysts.

Die Chemie der erfindungsgemäss eingesetzten Giessereibinder unterscheidet sich von der anderer Bindemittel, die bisher in der Giessereitechnik eingesetzt wurden. Der Binder kann auch in anderen Bereichen als der Giessereitechnik als Bindemittel oder Klebstoff eingesetzt werden. Die Chemie des Binders ist in etwa vergleichbar der Chemie von Beschichtungsmassen (vgl. z.B. GB-PS 1 055 242) und Klebstoffen (vgl. z.B. verschiedene Patente der Loctite Corporation). Ein anaerob härtender Giessereibinder, der auf ähnlicher Chemie beruht, ist in der CA-PS 1 053 440 beschrieben. Dieser Binder härtet sehr langsam und erfordert eine Wärmebehandlung, um auszuhärten. Demgegenüber ist erfindungsgemäss insbesondere eine anaerobe Härtung erforderlich, und es wird eine schnelle, praktisch augenblickliche Härtung bei Raumtemperatur erzielt. The chemistry of the foundry binders used according to the invention differs from that of other binders which have hitherto been used in foundry technology. The binder can also be used as a binder or adhesive in areas other than foundry technology. The chemistry of the binder is roughly comparable to the chemistry of coating compositions (see e.g. GB-PS 1 055 242) and adhesives (see e.g. various patents of the Loctite Corporation). An anaerobic curing foundry binder based on similar chemistry is described in CA-PS 1 053 440. This binder cures very slowly and requires heat treatment to cure. In contrast, according to the invention, anaerobic curing is required in particular, and rapid, practically instantaneous curing at room temperature is achieved.

Bekanntlich werden Giessereiformen und -kerne dadurch hergestellt, dass man auf Sand oder einen anderen Formstoff ein Bindemittel verteilt, den Sand in die gewünschte Form bringt und das Bindemittel härtet oder härten lässt. Die Erfindung kann anhand eines Binders erläutert werden, der durch Zusammenbringen zweier Teile erhalten wird. Teil I ist ein It is known that foundry molds and cores are produced by distributing a binder on sand or another molding material, bringing the sand into the desired shape and hardening or allowing the binder to harden. The invention can be explained on the basis of a binder which is obtained by bringing two parts together. Part I is a

Binder, der polymerisierbar und vernetzbar ist und den Sand oder einen anderen Formstoff in der gewünschten Form hält. Teil II ist ein Mittel, das die Polymerisation und Vernetzung von Teil I bewirkt. Dieses Mittel wird hier als «Radikalinitiator» bezeichnet. Unter «Vernetzung» wird ein Kettenaufbau verstanden, der erfolgt, wenn ein Polymer entweder mit einem anderen Polymer oder mit einem Monomer verbunden wird. Der Ausdruck «Polymerisation» umfasst die «Vernetzung», bezieht sich jedoch auch auf die Kettenverlängerung unter alleiniger Beteiligung von Monomeren. Binder that is polymerizable and crosslinkable and that keeps the sand or other molding material in the desired shape. Part II is an agent that effects the polymerization and crosslinking of Part I. This agent is referred to here as the “radical initiator”. “Crosslinking” means a chain structure that occurs when a polymer is either connected to another polymer or to a monomer. The term "polymerization" includes "crosslinking", but also refers to chain extension with the sole involvement of monomers.

Teil I des Binders kann als ungesättigte Zusammensetzung bezeichnet werden, die radikalisch vernetzbar oder polymerisierbar ist. Die ungesättigten Bindungen sind vorzugsweise endständig oder seitenständig. Auch innenständige ungesättigte Bindungen sind möglich, und die Polymerisation erfolgt bei der Kombination mit Teil II. In Abhängigkeit von der Herstellungsweise des Komponente I ist auch denkbar, dass eine Koipponente I sowohl endständige und/oder seitenständige als auch innenständige ungesättigte Bindungen in derselben Komponente aufweist. Wenn vernetzende Zusammensetzungen (d.h. ungesättigte Polymerisate) angewandt werden, ist der Polymerisationsmechanismus vermutlich praktisch vollständig radikalisch. Bei Verwendung bestimmter Monomere in der Binderzusammensetzung ist es möglich, dass die Polymerisation teilweise nach einem anderen Mechanismus als dem Radikalmechanismus erfolgt. Der Ausdruck «Radikalmechanismus» wird daher nur der Einfachheit halber angewandt, beschreibt jedoch den tatsächlichen Mechanismus in fast allen Fällen. Unter bestimmten Umständen können jedoch neben dem Radikalmechanismus andere Mechanismen an der Polymerisationsreaktion teilhaben. Die Härtung erfolgt mit Teil II, einem Radikalinitiator, der ein Peroxid und einen Katalysator umfasst. Es wurde gefunden, dass ungesättigte reaktive Monomere, Polymere und deren Gemische als Binderkomponenten verwendet werden können, die bei der Wahl bestimmter Katalysatoren für den Radikalinitiator sofort härten. Die Monomere und Polymere sind äthylenisch ungesättigt. Beispielsweise können reaktive Polymere, die auch als Oligomere oder Addukte bezeichnet werden können und die vorzugsweise Vinyl- oder Acrylbindun-gen enthalten, als Binder oder -komponenten verwendet werden, die bei der Polymerisation einen Binder für Giesserei-kerne oder -formen aus Sand ergeben. Der Radikalinitiator (Teil II) wird mit dem reaktiven Polymer oder Monomer (Teil I) vermischt und bildet freie Radikale, die den Binder polymerisieren. Diese Kombination aus einem Peroxid und einem Katalysator wird hier als «Radikalinitiator» bezeichnet, wobei der Katalysator nicht nur als Chemikalie, sondern auch in Form von Energie angewandt werden kann. Part I of the binder can be referred to as an unsaturated composition which is free-radically crosslinkable or polymerizable. The unsaturated bonds are preferably terminal or pendant. Internal unsaturated bonds are also possible, and the polymerization takes place when combined with part II. Depending on the method of preparation of component I, it is also conceivable that a component I has both terminal and / or lateral and internal unsaturated bonds in the same component. If crosslinking compositions (i.e. unsaturated polymers) are used, the polymerization mechanism is believed to be practically completely free radical. When using certain monomers in the binder composition, it is possible that the polymerization takes place partly by a mechanism other than the radical mechanism. The term “radical mechanism” is therefore used only for the sake of simplicity, but describes the actual mechanism in almost all cases. In certain circumstances, however, other mechanisms besides the radical mechanism can participate in the polymerization reaction. The curing takes place with Part II, a radical initiator, which comprises a peroxide and a catalyst. It has been found that unsaturated reactive monomers, polymers and mixtures thereof can be used as binder components which harden immediately when certain catalysts are chosen for the radical initiator. The monomers and polymers are ethylenically unsaturated. For example, reactive polymers, which can also be referred to as oligomers or adducts and which preferably contain vinyl or acrylic bonds, can be used as binders or components which, during the polymerization, give a binder for foundry cores or molds made of sand. The radical initiator (Part II) is mixed with the reactive polymer or monomer (Part I) and forms free radicals that polymerize the binder. This combination of a peroxide and a catalyst is referred to here as a “radical initiator”, whereby the catalyst can be used not only as a chemical, but also in the form of energy.

Der Radikalinitiator kann zur Polymerisation der Materialien des Teils I wie folgt eingesetzt werden: Man vermischt das Peroxid mit dem Teil I und verteilt das Gemisch gleich-mässig auf den Sand. Der Sand wird dann geformt und dem Katalysator ausgesetzt. The radical initiator can be used to polymerize the materials of Part I as follows: the peroxide is mixed with Part I and the mixture is distributed evenly over the sand. The sand is then shaped and exposed to the catalyst.

Wie vorstehend erwähnt, ist Teil I ein polymerisierbares ungesättigtes Monomer, Polymer oder ein Gemisch derartiger Monomere und/oder Polymere. Beispiele für geeignete Monomere für den Teil I sind die verschiedensten mono-, di-, tri- und tetrafunktionellen Acrylate. Spezielle Beispiele für diese Monomere sind Alkylacrylate, Hydroxyalkylacrylate, Alkoxyacrylacrylate, Cyanoalkylacrylate, Alkylmethacrylate, Hydroxyalkylmethacrylate, Alkoxyalkylmethacrylate, Cyano-alkylmethacrylate, N-Alkoxymethylacrylamide und N-Alk-oxymethylmethacrylamide. Di-funktionelle monomere Acrylate sind z.B. Hexandioldiacrylat und Tetraäthylenglykoldi-acrylat. Weiter verwendbare Acrylate sind z.B. Trimethylol-propantriacrylat, Methacrylsäure und 2-Äthylhexylmethacry-lat. Vorzugsweise verwendet man polyfunktionelle Acrylate, As mentioned above, Part I is a polymerizable unsaturated monomer, polymer or a mixture of such monomers and / or polymers. Examples of suitable monomers for Part I are a wide variety of mono-, di-, tri- and tetrafunctional acrylates. Specific examples of these monomers are alkyl acrylates, hydroxyalkyl acrylates, alkoxyacrylic acrylates, cyanoalkyl acrylates, alkyl methacrylates, hydroxyalkyl methacrylates, alkoxyalkyl methacrylates, cyanoalkyl methacrylates, N-alkoxymethylacrylamides and N-alkoxymethylmethacrylamides. Di-functional monomeric acrylates are e.g. Hexanediol diacrylate and tetraethylene glycol diacrylate. Further usable acrylates are e.g. Trimethylol propane triacrylate, methacrylic acid and 2-ethylhexyl methacrylic lat. Polyfunctional acrylates are preferably used,

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wenn das Monomer die einzige Binderkomponente des Bindersystems ist. Wie bereits erwähnt, erfolgt bei alleiniger Verwendung von Monomeren als Bindematerial keine Vernetzung. Auch können neben dem Radikalmechanismus andere Mechanismen die Polymerisation verursachen. when the monomer is the only binder component of the binder system. As already mentioned, no crosslinking takes place when monomers are used alone as the binding material. In addition to the radical mechanism, other mechanisms can also cause the polymerization.

Beispiele für ungesättigte reaktive Polymere, die sich als besonders geeignet zur Herstellung des Giessereibinders erwiesen haben, sind acrylierte Epoidharze, acrylierte Ureth-anharze, Polyätheracrylate und Polyesteracrylate. Examples of unsaturated reactive polymers which have proven to be particularly suitable for the production of the foundry binder are acrylated epoid resins, acrylated urethanes, polyether acrylates and polyester acrylates.

Als Teil I verwendbare ungesättigte Polymere sind z.B. die Handelsprodukte UVITHANE 782 und 783 (acrylierte Ure-thanoligomere von Thiokol) sowie CMD 1700 (ein acrylierter Ester eines Acrylpolymers) und CELRAD 3701 (ein acrylier-tes Epoxidharz) von Celanese. Reaktive Polymerisate können auf verschiedene Weise erhalten werden. Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, eine Polyhydroxyverbindung oder ein Polyol mit einem Diisocyanat zu einem Prepolymer mit endständigen Isocyanatgruppen umzusetzen. Das Prepolymer wird dann weiter mit einem Hydroxyalkylacrylat zu einem Oligomer umgesetzt. Ein zweites geeignetes Verfahren besteht darin, ein Polyisocyanat, vorzugsweise ein Diisocyanat, mit einem Hydroxyalkylacrylat umzusetzen. Das Reaktionsprodukt ist ein «Addukt» dieser beiden Materialien. Ausserdem können Oligomere und Addukte gleichzeitig unter geeigneten Bedingungen hergestellt werden. Unsaturated polymers useful as Part I are e.g. the commercial products UVITHANE 782 and 783 (acrylated urethane oligomers from Thiokol) as well as CMD 1700 (an acrylated ester of an acrylic polymer) and CELRAD 3701 (an acrylated epoxy resin) from Celanese. Reactive polymers can be obtained in various ways. A preferred method is to convert a polyhydroxy compound or a polyol with a diisocyanate to a prepolymer with terminal isocyanate groups. The prepolymer is then further reacted with a hydroxyalkyl acrylate to form an oligomer. A second suitable method consists in reacting a polyisocyanate, preferably a diisocyanate, with a hydroxyalkyl acrylate. The reaction product is an "adduct" of these two materials. In addition, oligomers and adducts can be prepared simultaneously under suitable conditions.

Neben dem reaktiven ungesättigten Polymer ist gegebenenfalls und im allgemeinen vorzugsweise ein Lösungsmittel, vorzugsweise ein reaktives Lösungsmittel, Bestandteil des Bindermaterials. Je nach der Art der ungesätttigten Bindermaterialien können auch inerte Lösungsmittel verwendet werden. Das bevorzugte Lösungsmittel ist eine ungesättigte monomere Verbindung, wie sie z.B. vorstehend bei den Materialien des Teils I genannt ist. Der Teil I kann somit ein Gemisch dieser ungesättigten Monomere und ungesättigten Polymere umfassen, die vorstehend als Einzelmaterialien für den Teil I genannt wurden. Die besten Ergebnisse werden dann erhalten, wenn man eine Lösung eines ungesättigten reaktiven Polymers und ein monomeres ungesättigtes Lösungsmittel verwendet. Diese Kombination ist offenbar leichter zur Copolymerisation und Vernetzung unter Bildung einer Bindermatrix befähigt, die erforderlich ist, um entweder Sand oder andere Formstoffe zu einer Giessereiform oder einem Kern zu verbinden oder andere Materialien zu verkleben. In addition to the reactive unsaturated polymer, a solvent, preferably a reactive solvent, is optionally and in general preferably a constituent of the binder material. Depending on the type of unsaturated binder materials, inert solvents can also be used. The preferred solvent is an unsaturated monomeric compound, e.g. mentioned above in the materials of Part I. Part I can thus comprise a mixture of these unsaturated monomers and unsaturated polymers, which have been mentioned above as individual materials for Part I. The best results are obtained when using a solution of an unsaturated reactive polymer and a monomeric unsaturated solvent. This combination is apparently easier to copolymerize and crosslink to form a binder matrix required to bond either sand or other molding materials into a foundry mold or core or to glue other materials.

Teil I des Bindersystems umfasst vorzugsweise eine ungesättigte monomere Verbindung als Lösungsmittel neben dem ungesättigten Polymer. Wie bereits erwähnt, enthalten diese Monomere ungesättigte Bindungen und dienen daher nicht nur als Lösungsmittel für das ungesättigte Polymer, sondern sind mit dem Polymer vernetzbar. Jedes der als Materialien für Teil I genannten ungesättigten Monomere bzw. deren Kombinationen sind als Lösungsmittel verwendbar. Bevorzugt sind äthylenisch ungesättigte Monomere, insbesondere vom Vinyl- oder Acryltyp. Besonders bevorzugte Monomere, die sich als Lösungsmittel für ungesättigte Polymere eignen, sind z.B. Pentaerythrittriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat und Tetraäthylenglykoldiacrylat. Die Monomermenge in Teil I kann 0 bis zu 100%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Teil I des Binders, betragen. Part I of the binder system preferably comprises an unsaturated monomeric compound as a solvent in addition to the unsaturated polymer. As already mentioned, these monomers contain unsaturated bonds and therefore not only serve as solvents for the unsaturated polymer, but can also be crosslinked with the polymer. Any of the unsaturated monomers mentioned as materials for Part I or combinations thereof can be used as solvents. Preferred are ethylenically unsaturated monomers, in particular of the vinyl or acrylic type. Particularly preferred monomers which are suitable as solvents for unsaturated polymers are e.g. Pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate and tetraethylene glycol diacrylate. The amount of monomer in Part I can range from 0 to 100% based on the total weight of Part I of the binder.

Es ist auch möglich, das reaktive Polymer als Teil I und den Radikalinitiator anzuwenden, ohne dass ein Lösungsmittel, einschliesslich eines ungesättigten Monomers, für das ungesättigte Polymer vorhanden ist. Man kann auch das ungesättigte Monomer als Teil I mit dem Radikalinitiator, jedoch ohne das reaktive Polymer, verwenden, um einen polymerisierten Binder zu erhalten. Keine dieser beiden Kombinationen ist jedoch bevorzugt. Der als Teil I bevorzugte Binder enthält ein reaktives ungesättigtes Polymer, It is also possible to use the reactive polymer as Part I and the radical initiator without the presence of a solvent, including an unsaturated monomer, for the unsaturated polymer. The unsaturated monomer can also be used as Part I with the radical initiator, but without the reactive polymer, to obtain a polymerized binder. However, neither of these combinations is preferred. The binder preferred as part I contains a reactive unsaturated polymer,

gelöst in einem reaktiven Verdünnungsmittel, vorzugsweise einem monomeren ungesättigten Lösungsmittel, während Teil II einen Radikalinitiator umfasst. dissolved in a reactive diluent, preferably a monomeric unsaturated solvent, while Part II comprises a radical initiator.

Der Radikalinitiator besteht aus zwei Komponenten. Die erste Komponente ist ein organisches Peroxid. Der Peroxid-gehalt kann innerhalb weiter Grenzen variieren und hängt in gewissem Ausmass von dem verwendeten Katalysator ab. Im allgemeinen ergeben jedoch 0,5 bis 2% Peroxid, bezogen auf das Gewicht des Binders (Teil I), unter den meisten Bedingungen eine zufriedenstellende Bindung. Beispiele für bevorzugte Peroxide sind tert.-Butylhydroperoxid, Cumolhydro-peroxid und Methyläthylketonperoxid. Hydroperoxide sind gegenüber Peroxiden bevorzugt. Bei Peroxiden wurde eine ungleichmässige Härtung beobachtet. Auch Gemische von Peroxiden und Hydroperoxiden sowie Gemische von Hydroperoxiden sind verwendbar. The radical initiator consists of two components. The first component is an organic peroxide. The peroxide content can vary within wide limits and depends to a certain extent on the catalyst used. Generally, however, 0.5 to 2% peroxide, based on the weight of the binder (Part I), will give satisfactory binding under most conditions. Examples of preferred peroxides are tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and methyl ethyl ketone peroxide. Hydroperoxides are preferred over peroxides. Uneven hardening has been observed with peroxides. Mixtures of peroxides and hydroperoxides and mixtures of hydroperoxides can also be used.

Die Katalysatorkomponente des Radikalinitiators ist oder enthält gasförmiges Schwefeldioxid. Es soll hier nochmals hervorgehoben werden, dass eine Änderung des Katalysators einen starken Einfluss auf die Polymerisationsgeschwindigkeit hat. The catalyst component of the radical initiator is or contains gaseous sulfur dioxide. It should be emphasized again here that a change in the catalyst has a strong influence on the rate of polymerization.

In einer bevorzugten Giesserei-Anwendungsform werden das ungesättigte reaktive Polymer und/oder Monomer und die Peroxidkomponente des Radikalinitiators auf übliche Weise mit dem Sand vermischt. Die Sandmischung wird dann auf übliche Weise, z.B. durch Stampfen oder Schiessen, in die gewünschte Form gebracht. Die erhaltene Giessereiform oder der Kern werden hierauf mit gasförmigem SO2 als katalyti-sches Mittel des Radikalinitiators ausgesetzt. Dieses Gas ist nur in katalytischen Mengen anwesend. Die Einwirkungszeit des Gases auf die Sandmischung kann nur Vi Sekunde oder weniger betragen, und der Binder härtet bei Kontakt mit dem Katalysator. Bei Verwendung von SO2 als Katalysator in einem Cold-box-Verfahren wird dieses auf bekannte Weise in einem Trägergasstrom suspendiert. Das Trägergas ist gewöhnlich Stickstoff. Bereits 0,5% SO2, bezogen auf das Gewicht des Trägergases, sind für die Polymerisation ausreichend. Es ist auch möglich, den Binder ohne Gegenwart eines Trägergases dem SO2 auszusetzen. In a preferred foundry application form, the unsaturated reactive polymer and / or monomer and the peroxide component of the radical initiator are mixed with the sand in a conventional manner. The sand mixture is then processed in the usual way, e.g. by stamping or shooting, brought into the desired shape. The foundry mold or core obtained is then exposed to the radical initiator using gaseous SO2 as the catalytic agent. This gas is only present in catalytic amounts. The exposure time of the gas to the sand mixture can be as little as 5 seconds or less, and the binder hardens on contact with the catalyst. When SO2 is used as a catalyst in a cold box process, it is suspended in a carrier gas stream in a known manner. The carrier gas is usually nitrogen. As little as 0.5% SO2, based on the weight of the carrier gas, is sufficient for the polymerization. It is also possible to expose the binder to the SO2 without the presence of a carrier gas.

Teil I kann gegebenenfalls auch andere Bestandteile enthalten. Beispielsweise sind Benetzungs- und Entschäumungs-additive verwendbar. Silane, vorzugsweise ungesättigte Silane, z.B. Vinylsilane, sind besonders geeignete Additive. Part I may also contain other ingredients. For example, wetting and defoaming additives can be used. Silanes, preferably unsaturated silanes, e.g. Vinyl silanes are particularly suitable additives.

Die erfindungsgemässen Binder haben als Giessereibinde-mittel die folgenden Vorteile. Die Zerfallseigenschaften des zum Aluminiumguss verwendeten Binders sind ausgezeichnet. Es wurde gefunden, dass der Binder beim Aluminiumguss ausgezeichnetes Zerfalls- oder Ausschüttelverhalten bei minimalem äusserem Energieaufwand ermöglicht. Der Binder ergibt auch gute Festigkeitswerte. Die Verarbeitungszeit des mit Teil I vermischten Sandes ist recht lang. Die mit dem Binder hergestellten Giesslinge haben sehr gute Oberflächenqualität. Die Produktionsgeschwindigkeit von Kernen und Formen ist bei Verwendung dieses Bindersystems hoch, insbesondere wenn SO2 als Katalysator eingesetzt wird. The binders according to the invention have the following advantages as foundry binders. The decay properties of the binder used to cast aluminum are excellent. It has been found that the binder enables excellent disintegration or shaking behavior with minimal external energy consumption when casting aluminum. The binder also gives good strength values. The processing time of the sand mixed with Part I is quite long. The castings made with the binder have a very good surface quality. The production speed of cores and molds is high when using this binder system, especially when SO2 is used as a catalyst.

In der Giessereipraxis werden Teil I und eine Komponente des Radikalinitiators, vorzugsweise das Peroxid, auf übliche Weise mit Sand oder einem anderen geeigneten Giessereiformstoff vermischt. Die Sandmischung wird dann auf übliche Weise zu den gewünschten Formen oder Kernen geformt. Hierauf lässt man Schwefeldioxid auf die Sandmischung einwirken, wobei eine sofortige Polymerisation des Teils I unter Bildung eines erfindungsgemässen Binders erfolgt. In foundry practice, part I and a component of the radical initiator, preferably the peroxide, are mixed in a conventional manner with sand or another suitable foundry molding material. The sand mixture is then shaped into the desired shapes or cores in a conventional manner. Sulfur dioxide is then allowed to act on the sand mixture, with part I being immediately polymerized to form a binder according to the invention.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist. The following examples illustrate the invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise stated.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

660 01 9 660 01 9

Beispiel 1 example 1

Geliertests werden mit verschiedenen ungesättigten Monomeren und Polymeren durchgeführt, um deren Polymerisationsneigung und -geschwindigkeit zu bestimmen. In diesen Tests werden etwa 1,5 bis 2 g ungesättigtes Monomer oder Polymer (Teil I) mit 0,03 g tert.-Butylhydroperoxid (Peroxidkomponente des Radikalinitiators) vermischt. Das Gemisch wird dann SCh-Gas (Katalysator des Radikalinitiators) ausgesetzt, indem man entweder das Gas in der Flüssigkeit disper-giert (Einblasen) oder eine S02-Atmosphäre über der Flüssigkeit erzeugt (Kontaktieren). Die nachstehenden Ergebnisse zeigen, dass alle ungesättigten Monomere und Polymere poly-merisieren. Die angeführten Verbindungen sind daher potentielle Binder. Verbindungen, bei denen eine schnelle Polymerisation oder Gelierung erfolgt, sind von besonderem Interesse als Giessereibindemittel für das Hochgeschwindigkeits-Cold-box-Verfahren zur Herstellung von Formen und Kernen. Gelling tests are performed with various unsaturated monomers and polymers to determine their tendency and rate of polymerization. In these tests, about 1.5 to 2 g of unsaturated monomer or polymer (Part I) are mixed with 0.03 g of tert-butyl hydroperoxide (peroxide component of the radical initiator). The mixture is then exposed to SCh gas (radical initiator catalyst) either by dispersing the gas in the liquid (blowing) or by creating an S02 atmosphere over the liquid (contacting). The results below show that all unsaturated monomers and polymers polymerize. The compounds listed are therefore potential binders. Compounds in which rapid polymerization or gelation takes place are of particular interest as foundry binders for the high-speed cold box process for the production of molds and cores.

Teil I part One

Polymerisationsergebnis Polymerization result

Teil I part One

Polymerisationsgergebnis Polymerization result

Acrylsäure Äthylacrylat n-Butylacrylat Isobtylacryiat 2-Äthylhexylacrylat Isodecylacrylat 2-Äthoxyäthylacrylat Äthoxyäthoxyäthylacrylat Butoxyäthylacrylat Hydroxyäthylacrylat Hydoxypropylacrylat Glycidylacrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 langsam, bei Kontakt mit SO2 langsam, bei Kontakt mit SO2 langsam, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 Acrylic acid ethyl acrylate n-butyl acrylate isobtylacrylate 2-ethylhexyl acrylate isodecyl acrylate 2-ethoxyethyl acrylate fast when in contact with SO2, fast in contact with SO2, fast in contact with SO2, fast in contact with SO2, fast in contact with SO2, fast in contact with SO2, in contact with SO2

Dimethylaminoäthylacrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 Dimethylaminoethyl acrylate quickly, in contact with SO2

Cyanoäthylacrylat Diacetonacrylamid in Methanol, 50% Cyanoethyl acrylate diacetone acrylamide in methanol, 50%

Acrylamid in Methanol, 50% Acrylamide in methanol, 50%

( N-Methylcarbamoyloxy)-äthylacrylat (N-methylcarbamoyloxy) ethyl acrylate

Methylcellosolve-acrylat Methyl cellosolve acrylate

Phenoxyäthlacrylat Phenoxyethyl acrylate

Benzylacrylat Benzyl acrylate

Äthylenglykolacrylatphtha- Ethylene glycol acrylate phthal

schnell, bei Kontakt mit SO2 fast, when in contact with SO2

schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 quickly, when in contact with SO2 quickly, when in contact with SO2

schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 quickly, when in contact with SO2 quickly, when in contact with SO2 quickly, when in contact with SO2 quickly, when in contact with SO2

lat lat

Melaminacrylat Melamine acrylate

Diäthylenglykoldiacrylat Diethylene glycol diacrylate

Hexandioldiacrylat Hexanediol diacrylate

Butandioldiacrylat Butanediol diacrylate

Triäthylenglykoldiacrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 Tetraäthylenglykoldiacrylatschnell, bei Kontakt mit SO2 Neopentylglykoldiacrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 1,3-Butylenglykoldiäcrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 Trimethylolpropantriacry- Triethylene glycol diacrylate quickly, on contact with SO2 quickly, on contact with SO2 quickly, on contact with SO2 quickly, on contact with SO2 quickly, on contact with SO2 quickly, on contact with SO2 Tetraethylene glycol diacrylate quickly, on contact with SO2 Neopentyl glycol diacrylate quickly, on contact with SO2 1,3-butylene glycol diacrylate quickly, in contact with SO2 trimethylolpropane triacry

lat schnell, bei Kontakt mit SO2 lat quickly, in contact with SO2

Pentaerythrittriacrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 Methacrylsäure schnell, bei Kontakt mit SO2 Pentaerythritol triacrylate quickly, when in contact with SO2 Methacrylic acid quickly, when in contact with SO2

Methylmethacrylat langsam, beim Einblasen von SO2 Methyl methacrylate slowly when blowing in SO2

2-Äthylhexylmethacrylat langsam, beim Einblasen von SO2 Hydroxypropylmethacrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 Glycidylmethacrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 Dimethylaminoäthylmeth- 2-ethylhexyl methacrylate slowly, when blowing in SO2 hydroxypropyl methacrylate quickly, when in contact with SO2 glycidyl methacrylate quickly, when in contact with SO2 dimethylaminoethyl meth-

acrylat schnell, bei Kontakt mit SO2 acrylate quickly, in contact with SO2

Äthylenglykoldimethacry- Ethylene glycol dimethacry

lat schnell, bei Kontakt mit SO2 lat quickly, in contact with SO2

Trimethylolpropantri-methacrylat 5 Von Glycerin abgeleitetes acryliertes Urethan, 65% in MIAK/HiSol-10 N-Methylolacrylamid in Wasser, 60% 10 N-(Isobutoxymethyl)-acryl-amid in Methanol, 50% Epocryl R-12 (Shell) acryliertes Epoxidharz, 80% in Aceton ,5 UVITHANE 783 (Thiokol/Chem. Div.) acryliertes Urethanoligomer AROPOL 7200 20 (ASHLAND) ungesättigtes Polyesterharz, 60% in Aceton Trimethylolpropane tri-methacrylate 5 Acrylated urethane derived from glycerin, 65% in MIAK / HiSol-10 N-methylolacrylamide in water, 60% 10 N- (isobutoxymethyl) acrylamide in methanol, 50% Epocryl R-12 (Shell) acrylated epoxy resin , 80% in acetone, 5 UVITHANE 783 (Thiokol / Chem. Div.) Acrylated urethane oligomer AROPOL 7200 20 (ASHLAND) unsaturated polyester resin, 60% in acetone

RICON 157 (Colorado Specialty Chemical) 25 ungesättigtes Kohlenwasserstoffharz, 50% in Aceton Hydroxy PBG-200 (Hystl Co.) ungesättigtes 30 Kohlenwasserstoffharz, 50% in Aceton schnell, bei Kontakt mit SO2 RICON 157 (Colorado Specialty Chemical) 25 unsaturated hydrocarbon resin, 50% in acetone Hydroxy PBG-200 (Hystl Co.) unsaturated 30 hydrocarbon resin, 50% in acetone fast, in contact with SO2

schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 fast, when in contact with SO2 fast, in contact with SO2 fast, in contact with SO2

langsam, bei Kontakt mit SO2 schnell, bei Kontakt mit SO2 langsam, bei Kontakt mit SO2 slow, fast when in contact with SO2, slow when in contact with SO2, slow in contact with SO2

schnell, bei Kontakt mit SO2 langsam, bei Kontakt mit SO2 fast, slow when in contact with SO2, slow in contact with SO2

Beispiel 2 Example 2

35 Ein ungesättigtes Polymer wird durch Umsetzen von 1 Mol Pentandiol und 4 Mol Hydroxyäthylacrylat mit 3,0 Mol Toluylendiisocyanat hergestellt. Zur Katalysierung der Reaktion werden 0,14%, bezogen auf den Feststoffgehalt, Dibutyl-zinndilaurat verwendet. Als Inhibitor wird Hydrochinonmo-40 noäthyläther eingesetzt. Die Reaktion erfolgt in einem Reaktionsmedium (Lösungsmittel), das aus Äthylhexylacrylat und Hydroxyäthylacrylat besteht. Zur Durchführung der Reaktion wird ein Gemisch aus TDI und Lösungsmittel in das Reak-tionsgefäss eingespeist. Hierauf gibt man Pentandiol und 45 dann Hydroxyäthylacrylat zu. Nach beendeter Zugabe des Hydroxyäthylacrylats wird der Katalysator zugegeben, und die Reaktion wird unter Einleiten von Luft durchgeführt. Die Reaktion verläuft 2,1 Stunden bei 40 bis 45 °C, worauf man die Temperatur auf 80 bis 85 °C erhöht und die Reaktion 4,3 50 Stunden fortsetzt, hierauf 0,03% Inhibitor zusetzt und die Reaktion Vi Stunde fortsetzt. Anschliessend lässt man das Produkt abkühlen. Es enthält 59,2% nicht flüchtige Bestandteile, was dem theoretischen Wert von 60% entspricht. Die Viskosität des Produkts beträgt 6,0 Stunden. 35 An unsaturated polymer is prepared by reacting 1 mole of pentanediol and 4 moles of hydroxyethyl acrylate with 3.0 moles of tolylene diisocyanate. 0.14%, based on the solids content, of dibutyltin dilaurate is used to catalyze the reaction. Hydroquinone-40 noethyl ether is used as an inhibitor. The reaction takes place in a reaction medium (solvent) consisting of ethylhexyl acrylate and hydroxyethyl acrylate. To carry out the reaction, a mixture of TDI and solvent is fed into the reaction vessel. Then pentanediol and 45 then hydroxyethyl acrylate are added. When the addition of the hydroxyethyl acrylate has ended, the catalyst is added and the reaction is carried out while introducing air. The reaction proceeds for 2.1 hours at 40 to 45 ° C, whereupon the temperature is increased to 80 to 85 ° C and the reaction is continued for 4.3 50 hours, then 0.03% inhibitor is added and the reaction is continued for 1 hour. The product is then allowed to cool. It contains 59.2% non-volatile components, which corresponds to the theoretical value of 60%. The viscosity of the product is 6.0 hours.

55 20 g des ungesättigten Polymers werden mit 1,6 g Acrylsäure, 10,7 g Diäthylenglykoldiacrylat, 9,9 g Trimethylolpro-pantrimethacrylat und 2,0 g Vinylsilan vermischt. Acrylsäure, Diäthylenglykoldiacrylat und Trimethylolpropantriacrylat sind ungesättigte Monomere. Diese Lösung aus ungesättigtem 60 Polymer und ungesättigten Monomeren wird als Teil I bezeichnet. 1 g tert.-Butylhydroperoxid (Peroxidkomponente des Radikalinitiators) wird zu der Lösung aus ungesättigtem Polymer und ungesättigten Monomeren gegeben. 55 20 g of the unsaturated polymer are mixed with 1.6 g of acrylic acid, 10.7 g of diethylene glycol diacrylate, 9.9 g of trimethylolpropane trimethacrylate and 2.0 g of vinylsilane. Acrylic acid, diethylene glycol diacrylate and trimethylolpropane triacrylate are unsaturated monomers. This solution of unsaturated polymer and unsaturated monomers is referred to as Part I. 1 g of tert-butyl hydroperoxide (peroxide component of the radical initiator) is added to the solution of unsaturated polymer and unsaturated monomers.

Wedron-5010-Sand (gewaschener und getrockneter fein-65 körniger Quarzsand AFSGFN 66) wird in eine geeignete Mischeinrichtung eingebracht. Teil I und die Peroxidkomponente des Radikalinitiators werden mit dem Sand vermischt, bis eine gleichmässige Verteilung erreicht ist. Der Gehalt an Wedron 5010 sand (washed and dried fine-65 granular quartz sand AFSGFN 66) is placed in a suitable mixing device. Part I and the peroxide component of the radical initiator are mixed with the sand until an even distribution is achieved. The content of

660 019 660 019

6 6

Teil I und Peroxid beträgt 2%, bezogen auf das Gewicht des Sands. Part I and peroxide is 2% based on the weight of the sand.

Die Sandmischung wird in einen herkömmlichen Kernkasten zur Herstellung von hanteiförmigen Standard-Zugfe-stigkeits-Testkernen eingeschossen. Die hanteiförmigen Testkerne werden dann gehärtet, indem man sie der Katalysatorkomponente des Radikalinitiators aussetzt, d.h. gasförmigem Schwefeldioxid. Die Kerne werden etwa Vi Sekunde (Gaszeit) dem S02-Katalysator ausgesetzt, worauf man den Katalysator durch 15 Sekunden dauerndes Spülen mit Stickstoff entfernt und die Kerne aus dem Kasten entnimmt. Die Zugfestigkeit des Kerns (kg/cm2) beträgt 15,68 bei der Entnahme aus dem Kasten, 14,41 nach 3 Stunden und 15,96 nach 24 Stunden. The sand mixture is shot into a conventional core box for the production of standard dumbbell-shaped tensile test cores. The dumbbell-shaped test cores are then hardened by exposing them to the catalyst component of the radical initiator, i.e. gaseous sulfur dioxide. The cores are exposed to the S02 catalyst for about five seconds (gas time), after which the catalyst is removed by flushing with nitrogen for 15 seconds and the cores are removed from the box. The tensile strength of the core (kg / cm2) is 15.68 when removed from the box, 14.41 after 3 hours and 15.96 after 24 hours.

Hanteiförmige Kerne, ähnlich den vorstehend beschriebenen Kernen, werden für Ausschütteltests mit Aluminium-giesslingen verwendet. Sieben hanteiförmige Zugfestigkeits-Prüfkörper werden in einer Form angeordnet. Die Form weist ein Angusssystem auf und ist so gestaltet, dass Hohlgiesslinge mit einer allseitigen Metalldicke von etwa 6,35 mm entstehen. Der Giessling ist an einem Ende mit einer Öffnung versehen, über die der Kern entfernt werden kann. Aus Aluminiumbarren erschmolzenes Aluminium von etwa 704 °C wird in die Dumbbell-shaped cores, similar to the cores described above, are used for shaking tests with aluminum castings. Seven dumbbell-shaped tensile test specimens are arranged in a mold. The shape has a sprue system and is designed in such a way that hollow castings with a metal thickness of around 6.35 mm are created on all sides. The casting is provided at one end with an opening through which the core can be removed. Melted aluminum of around 704 ° C is cast into the

Form gegossen. Nach etwa 1 stündigem Abkühlen werden die Aluminiumgiesslinge von dem Angusssystem abgebrochen und aus der Form entnommen, um Ausschütteltests durchzuführen. Cast form. After cooling for about 1 hour, the aluminum castings are broken off from the sprue system and removed from the mold in order to carry out shaking tests.

s Für die Ausschütteltests wird der Giessling in einen Behälter von 3,8 Liter Inhalt eingebracht. Hierauf wird der Behälter auf einen Schüttelmechanismus aufgebracht und 5 Minuten geschüttelt. Das Gewicht des auf diese Weise aus dem Giessling entfernten Sandkerns wird mit dem Anfangs-io gewicht des Sandkerns verglichen und aus Ausschüttelgrad (%) ausgedrückt. Sand, der nach dem beschriebenen Schütteln in dem Giessling zurückbleibt, wird ausgekratzt und ebenfalls gewogen. Der mit dem vorstehend beschriebenen Binder gebundene Sandkern ergibt einen Ausschüttelgrad 15 von 100%. Der beschriebene Ausschütteltest ist kein Standardtest, jedoch ist den Anmeldern kein Standardtest zur Messung dieser Eigenschaft bekannt. Der angewandte Test erlaubt jedoch eine Bewertung der Zerfallseigenschaften des Binders und einen Vergleich der relativen Zerfallseigenschaf-20 ten der Binder. Die angegebenen Prozentsätze unterliegen bestimmten Schwankungen, stellen jedoch zuverlässige Indikatoren dar. s For the shaking tests, the castings are placed in a 3.8 liter container. The container is then placed on a shaking mechanism and shaken for 5 minutes. The weight of the sand core removed from the casting in this way is compared to the initial io weight of the sand core and expressed from the degree of shaking (%). Sand that remains in the casting after the described shaking is scraped out and also weighed. The sand core bound with the binder described above gives a shaking degree 15 of 100%. The described shaking test is not a standard test, but the applicants are not aware of any standard test for measuring this property. However, the test used allows an evaluation of the decay properties of the binder and a comparison of the relative decay properties of the binder. The percentages given are subject to certain fluctuations, but are reliable indicators.

Beispiel Sand Example sand

Teil I part One

a) ungesättigtes Monomer b) ungesättigtes Polymer a) unsaturated monomer b) unsaturated polymer

Herstellung des ungesättigten Polymers i) Polyisocyanat, Moläquivalent ii) Polyol, Moläquivalent iii) Acrylat, Moläquivalent iv) Katalysator v) Inhibitor vii) Lösungsmittel, % Preparation of the unsaturated polymer i) polyisocyanate, mol equivalent ii) polyol, mol equivalent iii) acrylate, mol equivalent iv) catalyst v) inhibitor vii) solvent,%

viii) Temp./Zeit, °C/h ix) Viskosität, St x) nicht flüchtige Bestandteile, viii) temp./time, ° C / h ix) viscosity, St x) non-volatile components,

% %

gef. found

theor. theor.

c) Additiv, g Radikalinitiator (Teil II) c) additive, g radical initiator (part II)

a) Peroxidkomponente b) Katalysatorkomponente Gaszeit, s a) peroxide component b) catalyst component gas time, s

Spülzeit, s Flushing time, see

Zugfestigkeit, kg/cm2 bei Entnahme 3h 24 h Tensile strength, kg / cm2 when removed 3 hours 24 hours

Bindergehalt (Teil I + Peroxidkomponente) gegossenes Metall Ausschüttelgrad, % Binder content (part I + peroxide component) cast metal Degree of shaking,%

3 3rd

Wedron 5010 von 23,3 bis 25,6 °C Wedron 5010 from 23.3 to 25.6 ° C

1,6 g Acrylsäure, 10,7 g Diäthylenglykoldiacrylat, 9,9 g Trimethylolpropantrimeth-acrylat 1.6 g acrylic acid, 10.7 g diethylene glycol diacrylate, 9.9 g trimethylolpropane trimeth acrylate

20 g auf die nachstehende Weise hergestelltes Polymer 20 g of polymer produced in the following manner

TDI, 4 Glycerin, 1 TDI, 4 glycerin, 1

Hydroxyäthylacrylat, 5 Dibutylzinndilaurat, 0,14% Hydrochinonmonomethyl-äther Hydroxyethyl acrylate, 5 dibutyltin dilaurate, 0.14% hydroquinone monomethyl ether

Äthylhexylacrylat und Hydroxyäthlacrylat, 40% 2,13 h bei 40 bis 45 °C und dann 4,8 h bei 80 bis 85 °C 16,0 Ethylhexyl acrylate and hydroxyethyl acrylate, 40% 2.13 h at 40 to 45 ° C and then 4.8 h at 80 to 85 ° C 16.0

63,9 60,0 63.9 60.0

Vinylsilan, 2,0 Vinylsilane, 2.0

tert.-Buthylhydroperoxid, 2,2% tert-butyl hydroperoxide, 2.2%

SCh-Gas SH gas

0,5 0.5

15 mit N2 15 with N2

12,51 15,26 16,38 12.51 15.26 16.38

2% 2%

Aluminium 100 Aluminum 100

7 7

660 019 660 019

Beispiele Sand Teil I Examples sand part I

Herstellung des ungesättigtes Polymers i) Polyisocyanat, Moläquivalent ii) Polyol, Moläquivalent iii) Acrylat, Moläquivalent iv) Katalysator v) Inhibitor vii) Lösungsmittel, % Preparation of the unsaturated polymer i) polyisocyanate, mol equivalent ii) polyol, mol equivalent iii) acrylate, mol equivalent iv) catalyst v) inhibitor vii) solvent,%

viii) Temp./Zeit, °C/h ix) Viskosität, St x) nichtflüchtige Bestandteile, % viii) temp./time, ° C / h ix) viscosity, St x) non-volatile components,%

gef. found

theor. theor.

c) Additiv, g Beispiele c) additive, g examples

Radikalinitiator (Teil II) Radical initiator (part II)

Spülzeit, s Flushing time, see

Zugfestigkeit, kg/cm2 bei Entnahme 3h 24 h 48 h Tensile strength, kg / cm2 when removed 3h 24 h 48 h

Beispiele Sand a) ungesättigtes Monomer Examples sand a) unsaturated monomer

Radikalinitiator (Teil II) Radical initiator (part II)

Spülzeit, s Flushing time, see

Zufgestigkeit, kg/cm2 bei Entnahme 3h 24 h Tolerance, kg / cm2 when removed 3h 24 h

Beispiele Sand Teil (I) Examples sand part (I)

a) ungesättigtes Monomer b) ungesättigtes Polymer i) Polyisocyanat, Moläquivalent ii) Polyol, Moläquivalent iii) Acrylat, Moläquivalent iv) Katalysator v) Inhibitor a) unsaturated monomer b) unsaturated polymer i) polyisocyanate, mole equivalent ii) polyol, mole equivalent iii) acrylate, mole equivalent iv) catalyst v) inhibitor

4 4th

Wedron 5010 Wedron 5010

1,6 g Acrylsäure, 10,7 g Diäthylenglykoldiacrylat, 9,9 g Trimethylolpropantriacrylat 1.6 g acrylic acid, 10.7 g diethylene glycol diacrylate, 9.9 g trimethylolpropane triacrylate

20 g des auf die nachstehende Weise hergestellten Polymers 20 g of the polymer prepared in the following manner

2,2 g Hydroxyäthylacrylat, 20,8 g Dicyclopentenylacrylat, 17,3 g (N-Methylcarbamoyloxy)-äthyl-acrylat 2.2 g hydroxyethyl acrylate, 20.8 g dicyclopentenyl acrylate, 17.3 g (N-methylcarbamoyloxy) ethyl acrylate

TDI, 3 TDI, 3rd

Olin 20-265 (Polyoxypropylenglykol), 1 Hydroxyäthylacrylat, 4 Dibutylzinndilaurat, 0,14% Hydrochinonmonomethyläther Äthylhexylacrylat und Hydroxyäthylacrylat, 40% Olin 20-265 (polyoxypropylene glycol), 1 hydroxyethyl acrylate, 4 dibutyltin dilaurate, 0.14% hydroquinone monomethyl ether, ethylhexyl acrylate and hydroxyethyl acrylate, 40%

2.1 h bei 40 bis 45 °C und 4,75 h bei 80 bis 85 °C 2.1 h at 40 to 45 ° C and 4.75 h at 80 to 85 ° C

4.2 4.2

59,2 60,0 59.2 60.0

Vinylsilan, 2,0 Vinylsilane, 2.0

25 25th

4 5 4 5

11,3% Cumolhydroperoxid 11.3% cumene hydroperoxide

SCh-Gas SH gas

0,5 0.5

15 mit N2 11,25 15 with N2 11.25

16,31 2% 16.31 2%

Aluminium 100 Aluminum 100

40 40

6 6

Wedron 5010 Wedron 5010

40 g Pentaerythrittriacrylat 40 g pentaerythritol triacrylate

2,4% tert.-Butylhydroperoxid 2.4% tert-butyl hydroperoxide

SCh-Gas SH gas

0,5 0.5

15 15

3,37 3.37

2,4% tert.-Butylhydroperoxid 2.4% tert-butyl hydroperoxide

SCh-Gas SH gas

1 1

15 mit N2 15 with N2

1,76 1.76

2% 2%

7 7

Wedron 5010 Wedron 5010

7,2 g Acrylsäure, 21,4 g 7.2 g acrylic acid, 21.4 g

Diäthylenglykoldiacrylat, 13 g Diethylene glycol diacrylate, 13 g

Trimethylolpropantriacrylat Trimethylolpropane triacrylate

2,4% tert.-Butylhydroperoxid 2.4% tert-butyl hydroperoxide

SCh-Gas SH gas

1 1

10 10th

9,14 9.14

2% 2%

8 8th

Wedron 5010 Wedron 5010

auf die nachstehende Weise hergestellt, 40 g TDI, 3 made in the following manner, 40 g TDI, 3

Olin 20-265,1 Hydroxyäthylacrylat, 4 Dibutylzinndilaurat, 0,14% Hydrochinonmonomethyläther, 0,07% Olin 20-265.1 hydroxyethyl acrylate, 4 dibutyltin dilaurate, 0.14% hydroquinone monomethyl ether, 0.07%

660 019 660 019

8 8th

vii) Lösungsmittel, % vii) solvent,%

viii) Temp./Zeit, ° C/h ix) Viskosität x) nichtflüchtige Bestandteile, % viii) Temp./time, ° C / h ix) Viscosity x) non-volatile components,%

gef. found

theor. theor.

c) Additiv, g Beispiele c) additive, g examples

Radikalinitiator (Teil II) Radical initiator (part II)

Spülzeit, s Flushing time, see

Kaltfestigkeit Cold strength

Bindergehalt (Teil I + Peroxidkomponente) gegossenes Metal Ausschüttelgrad, % Binder content (part I + peroxide component) cast metal, degree of shaking,%

Beispiele Sand Teil I Examples sand part I

a) ungesättigtes Monomer b) ungesättigtes Polymer Herstellung des ungesättigten Polymers i) Polyisocyanat, Moläquivalent ii) Polyol, Moläquivalent iii) Acrylat, Moläquivalent iv) Katalysator v) Inhibitor vii) Lösungsmittel, % a) unsaturated monomer b) unsaturated polymer preparation of the unsaturated polymer i) polyisocyanate, mole equivalent ii) polyol, mole equivalent iii) acrylate, mole equivalent iv) catalyst v) inhibitor vii) solvent,%

gef. found

theor. theor.

c) Additiv, g Beispiele c) additive, g examples

Radikalinitiator (Teil II) Radical initiator (part II)

Spülzeit, s Flushing time, see

Beispiel Sand Teil I Example sand part I

Pentoxon (93,7), Hydroxyäthylacrylat, 35% 2 h bei 40 bis 45 ° C und dann 4 h bei 80 bis 85 °C Pentoxone (93.7), hydroxyethyl acrylate, 35% for 2 h at 40 to 45 ° C and then 4 h at 80 to 85 ° C

Thixotrop nach 3 Tagen Thixotropic after 3 days

63,1 65 63.1 65

2,0 g Vinylsilan A-172,1,6 g Acrylsäure 8 2.0 g vinylsilane A-172.1.6 g acrylic acid 8

90% tert.-Butylhydroperoxid, 2,2% 90% tert-butyl hydroperoxide, 2.2%

SCh-Gas SH gas

0,5 0.5

15 mit N2 15 with N2

3,73 6,54 3.73 6.54

10,90 2% 10.90 2%

9 9

Wedron 5010 Wedron 5010

1,6 g Acrylsäure, 9,9 g 1.6 g acrylic acid, 9.9 g

Trimethylolpropantriacrylat hergestellt auf die nachstehende Weise, 20 g Trimethylolpropane triacrylate made in the following manner, 20 g

TDI, 3,5 TDI, 3.5

Glycerin/Diäthylenglykol-Gemisch (1:1), 1 Hydroxyäthylacrylat, 45 Dibutylzinndilaurat, 0,14% Hydrochinonmonomethyläther, 0,07% Äthylhexylacrylat + Hydroxyäthylacrylat (4:6), 40% Glycerin / diethylene glycol mixture (1: 1), 1 hydroxyethyl acrylate, 45 dibutyltin dilaurate, 0.14% hydroquinone monomethyl ether, 0.07% ethylhexyl acrylate + hydroxyethyl acrylate (4: 6), 40%

2 h bei 40 bis 45 °C und dann 4,8 h bei 80 bis 85 °C 2 h at 40 to 45 ° C and then 4.8 h at 80 to 85 ° C

10 10th

Wedron 5010 wie in Beispiel 9 Wedron 5010 as in Example 9

59,9 60,0 59.9 60.0

Vinylsilan A-172,2 HiSol 10,10,7 Vinylsilane A-172.2 HiSol 10.10.7

45 45

9 10 9 10

70% tert.-Butylhydroperoxid, 2,2% 70% tert-butyl hydroperoxide, 2.2%

SCh-Gas SH gas

0,5 0.5

15 mit N2 15 with N2

0,5% SO2 in N2 als Trägergas 0.5% SO2 in N2 as carrier gas

0,5 0.5

keine no

16,03 4,92 16.03 4.92

15,96 8,58 15.96 8.58

18,07 15,68 18.07 15.68

2% 1,5% Aluminium 100 2% 1.5% aluminum 100

11 11

Wedron 5010 Wedron 5010

1,6 g Acrylsäure, 1.6 g acrylic acid,

5,49 gDiäthylenglykoldiacrylat, 9,9 g Trimethylolpropantriacrylat auf die nachstehende Weise hergestellt, 20 g 5.49 g of diethylene glycol diacrylate, 9.9 g of trimethylolpropane triacrylate prepared in the following manner, 20 g

9 9

660 019 660 019

gef. found

theor. theor.

Spülzeit, s Flushing time, see

Beispiel Sand Teil I Example sand part I

gef. found

theor. theor.

c) Additive, g Radikalinitiator (Teil II) c) additives, g radical initiator (part II)

Spülzeit, s Flushing time, see

TDI, 4 Glycerin, 1 Hydroxyäthylacrylat Dibutylzinndilaurat, 0,14 Hydrochinonmonomethyläther, 0,03 Methylisoamylketon/HiSol 10 (65:35) 35% TDI, 4 glycerin, 1 hydroxyethyl acrylate dibutyltin dilaurate, 0.14 hydroquinone monomethyl ether, 0.03 methyl isoamyl ketone / HiSol 10 (65:35) 35%

1,75 h bei 40 bis 45 °C und dann 4,5 h bei 80 bis 85 °C 10 1.75 h at 40 to 45 ° C and then 4.5 h at 80 to 85 ° C 10

64,1 65 64.1 65

Vinylsilan, 2,0, HiSol 10, 5,3 Vinylsilane, 2.0, HiSol 10, 5.3

70% tert.-Butylhydroperoxid, 2,2% 1% SCh in N2 als Trägergas 20 70% tert-butyl hydroperoxide, 2.2% 1% SCh in N2 as carrier gas 20

keine no

15,33 11,04 16,38 15.33 11.04 16.38

1.5 1.5

Aluminium aluminum

100 100

12 12

Wedron 5010 Wedron 5010

1.6 g Acrylsäure, 5,49 g Diäthylenglykoldiacrylat, 9,9 g Trimethylolpropantriacrylat hergestellt auf die nachstehende Weise, 20 g 1.6 g of acrylic acid, 5.49 g of diethylene glycol diacrylate, 9.9 g of trimethylolpropane triacrylate prepared in the following manner, 20 g

TDI,4 Glycerin, 1 Hydroxyäthylacrylat Dibutylzinndilaurat, 0,14 Hydrochinonmonomethyläther, 0,03 Methylisoamylketon/HiSol 10 (65:35), 35% TDI, 4 glycerin, 1 hydroxyethyl acrylate dibutyltin dilaurate, 0.14 hydroquinone monomethyl ether, 0.03 methyl isoamyl ketone / HiSol 10 (65:35), 35%

64,1 65 64.1 65

Vinylsilan, 2,0, HiSol 10, 5,3 Vinylsilane, 2.0, HiSol 10, 5.3

70% Tert.-Butylhydroperoxid, 2,2% 70% tert-butyl hydroperoxide, 2.2%

SCh-Gas SH gas

0,5 0.5

15 mit Luft 15 with air

12,44 12.44

6,68 6.68

10,55 10.55

1,5 1.5

Aluminium 100 Aluminum 100

G G

Claims

660 019 PATENT CLAIMS

1. A method for joining at least two materials, characterized in that a) a binder is distributed on at least one of the materials and contains a binder which contains at least one ethylenically unsaturated monomer and / or polymer,

b) bringing the materials to be joined into contact with each other and c) polymerizing the binder with a radical initiator which comprises at least one organic peroxide and a catalyst which contains gaseous sulfur dioxide.

2. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of at least one ethylenically unsaturated polymer and at least one ethylenically unsaturated monomer is used as the binder.

3. Application of the method according to claim 1 or 2, for the production of foundry molds and cores, characterized in that a) distributing a binder on a foundry molding material which contains at least one ethylenically unsaturated monomer and / or polymer,

b) brings the molding material into the desired shape and c) polymerizes the binder with a radical initiator which comprises an organic peroxide and a catalyst which contains gaseous sulfur dioxide.

4. Use according to claim 3, characterized in that the binder contains an ethylenically unsaturated polymer selected from the group consisting of acrylated epoxy resins, acrylated urethane resins, polyether acrylates, polyester acrylates or mixtures thereof.

5. Application according to claim 4, characterized in that the foundry molding material is sand.

6. Use according to claim 5, characterized in that the binder contains a mixture in which the ethylenically unsaturated polymer is mixed with at least one other ethylenically unsaturated polymer.

7. Application according to claim 3, characterized in that the binder contains an acrylated urethane polymer.

Use according to claim 7, characterized in that the binder further contains a reactive ethylenically unsaturated monomer, e.g. a polyfunctional acrylate, such as pentaerythritol triacrylate, trimethyolpropane triacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate or mixtures thereof.

9. Application according to claim 7, characterized in that the acrylated urethane polymer is derived from reactants which contain tolylene diisocyanate, at least one polyol and hydroxyethyl acrylate.

10. Use according to claim 9, characterized in that the polyol comprises glycerin.

11. Use according to claim 10, characterized in that the polyol also comprises diethylene glycol.

12. Application according to claim 11, characterized in that the monomer also contains acrylic acid.

13. Application according to claim 7, characterized in that the binder is in a non-aerobic environment when it comes into contact with the gaseous sulfur dioxide.

14. Application according to claim 7, characterized in that the foundry molding material is sand.

15. Application according to one of claims 3 to 14, for the production of foundry molds and cores for light metal casting.