DE1159597B

DE1159597B - Kern- und Formsandbindemittel

Info

Publication number: DE1159597B
Application number: DEA40318A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Karl-Hein Dipl-Chem
Original assignee: ALBERTUSWERKE GmbH
Current assignee: ALBERTUSWERKE GmbH
Priority date: 1962-05-29
Filing date: 1962-05-29
Publication date: 1963-12-19

Description

Kern- und Formsandbindemittel Die Verwendung flüssiger Kondensationsharze auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Furfurylalkohol als Sandbindemittel für Gießsande und -formen ist bekannt.
Die mit vorzugsweise 2,% dieses Flüssigharzes angemischten Gießereisande können mit Kalthärtern, beispielsweise Mineralsäuren, versetzt zur Herstellung sogenannter kalthärtender Sandmischungen verwendet werden. Sandmischungen dieser Art verfestigen sich nach entsprechender Formgebung im Kernkasten bzw. auf der Modellplatte bei Raumtemperatur innerhalb kurzer Zeit. Nach der Erstarrung besitzen die so hergestellten Formen und Kerne ausreichend mechanische und thermische Festigkeit. Sie bedürfen keiner besonderen Nachtrocknung im Ofen, wie das beispielsweise bei Verwendung konventioneller Erstarrungsöle auf Basis trockender öle unerläßlich ist.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß Flüssigharze der genannten Art, die - wie üblich - aus Harnstoff, handelsüblicher Formalinlösung (38%ig) und Furfurylalkohol hergestellt sind, in ihrer festigkeitsgebenden Wirkung im Gemisch mit Gießereisanden - je nach Rohstoffqualität - schwankende und zum Teil ungenügende Festigkeiten nach Härten der Sandmischungen ergeben.
Erfindungsgemäß gelingt die Beseitigung dieser Nachteile, indem zur Herstellung des Kondensationsharzes neben handelsüblicher Formalinlösung Paraformaldehyd verwendet wird.
Üblicherweise wird ein Vorkondensat aus Harnstoff und Formaldehyd unter Verwendung von handelsüblicher Formalinlösung so hergestellt, daß sich das Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd 1:2 bis 1:3 einstellt.
Es hat sich nun gezeigt, daß ein Ersatz von bis zu 50'% Formaldehyd in der Formalinlösung durch Paraformaldehyd die genannten Vorteile erreichen läßt. Vorzugsweise genügt bereits ein Anteil an Paraformaldehyd von 10 bis 20"/o, bezogen auf den gesamten Formaldehydeinsatz.
Die Kondensation soll im alkalischen Medium (bei einem pji von 7 bis 9, vorzugsweise 7,6 bis 8,0) bei 30 bis 1000'C in üblicher Weise durchgeführt werden. Die hierfür benötigte Zeit beträgt etwa 3 bis 6 Stunden. Hernach wird Furfurylalkohol in Mengen von 40 bis 80"/o-, bezogen auf das Endprodukt, zugesetzt und bei 90 bis 120° C bei konstant bleibendem pfi weiterkondensiert, bis zur Bildung eines lagerstabilen Flüssigharzes.
Um schneller härtende Sandmischungen herstellen zu können sowie auch aus gießereitechnischen Gründen ist es nötig, einen gewissen Anteil des durch die Formalinlösung eingebrachten Wassers aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen, was zweckmäßig durch Destillation im Vakuum erfolgen soll. Die Destillation kann vor oder nach dem Zusatz des Furfurylalkohols erfolgen. Je nach dem Anteil Paraformaldehyd in der Reaktionsmischung sind 35 bis 95% der eingebrachten Wassermenge unter Vakuum abzudestillieren. Der Ausdestillationsgrad richtet sich nach dem mengenmäßigen Anteil Paraformaldehyd dergestalt, daß bei steigendem Anteil die abzudestillierende Wassermenge vermindert werden kann.
Das so hergestellte Bindemittel besitzt eine Viskosität von 20 cP/20° C bis 20 P/20° C, vorzugsweise 50 bis 150 eP/20° C.
Zur Herstellung von Kernen bzw. Formen werden - je nach der erforderlichen Härtungsgeschwindigkeit - Mineralsäuren dem Gießereisand beigemischt und hernach 1,5 bis 2,5'% des oben beschriebenen Bindemittels.
Als Kalthärter hat sich Orthophosphorsäure in wäßriger Lösung mit einer Konzentration von 70 bis 85'% als vorteilhaft erwiesen.
Flüssigharzbindemittel nach diesen Angaben fallen in guter Oualitätkonstant an. Gegenüber der ausschließlichen Verwendung von handelsüblicher Formalinlösung bieten sie im Gemisch mit Gießereisanden nach der Aushärtung erheblich höhere Festigkeitswerte.
Beispielsweise erhält man mit einer Prüfsandmischung aus 100 Gewichtsteile Halterner Quarzsand, Type H 32, 0,6 Gewichtsteilen Orthophosphorsäure, 85%ig, und 2,0 Gewichtsteilen der beschriebenen Bindemittel bei Einsatz des unter ausschließlicher Verwendung von Formalinlösung hergestellten Bindemittels Festigkeiten nach den »GF«-Prüfbedingungen nach 24stündiger Lagerung der Prüfstäbe bis zu 35 kg/cm=. Bei Verwendung der dieser Erfindung zugrunde liegenden Bindemittel erhält man Biegefestigkeiten von mindestens 50 kg/cm2, unter denselben Bedingungen gemessen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Die Verwendung eines alkalisch kondensierten Harnstoff -Formaldehyd-Furfurylalkohol-Flüssighartes mit einem Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd 1: 2 bis 1: 3 und einem Furfurylalkoholanteil, bezogen auf das Endprodukt, von 40 bis 8010/0, wobei bis zu 50% des bei der Herstellung eingesetzten Formaldehyds als Paraformaldehyd, der Rest als handelsübliche Formahnlösung eingesetzt wurde, als Kern- und Formsandbindemittel.