DD148019A5 - COLD-RESISTANT BINDER FOR PARTICULATE SOLIDS, IN PARTICULAR FOUNDRY - Google Patents
COLD-RESISTANT BINDER FOR PARTICULATE SOLIDS, IN PARTICULAR FOUNDRY Download PDFInfo
- Publication number
- DD148019A5 DD148019A5 DD79217850A DD21785079A DD148019A5 DD 148019 A5 DD148019 A5 DD 148019A5 DD 79217850 A DD79217850 A DD 79217850A DD 21785079 A DD21785079 A DD 21785079A DD 148019 A5 DD148019 A5 DD 148019A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- polyol
- nitrogen
- item
- binder
- binder according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/50—Polyethers having heteroatoms other than oxygen
- C08G18/5021—Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
- B22C1/22—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
- B22C1/22—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
- B22C1/2233—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- B22C1/2273—Polyurethanes; Polyisocyanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
- C08G18/482—Mixtures of polyethers containing at least one polyether containing nitrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein kalthaertendes Bindemittel fuer teilchenfoermige Feststoffe, insbesondere Gieszereisand, auf der Grundlage einer Mischung aus einer Polyhydroxyverbindung und einem Polyisocyanat und ist dadurch gekennzeichnet, dasz die Polyhydroxyverbindung zumindest teilweise aus einem stickstoffbasischen Polyol besteht. Das stickstoffbasische Polyol beschleunigt die Reaktion und die Haertungszeit. Gegebenenfalls kann auch ein Alkali- oder Erdalkaliacetat zur weiteren Beschleunigung der Haertung in dem Bindemittel enthalten sein.The invention relates to a cold curing binder for particulate solids, in particular foundry sand, based on a mixture of a polyhydroxy compound and a polyisocyanate and is characterized in that the polyhydroxy compound consists at least partially of a nitrogen-based polyol. The nitrogen-based polyol accelerates the reaction and the hardening time. Optionally, an alkali or alkaline earth metal acetate may be included in the binder for further acceleration of the hardening.
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein kalthärtendes Bindemittel für teilchenförmige Feststoffe, insbesondere Giessereisand, auf der Grundlage einer Mischung aus einer Polyhydroxyverbindung und einem Polyisocyanat. . The invention relates to a cold-curing binder for particulate solids, in particular foundry sand, based on a mixture of a polyhydroxy compound and a polyisocyanate. ,
2Ϊ7 BSO 2Ϊ7 BSO
Kalthärtende Bindemittel für teilchenförmige Feststoffe, insbesondere Giessereisand, sind bereits bekannt. Beispielsweise werden als derartige Bindemittel Gemische aus Polyhydroxyverbindungen und Polyisocyanaten verwendet (DE-OS 24 40 375), wobei jedoch die Härtung durch Einblasen von gasförmigen und leichtflüchtigen tertiären Aminen, vorzugsweise Triäthylamin und Diäthylamin, durchgeführt werden muss.Cold curing binders for particulate solids, especially foundry sand, are already known. For example, be used as such binder mixtures of polyhydroxy compounds and polyisocyanates (DE-OS 24 40 375), but the cure by blowing gaseous and volatile tertiary amines, preferably triethylamine and diethylamine, must be performed.
Mit den gleichen Härtungsmitteln werden Bindemittelgemische aus Polyisocyanaten und Phenol-Formaldehyd- oder Novolak-Harzen ausgehärtet (DE-AS 1 583 521).Binder mixtures of polyisocyanates and phenol-formaldehyde or novolak resins are cured with the same curing agents (DE-AS 1 583 521).
Die DE-OS 19 20 759 beschreibt den Einsatz höhersiedender Amine bzw. basisch reagierender heterocyclischer Stickstoffverbindungen als Aushärtungsmittel für Bindemittelgemische der vorstehend beschriebenen Art.DE-OS 19 20 759 describes the use of higher-boiling amines or basic heterocyclic nitrogen compounds as curing agents for binder mixtures of the type described above.
Allen diesen bekannten selbsthärtenden Bindemitteln für Giesereisand ist der Nachteil gemeinsam, dass bei der Herstellung von Formen und Kernen aus diesem Sand zur Aushärtung eine dritte Härtungskomponente verwendet werden muss, die sich mit keiner der zwei Komponenten des Bindemittels verpacken lässt, so dass ein aus drei Verpackungen bestehendes System dem Verbraucher angeboten werden muss. Ausserdem sind die Härtungskomponenten übelriechende toxische Substanzen, welche die physiologischen Bedingungen am Arbeitsplatz in bedenklicher Weise beeinflussen.All these known self-hardening binders for foundry sand have the common disadvantage that in the production of molds and cores from this sand for curing a third curing component must be used, which can be packaged with none of the two components of the binder, so that one out of three packages existing system must be offered to the consumer. In addition, the curing components are foul-smelling toxic substances that affect the physiological conditions in the workplace in questionable manner.
Ferner treten beim Einsatz der vorstehend beschriebenen bekannten Systeme beim Abgiessen hohe Graphitisierungsgrade an der Grenzfläche zwischen Formstoffoberfläche und Flüssigmetall auf. Die zu beobachtende Glanzkohlenstoffbildung ver-Furthermore, when using the above-described known systems, high levels of graphitization occur at the interface between the molding material surface and the liquid metal during casting. The observed lustrous carbon formation
-3- 21 7 350-3- 21 7 350
hindert grösstenteils eine einwandfreie Haftung, wenn später eine Oberflächennachbehandlung, beispielsweise durch Lackieren oder Emaillierung, vorgenommen wird.Prevents for the most part a perfect adhesion, if later a surface post-treatment, for example by painting or enamelling, is made.
Ausserdem ist die Thermostabilität der bisher unter Einsatz der bekannten Bindemittel hergestellten Formstoffmischungen zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen insofern unbefriedigend, als aufgrund einer gewissen Thermoplastizität beim Giessvorgang die Messgenauigkeit der produzierten Teile oft zu wünschen übrig lässt.In addition, the thermal stability of the molding material mixtures previously prepared using the known binders for the production of foundry molds and cores is unsatisfactory insofar as due to a certain thermoplasticity in the casting process, the accuracy of the produced parts often leaves something to be desired.
Ziel der Erfindung ist es, ein kalthärtendes Bindemittel für teilchenförmige Feststoffe, insbesondere Giesse.reisand, zu schaffen, dem nicht mehr die vorstehend geschilderten Nachteile anhaften^. · -The aim of the invention is to provide a cold curing binder for particulate solids, in particular Giesse.reisand, to which no longer adhere the disadvantages described above ^. · -
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein kalthärtendes Bindemittel für teilchenförmige Feststoffe, insbesondere Giessereisand, auf der Grundlage einer Mischung aus einer Polyhydroxyverbindung und einem Polyisocyanat gelöst. Dieses Bindemittel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Polyhydroxyverbindung zumindest teilweise aus einem stickstoffbasischen Polyol besteht.This object is achieved according to the invention by a cold-curing binder for particulate solids, in particular foundry sand, based on a mixture of a polyhydroxy compound and a polyisocyanate. This binder is characterized in that the polyhydroxy compound consists at least partially of a nitrogen-based polyol.
Die erfindungsgemäss eingesetzten Polyole sind bekannt und auf dem Markt erhältlich, so dass ihre Herstellung nicht mehr erläutert werden muss. Sie lassen sich aus A'thylendiamin und seinen Oligomeren, wie Diäthylentriamin, Triäthylentetramin oder Tetraäthylenpentamin, oder Propylendiamin und seinen Oligomeren, beispielsweise Dipropylentriamin, Tripropylentetramin etc. oder Nitrilotriäthylendiamin, herstellen. Die erwähnten Amine werden in bekannter Weise mit Äthylenoxid, Propylenoxid bzw. 1,2-Butylenoxid ein- oder mehrfach umgesetzt. Vorzugsweise wird erfindungsgemäss ein Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Äthylendiamin mit 5,7 oder 9 Mol Propylenoxid eingesetzt.The polyols used according to the invention are known and available on the market, so that their preparation no longer needs to be explained. They can be prepared from ethylenediamine and its oligomers, such as diethylenetriamine, triethylenetetramine or tetraethylenepentamine, or propylenediamine and its oligomers, for example dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, etc., or nitrilotriäthylendiamin. The amines mentioned are reacted in a known manner with ethylene oxide, propylene oxide or 1,2-butylene oxide or more than once. According to the invention, preference is given to using a reaction product of 1 mol of ethylenediamine with 5.7 or 9 mol of propylene oxide.
Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäss eingesetzten Polyole eine OH-Zahl von 100 bis 1800, insbesondere 200 bis 800. Die OH-Zahl wird in mg KOH pro g Substanz ausgedrückt.The polyols used according to the invention preferably have an OH number of from 100 to 1800, in particular from 200 to 800. The OH number is expressed in mg KOH per g of substance.
217 850217 850
Vorzugsweise ist das stickstoffbasische Polyol di- bis pentafunktionell, wobei Mischungen verschiedener stickstof fbasischer Polyole mit verschiedenen Funktionalitäten eingesetzt werden können.Preferably, the nitrogen-based polyol is di- to pentafunctional, whereby mixtures of different nitrogen-based polyols having various functionalities can be used.
Als Polyisocyanate kommen erfindungsgemäss alle an sich bekannten Polyisocyanate mit mindestens zwei Isocyanatgruppen infrage. Geeignet sind beispielsweise Prepolymere, hergestellt durch partielle Umsetzung von Toluylendiisocyanat und Glykolen, wie Äthylenglykol, ferner aliphatische Isocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat, alicyclische Polyisocyanate, wie 4,4-Dicyclohexylmethandiisocyanat, sowie aromatische Polyisocyanate, wie 3,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Naphthalin-1,5-diisocyanat, Triphenylmethantriisocyanat, Xyloldiisocyanat oder Methylderivate davon, Polymethylenpolyphenylisocyanat sowie dessen Methylderivate oder Chlorphenylen-2,4-diisocyanat.Suitable polyisocyanates according to the invention are all polyisocyanates known per se with at least two isocyanate groups. Suitable examples are prepolymers prepared by partial reaction of tolylene diisocyanate and glycols, such as ethylene glycol, also aliphatic isocyanates, such as hexamethylene diisocyanate, alicyclic polyisocyanates, such as 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate, and aromatic polyisocyanates, such as 3,4- and 2,6-toluene diisocyanate, Diphenylmethane diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, xylene diisocyanate or methyl derivatives thereof, polymethylene polyphenyl isocyanate and its methyl derivatives or chlorophenylene-2,4-diisocyanate.
Besonders geeignet ist das Diphenylmethandiisocyanat, das sowohl in reiner als auch in roher technischer Form eingesetzt werden kann.Particularly suitable is the diphenylmethane diisocyanate, which can be used both in pure as well as in raw technical form.
Die erfindungsgemäss einsetzbaren Polyisocyanate sind ebenso wie die definierten Polyole im Handel unter diversen Warenzeichen erhältlich.The polyisocyanates which can be used according to the invention, like the defined polyols, are commercially available under various trademarks.
Das Mol-Verhältnis der Polyisocyanate zu den Polyolen beträgt 1 : 1, da es entscheidend ist, dass sämtliche Isocyanatgruppen abgeblockt bzw. durch chemische Reaktionen mit den Polyolen gebunden werden.The molar ratio of the polyisocyanates to the polyols is 1: 1, since it is crucial that all isocyanate groups are blocked or bonded by chemical reactions with the polyols.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das stickstoffbasische Polyol in Mischung mitAccording to another preferred embodiment of the invention, the nitrogen-based polyol is mixed with
einem insbesondere di- bis pentafunktionellen stickstofffreien Polyol verwendet. Man kann auch Mischungen aus verschiedenen stickstoffbasischen mit verschiedenen stickstofffreien Polyolen einsetzen.a particular di- to pentafunctional nitrogen-free polyol used. It is also possible to use mixtures of different nitrogen-based polyols with various nitrogen-free polyols.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass von den für die Umsetzung mit Polyisocyanaten bekannten Polyhydroxyverbindungen die stickstoffbasischen Polyole als Komponente kalthärtender Bindemittel für teilchenförmige Feststoffe, insbesondere Giessereisand, schnell ohne einen Katalysator reagieren. Im Falle der bekannten Verwendung von stickstofffreien Polyolen ist, wie eingangs dargelegt wurde, der Einsatz eines gasförmigen und leichtflüchtigen tertiären Amins als Katalysator erforderlich.The invention is based on the surprising finding that of the polyhydroxy compounds known for the reaction with polyisocyanates, the nitrogen-based polyols as component of cold-curing binders for particulate solids, in particular foundry sand, react rapidly without a catalyst. In the case of the known use of nitrogen-free polyols, as described above, the use of a gaseous and volatile tertiary amine is required as a catalyst.
Da 'in an sich bekannter Weise die höherfunktionellen stickstof fbasischen Polyole schneller reagieren als die niedrigfunktionellen, kann man durch eine entsprechende Auswahl der Funktionalität dieser Verbindungen für die jeweiligen Verwendungszwecke angepasste kalthärtende Bindemittel für Giessereisand formulieren. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht noch durch die Mitverwendung der stickstofffreien Polyole, die im Gegensatz zu den "schnellen" stickstof fbasischen Polyolen als "langsame " Polyole zu bezeichnen sind und Abmischungen ermöglichen, die, je nach der Menge der stickstofffreien Polyole, entsprechend langsamer aushärten.Since the higher-functionality nitrogen-based polyols react more quickly than the low-functionality ones in a manner known per se, one can formulate cold-setting binders for foundry sand by appropriate selection of the functionality of these compounds for the respective purposes of use. Another variation is still the concomitant use of nitrogen-free polyols, which are in contrast to the "fast" nitrogen-based polyols as "slow" polyols and mixtures allow, depending on the amount of nitrogen-free polyols, correspondingly slower cure.
Die Erfindung beruht auf der weiteren Erkenntnis, dass zu einer weiteren Erhöhung der Aushärtungsgeschwindigkeit, die jedoch an sich ausreichend ist, neue Katalysatoren verwendet werden können, die aus Alkali- oder Erdalkaliacetaten bestehen. Besonders geeignet ist Kaliumacetat, man kann jedoch auch auf Natriumacetat oder Calcium-The invention is based on the further realization that new catalysts can be used to further increase the cure rate, which, however, is sufficient in itself, consisting of alkali or Erdalkaliacetaten. Particularly suitable is potassium acetate, but it is also possible to use sodium acetate or calcium
D ""D ""
acetat mit Vorteil zurückgreifen. Beispielsweise wird Kaliumacetat in einem Glykol, wie Ä'thylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, A'thylendiglykol oder Propylenglykol, verwendet. Ferner kann man das Kaliumacetat in Glycerin auflösen. Diäthylenglykol wird am zweckmässigsten eingesetzt. Calciumacetat lässt sich 10 %-ig in Äthylenglykol lösen, desgleichen Natriumacetat. Die Lösungen dieser als Katalysatoren wirkenden Acetate werden der Polyolkomponente zugesetzt, so dass erfindungsgemässe Bindemittel auch bei Verwendung eines Katalysators in Form eines Zwei-Komponenten-Systems formuliert ist. Sämtliche bisher bekannten vorstehend beschriebenen Systeme mussten in drei getrennten Verpackungen angeboten werden.use acetate with advantage. For example, potassium acetate is used in a glycol such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylenediglycol or propylene glycol. Furthermore, one can dissolve the potassium acetate in glycerol. Diethylene glycol is most conveniently used. Calcium acetate can be 10% dissolved in ethylene glycol, as well as sodium acetate. The solutions of these acetates acting as catalysts are added to the polyol component, so that binder according to the invention is also formulated when using a catalyst in the form of a two-component system. All previously described systems described above had to be offered in three separate packages.
Die Acetate werden dem Bindemittel vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 10 und insbesondere 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, zugesetzt.The acetates are added to the binder preferably in amounts of from 0.1 to 10 and in particular from 0.2 to 5% by weight, based on the binder.
Die erfindungsgemäss als Katalysatoren einsetzbaren Alkali- und Erdalkaliacetate besitzen eine so gute katalytische Wirkung, dass sie sogar die Reaktion der Polyisocyanate mit den stickstofffreien Polyolen zu katalysieren vermögen. Es ist daher möglich, das in dem Bindemittel vorliegende stickstof fbasische Polyol grösstenteils oder vollständig durch ein oder mehrere stickstofffreie Polyole zu ersetzen.The alkali metal and alkaline earth acetates which can be used according to the invention as catalysts have such good catalytic activity that they are capable of catalyzing even the reaction of the polyisocyanates with the nitrogen-free polyols. It is therefore possible to largely or completely replace the nitrogen-based polyol present in the binder with one or more nitrogen-free polyols.
Der Einsatz der vorstehend beschriebenen Katalysatoren ermöglicht eine weitere Variationsmöglichkeit zur Einstellung der Aushärtungsgeschwindigkeit der erfindungsgemässen kalthärtenden Bindemittel. Neben der bereits erwähnten Kombinationsmöglichkeit eines "langsamen" Polyols (stickstofffreies Polyol) mit einem "schnellen" Polyol (stickstoffbasisches Polyol), wobei das letztere die Reaktion des ersteren mit dem Polyisocyanat beschleunigt, kann durch den Einsatz eines Katalysators auch ein "langsames" Polyol beschleunigt werden. Auch eine Dreierkombination aus einemThe use of the above-described catalysts enables a further variation option for adjusting the curing rate of the cold-curing binders according to the invention. In addition to the already mentioned combination possibility of a "slow" polyol (nitrogen-free polyol) with a "fast" polyol (nitrogen-based polyol), the latter accelerating the reaction of the former with the polyisocyanate, the use of a catalyst can also accelerate a "slow" polyol become. Also a tripartite combination of one
JOPFJOPF
?9.CEZ.1979*831232? 9.CEZ.1979 * 831232
T-T-
7 8507,850
"langsamen" Polyol, "schnellen" Polyol sowie einem Alkalioder Erdalkaliacetat als Katalysator ist möglich. Durch eine entsprechende Auswahl aus diesen Möglichkeiten, wobei noch die Funktionalitäten zu berücksichtigen sind, lassen sich für die jeweiligen Zwecke massgeschneiderte kalthärtende Bindemittel herstellen, deren Aushärtungszeiten von 1 Minute bis 2 Stunden und darüber schwanken können."slow" polyol, "fast" polyol and a Alkalioder Erdalkaliacetat as a catalyst is possible. By appropriate selection from these possibilities, whereby the functionalities are still to be considered, tailor-made cold-curing binders can be produced for the respective purposes, whose curing times can vary from 1 minute to 2 hours and more.
Vorzugsweise liegen die mittleren Molekulargewichte der erfindungsgemäss eingesetzten Polyole (unabhängig von der Reaktivität) zwischen 290 und 620.The average molecular weights of the polyols used according to the invention (irrespective of the reactivity) are preferably between 290 and 620.
Die Herstellung der stickstofffreien Polyole ist an sich bekannt. Sie können durch Umsetzung von Diolen, Triolen, Tetrolen oder zuckerartigen Polyhydroxyverbindungen mit 1,2-Alkylenoxiden in Gegenwart eines basischen Katalysators, wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, drucklos oder unter Druck hergestellt werden.The preparation of the nitrogen-free polyols is known per se. They can be prepared by reaction of diols, triols, tetrols or sugar-like polyhydroxy compounds with 1,2-alkylene oxides in the presence of a basic catalyst such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, under pressure or under pressure.
Durch die Erfindung wird daher auch ein ohne Katalysator kalthärtendes Bindemittel für teilchenförmige Feststoffe, insbesondere Giessereisand, zur Verfügung gestellt, das im Gegensatz zu den bisher bekannten Systemen, die unbedingt eines Härters bedurften, in Form von Zwei-Komponenten-Systemen dem Verbraucher angeboten werden kann. Dies ist auch dann der Fall, wenn gegebenenfalls ein Alkalioder Erdalkaliacetat, wie Kaliumacetat, als Härter verwendet wird, da diese Katalysatorkomponente der Polyolkomponente zugemischt werden kann. Ferner bedingen die AlkaliThe invention therefore also provides a catalyst without cold curing for particulate solids, in particular foundry sand, which, in contrast to the hitherto known systems which absolutely require a hardener, can be offered to the consumer in the form of two-component systems , This is also the case when an alkali or alkaline earth metal acetate such as potassium acetate is optionally used as a curing agent, since this catalyst component can be mixed with the polyol component. Furthermore, the alkali cause
ΠΓ7 imn . r. <·> λ c> ΠΓ7 imn. r. <·> Λ c>
oder Erdalkaliacetata als geruchsfreie und nichttoxische Substanzen keine physiologischen Beeinträchtigungen des Arbeitsplatzes. or alkaline earth acetates as odorless and non-toxic substances no physiological impairments of the workplace.
Zur Verbesserung der Haftung zwischen Bindemittel und dem zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen verwendeten feinkörnigen Material, beispielsweise Quarz'sand, Zirkonsand, Olivinsand etc., kann dem erfindungsgemässen Bindemittel ein organofunktionelles Silan in einer Menge von vorzugsweise 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, zugemischt werden. Geeignete Silanverbindungen sind beispiels- -jAininopropyl-triäthoxysilan, ^ -Methacryl-oxypropyltrimethoxysil.an sowie q -Glycidyl-oxypropyl-trimethoxysilan.To improve the adhesion between the binder and the fine-grained material used for the production of foundry molds and cores, for example quartz sand, zircon sand, olivine sand, etc., an organofunctional silane in an amount of preferably 0.05 to 1 wt. %, based on the binder, are admixed. Suitable silane compounds are, for example, -jininopropyltriethoxysilane, ^ -methacryloxypropyltrimethoxysilane and q -glycidyl-oxypropyltrimethoxysilane.
Gelegentlich erleichtern organische Lösungsmittel, welche die Viskosität der Bindemittel herabsetzen, die einheitliche Verteilung derselben auf den teilchenförmigen Feststoffen, beispielsweise Quarzsandteilchen. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise aromatische Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol, Ethylbenzol oder Naphthalin, ferner Lösungsmittel des Äther- und Estertyps, wie beispielsweise Diglykoldimethyläther, Methyldiglykol, Äthyldiglykol, Äthylendiglykol, Äthylglykolacetat, Glycerin und Glycerinester, technische Gemische aus Äthylenglykolacetaten, Furfurylalkohol oder Diacetonalkohol. Ferner kann man auch als viskositätsverminderndes Mittel ein Polyol auf der Basis von Polypropylenglykol mit einer OH-Zahl von 235 bis 265, einem mittleren Molekulargewicht von 450, einer Viskosität von 50 mPa.s, einer Dichte von 1,01 g/cm3 und einem Stockpunkt von -38°C sowie einer Säurezahl von 0,01 verwenden.Occasionally, organic solvents which lower the viscosity of the binders facilitate their uniform distribution on the particulate solids, e.g., silica sand particles. Suitable solvents are, for example, aromatic solvents such as toluene, xylene, ethylbenzene or naphthalene, further solvents of the ether and ester type, such as diglycol dimethyl ether, methyl diglycol, ethyldiglycol, ethylenediglycol, ethyl glycol acetate, glycerol and glycerol esters, technical mixtures of ethylene glycol acetates, furfuryl alcohol or diacetone alcohol. Further, as a viscosity reducing agent is also a polyol based on polypropylene glycol having an OH number of 235 to 265, an average molecular weight of 450, a viscosity of 50 mPa.s, a density of 1.01 g / cm 3 and a Use pour point of -38 ° C and an acid number of 0.01.
Zur Herstellung einer Giessereiformstoffmischung wird beispielsweise getrockneter Quarzsand mit dem Bindemittel in einer Menge von weniger als 6 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 3 Gew.-%,For producing a foundry-material mixture, for example, dried quartz sand with the binder in an amount of less than 6 wt .-%, in particular 0.3 to 3 wt .-%,
217 850217 850
bezogen auf die Gesamtmischung, vermischt. Die Mischung kann auch andere Bestandteile, wie Eisenoxid, Koksmehl, Holzmehl, Pech, Bitumen, Schamotte und/oder andere feuerfeste Stoffe, in feinteiliger Form enthalten.based on the total mixture, mixed. The mixture may also contain other ingredients such as iron oxide, coke flour, wood flour, pitch, bitumen, chamotte and / or other refractory materials in finely divided form.
.Die erhaltene Formstoffmischung wird dann in die gewünschte Form eingebracht und nach bekannten Verfahren verdichtet. Die Aushärtung erfolgt durch Stehenlassen bei Raumtemperatur, wobei die Härtungsgeschwindigkeit durch eine entsprechende Auswahl der einzelnen Komponenten, gegebenenfalls durch Zusatz eines Alkaliacetats als Härtungskatalysätor, modifiziert werden kann..The resulting molding material mixture is then introduced into the desired shape and compacted by known methods. The curing is carried out by standing at room temperature, wherein the curing rate can be modified by an appropriate selection of the individual components, optionally by adding an alkali metal acetate as a curing catalyst.
Die unter Einsatz der erfindungsgemässen Bindemittel hergestellten Gussteile besitzen ein gutes Oberflächenhaftvermögen für Lackierungs- und—Emailleschichten.The castings produced using the binders according to the invention have good surface adhesion for paint and enamel coatings.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teilangaben sind Gewichtsteile und alle Prozentangaben Gewichtsprozente, sofern nichts anderes angegeben ist.The following examples illustrate the invention. All parts are parts by weight and all percentages are by weight unless otherwise specified.
Ausführungsbeispiele Beispiel 1Exemplary embodiments Example 1
Härterlösunghardener solution
53,8 % aliphatisches, höherfunktionelles, stickstofffreies Polyol mit einer OH-Zahl von 380 bis 420, einer Viskosität bei 25°C von 5000 mPa.s, einer Dichte von 1,09 g/cm3, einem Stockpunkt von -60C und einer Säurezahl (mg KOH/g von 0,006) (Polyol I)53.8% aliphatic, higher functional, nitrogen-free polyol having an OH number of 380 to 420, a viscosity at 25 ° C of 5000 mPa.s, a density of 1.09 g / cm 3 , a pour point of -6 0 C. and an acid number (mg KOH / g of 0.006) (polyol I)
1 η η r"? ι η -ι1 η η r "ι η -ι
- ίο -- ίο -
217217
23,1 % stickstoffbasisches, aliphatisches, tetrafunktionelles, hochreaktives Polyol (OH-Zahl 460 bis 500, Viskosität bei 250C 4100 mPa.s, Dichte 1,02/ Stockpunkt -12°C) (Polyol II)23.1% basic nitrogen, aliphatic, tetrafunctional, highly reactive polyol (OH number 460 to 500, viscosity at 25 0 C 4100 mPa.s, density 1.02 / pour point -12 ° C) (Polyol II)
23,1 % technisches Lösungsmittelgemisch aus Äthylenglykolacetaten, Siedegrenzen 185 bis 195°C23.1% technical solvent mixture of ethylene glycol acetates, boiling limits 185 to 195 ° C.
Formstoffrai schungFormstoffrai research
100,0 % Quarzsand H 32 0,7 % obiger Härterlösung100.0% quartz sand H 32 0.7% of the above hardener solution
0,7 % Diphenylmethandiisocyanat, roh, technisch0.7% diphenylmethane diisocyanate, crude, technical
Aushärtezeit zur Entnahme aus der Form: 18 bis 20 MinutenHardening time for removal from the mold: 18 to 20 minutes
Härterlösunghardener solution
40,0 % Polyol I 40,0 % Polyol II 20,0 % Methyldiglykol40.0% polyol I 40.0% polyol II 20.0% methyl diglycol
FormstoffmischungMolding mixture
100,0 % Quarzsand H 0,9 % obiger Härterlösung100.0% quartz sand H 0.9% of the above hardener solution
0,9 % Diphenylmethandiisocyanat, roh, technisch Aushärtezeit zur Entnahme aus der Form: ca. 5 Minuten0.9% diphenylmethane diisocyanate, crude, technical Curing time for removal from the mold: about 5 minutes
Härterlösunghardener solution
90,0 % Polyol I 10,0 % einer 25 %-igen Kaliumacetatlösung in Äthylendiglykol90.0% Polyol I 10.0% of a 25% potassium acetate solution in ethylene diglycol
FormstoffmischungMolding mixture
100,0 % Quarzsand H 1,0 % obiger Härterlösung100.0% quartz sand H 1.0% above hardener solution
1,0 % Diphenylmethandiisocyanat, roh, technisch Aushärtezeit zur Entnahme aus der Form: ca. 6 bis 9 Minuten1.0% diphenylmethane diisocyanate, crude, technical Curing time for removal from the mold: about 6 to 9 minutes
Härterlösunghardener solution
39,8 % Polyol I39.8% polyol I
39,8 % Polyol II39.8% polyol II
20,0 % Äthylendiglykol20.0% ethylene diglycol
0,4 % Kaliumacetat0.4% potassium acetate
FormstoffmischungMolding mixture
100,0 % Quarzsand H 0,9 % obiger Härterlösung100.0% quartz sand H 0.9% of the above hardener solution
0,9 % Diphenylmethandiisocyanat, roh, technisch Aushärtezeit zur Entnahme aus der Form: . ca. 9 bis 11 Minuten0.9% diphenylmethanediisocyanate, crude, technical Hardening time for removal from the mold:. about 9 to 11 minutes
Claims (9)
insbesondere Giessereisand, auf der Grundlage einer Mischung aus einer Polyhydroxyverbindung und einem Polyisocyanat, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyhydroxyver-1. Cold-curing binder for particulate solids,
in particular foundry sand, based on a mixture of a polyhydroxy compound and a polyisocyanate, characterized in that the polyhydroxy
Polyol besteht.- Bond at least partially from a nitrogen-based
Polyol exists.
das Polyol eine OH-Zahl von 100 bis 1800, insbesondere 200
bis 800, besitzt.2. Binder according to item 1, characterized in that
the polyol has an OH number of 100 to 1800, in particular 200
to 800, owns.
pentafunktionellen stickstofffreien Polyol vorliegt.5. A binder according to item 1 to 4, characterized in that the nitrogen-based polyol in admixture with a di- to
pentafunctional nitrogen-free polyol is present.
stickstoffbasische Polyol zum grössten Teil oder vollständig durch ein stickstofffreies Polyol ersetzt ist.7. binder according to item 6, characterized in that the
nitrogen-based polyol is largely or completely replaced by a nitrogen-free polyol.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782855391 DE2855391A1 (en) | 1978-12-21 | 1978-12-21 | COLD-HARDENING BINDING AGENT FOR PARTICULATE SOLIDS, IN PARTICULAR FOUNDRY SAND |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD148019A5 true DD148019A5 (en) | 1981-05-06 |
Family
ID=6057956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD79217850A DD148019A5 (en) | 1978-12-21 | 1979-12-19 | COLD-RESISTANT BINDER FOR PARTICULATE SOLIDS, IN PARTICULAR FOUNDRY |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0012927B1 (en) |
| JP (1) | JPS55122647A (en) |
| AR (1) | AR218182A1 (en) |
| AT (1) | ATE1883T1 (en) |
| BR (1) | BR7908119A (en) |
| DD (1) | DD148019A5 (en) |
| DE (1) | DE2855391A1 (en) |
| PL (1) | PL220355A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3339174C3 (en) * | 1983-10-28 | 1995-06-01 | Schuiling Metall Chemie B V | Cold hardening polyurethane-based binder for foundry purposes |
| AU670814B2 (en) * | 1992-09-08 | 1996-08-01 | Ashland Licensing And Intellectual Property Llc | Foundry mixes containing a polyether polyol and their use |
| US6368714B1 (en) * | 1993-10-14 | 2002-04-09 | John Russell Robertson | Moisture-activated adhesive compositions |
| EP1059644A1 (en) * | 1999-06-10 | 2000-12-13 | Cellpack Ag | Two-component sealing compound |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1578673A (en) * | 1967-09-06 | 1969-08-14 | ||
| US3933727A (en) * | 1972-09-26 | 1976-01-20 | Ab Bofors | Method of producing polyurethane-based cores and moulds according to the so-called cold-box procedure |
| DD105817A1 (en) * | 1973-07-19 | 1974-05-12 | ||
| US3905934A (en) * | 1974-05-23 | 1975-09-16 | Ashland Oil Inc | Phenolic resin-polyisocyanate binder systems containing dialkyl phthalate solvents |
| DE2440375A1 (en) * | 1974-08-23 | 1976-03-04 | Bayer Ag | METHOD FOR MANUFACTURING FOUNDRY CORES AND FORMS |
| CA1115893A (en) * | 1976-11-12 | 1982-01-05 | Melvin Brauer | Non-wicking polyurethane casting systems |
| WO1979000354A1 (en) * | 1977-12-07 | 1979-06-28 | Fordath Ltd | Improvements relating to foundry binders |
| DE2759258A1 (en) * | 1977-12-30 | 1979-07-12 | Huettenes Albertus | Cold curing binder for molding compounds for the production of molds and cores |
| DE2759262C2 (en) * | 1977-12-31 | 1983-04-28 | Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH, 4000 Düsseldorf | Polyurethane-based binder system for molding material mixtures for the production of casting molds and cores |
-
1978
- 1978-12-21 DE DE19782855391 patent/DE2855391A1/en not_active Ceased
-
1979
- 1979-12-11 EP EP79105095A patent/EP0012927B1/en not_active Expired
- 1979-12-11 AT AT79105095T patent/ATE1883T1/en active
- 1979-12-12 BR BR7908119A patent/BR7908119A/en unknown
- 1979-12-12 PL PL22035579A patent/PL220355A1/xx unknown
- 1979-12-19 DD DD79217850A patent/DD148019A5/en unknown
- 1979-12-20 JP JP16673779A patent/JPS55122647A/en active Pending
- 1979-12-20 AR AR279391A patent/AR218182A1/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0012927B1 (en) | 1982-12-01 |
| EP0012927A1 (en) | 1980-07-09 |
| JPS55122647A (en) | 1980-09-20 |
| BR7908119A (en) | 1980-07-29 |
| AR218182A1 (en) | 1980-05-15 |
| PL220355A1 (en) | 1980-09-22 |
| DE2855391A1 (en) | 1980-06-26 |
| ATE1883T1 (en) | 1982-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1583521B1 (en) | Masses for making foundry cores and molds | |
| DE3018466A1 (en) | BINDERS AND ITS USE FOR THE PRODUCTION OF FOUNDRY SHAPES AND CORES AND MOLDS | |
| DE3017925A1 (en) | BINDERS FOR MOLDING MATERIALS FOR THE CASTING OF LIGHT METALS, METHOD FOR THE PRODUCTION OF CASTING MOLDS AND CORES AND CASTING METHOD FOR LIGHT METALS | |
| WO2016038156A1 (en) | Two-component binder system for the polyurethane cold-box process | |
| DE69331286T2 (en) | FOUNDRY MIX WITH POLYETHER POLYOL AND THEIR USE | |
| DE3750509T2 (en) | PHENOL RESIN POLYISOCYANATE BINDER SYSTEMS CONTAINING ORGANOPHOSPHATES. | |
| DE3779984T2 (en) | PHENOLIC RESINS AND ESTERS OF BINDER COMPOSITIONS CONTAINING ALCOXY ACIDS. | |
| WO2017153474A1 (en) | Two-component binder system for the polyurethane cold-box process | |
| DE102015107016A1 (en) | Process for reducing free formaldehyde in benzyl ether resins | |
| DE69207275T2 (en) | Phenol polyol formulations showing low free formaldehyde values | |
| DE2651806C3 (en) | Core sand binder curable with catalysts | |
| DE68922996T2 (en) | FOUNDRY RESIN. | |
| DE202011110579U1 (en) | Sulfonic acid-containing binder for molding material mixtures for the production of molds and cores | |
| DD148019A5 (en) | COLD-RESISTANT BINDER FOR PARTICULATE SOLIDS, IN PARTICULAR FOUNDRY | |
| US4273179A (en) | Phenolic resin-polyisocyanate binder systems containing dibasic ester solvents | |
| EP3504255A1 (en) | Process for layerwise construction of shaped bodies with a novolac-polyurethane-based binder system | |
| DE1920759C3 (en) | Process for the manufacture of foundry molds and cores | |
| CH649015A5 (en) | COLD-RESISTANT BINDING SYSTEM FOR MOLDING MIXTURES. | |
| DE3339174C2 (en) | ||
| EP0014855B1 (en) | Binding agent for foundry casting compositions | |
| DE2923131A1 (en) | BINDING AGENT FOR MOLDING FOR LIGHT METALS | |
| DE60308759T2 (en) | Foundry binder systems | |
| DE2651808A1 (en) | FOUNDRY RESIN COMPONENTS | |
| DE1583521C (en) | Masses for making foundry cores and molds | |
| DE2925733A1 (en) | POLYURETHANE-BASED BINDERS AND THE PRODUCTION THEREOF |