DE1694848B2 - Verfahren zur Härtung saurehartbarer Bindemittel fur Form- und Kernsand auf Basis von Phenolharzen oder Harnstoffharzen - Google Patents

Verfahren zur Härtung saurehartbarer Bindemittel fur Form- und Kernsand auf Basis von Phenolharzen oder Harnstoffharzen

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Description

Flüssige, unter dem Einfluß saurer Zusätze härtbare Duroplaste, insbesondere Phenol-Formaldehydharze finden als Bindemittel, insbesondere in der Gießerei für Sandkerne und -formen ausgedehnte Verwendung. Dabei handelt es sich einerseits um sogenannte kalthärtende Duroplaste, die nach dem Vermischen mit Sand und Härter bei Zimmertemperatur innerhalb eines Zeitraums von beispielsweise 1 bis 4 Stunder, erhärten. Als Härter dienen in diesem Fall vorzugsweise freie Säuren, beispielsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure, organische Sulfonsäuren, meistens in Form von wäßrigen Lösungen. Andererseits spielen auch die sogenannten »Hot-Box«- Bindemittel eine bedeutende Rolle, nämlich heißhärtende Duroplaste, die mit Sand und Härter gemischt bei Zimmertemperatur kaum, nach dem Einbringen in eine vorgeheizte Kernbüchse bei Temperaturen von etwa 200 bis 300° C dagegen außerordentlich rasch im Verlaufe von Sekunden erhärten. Als Härter kommen in diesem Fall Stoffe bzw. Lösungen von Stoffen zur Anwendung, die erst bei höherer Temperatur durch Spaltung Säuren erzeugen, wie beispielsweise Salze organischer Basen oder des Ammoniaks.
Es ist ferner bekannt, zur Verbesserung der Eigenschaften der ausgehärteten Harze bei der Herstellung der flüssigen Phenol-Formaldehydharze Resorcin zuzusetzen, wobei jedoch der Nachteil zu beobachten ist, daß bei den so erhaltenen flüssigen Harzen eine unerwünschte Verdickung und Verringerung der Lagerfähigkeit auftritt.
Es hat sich herausgestellt, daß die oben erwähnten Nachteile vermieden werden können, wenn man dem flüssigen Duroplast-Harz z. B. Härter und Resorcin getrennt oder eine Mischung aus Härter und Resorcin zusetzt und sofort anschließend härtet.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein neues Verfahren zur Härtung säurehärtbarer Bindemittel für Form- oder Kernsand auf Basis von Phenol-Formaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehydharzen, das sich dadurch auszeichnet, daß man dem flüssigen Harz unmittelbar vor dem Härten Resorcin zugibt. Es war sehr überraschend, daß die an sich bekannte Verbesserung der Eigenschaften der ausgehärteten Duroplastharze durch Resorcinzusatz auch
ίο dann eintritt, wenn das Resorcin nicht gleich bei der Herstellung des flüssigen Vorprodukts mit einkondensiert wird, sondern dem flüssigen Harz erst unmittelbar vor dessen Aushärtung zugesetzt wird.
Als Bindemittel für das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere Phenol-Formaldehydharze,
Harnstoff-Formaldehydharze sowie Mischharze aus Phenol, Harnstoff und Formaldehyd und Harze, die mit Furfurylalkohol modifiziert sind, verwendbar.
Dadurch, daß man bei dem erfindungsgemäßen
ίο Verfahren Resorcin unmittelbar vor dem Härten zugibt, werden nicht nur die Eigenschaften des ausgehärteten Duroplastbindemittels verbessert, sondern es wird auch der Härtungsvorgang beschleunigt.
Diese Herabsetzung der Härtungszeit wirkt sich insbesondere bei Phenol-Formaldehydharzen, die gegebenenfalls bis zu 20°/o, bezogen auf das Gesamtgewicht an Harnstoff und/oder Furfurylalkohol, enthalten, günstig aus.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Resorcin vorzugsweise mit dem Härter gemischt zugesetzt. Beispielsweise kann eine wäßrige Lösung von Säure plus Resorcin oder von Ammoniumsalzen oder Salzen organischer Basen plus Resorcin als Härter verwendet werden.
Es ist jedoch auch möglich, das Resorcin getrennt vom Härter in der Mischmaschine zuzusetzen oder das Resorcin mit dem Form- bzw. Kernsand zu vermischen und dann das flüssige Harz und den Härter zuzusetzen.
Als Härter können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren solche verwendet werden, die eine freie Säure, insbesondere Schwefelsäure, Phosphorsäure oder eine organische Sulfonsäure oder Mischungen verschiedener Säuren enthalten (Kalthärtung des Phenolharzes), oder es können Härter mit einem Gehalt an Salzen einer Säure mit einer organischen Base oder Ammoniak verwendet werden (Warmhärtung des Phenolharzes).
Die erfindungsgemäß zuzusetzende Menge an Resorcin liegt gewöhnlich unter 200 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Härter. Der Zusatz von Resorcin bewirkt einerseits eine Beschleunigung der Erhärtung und andererseits erreicht man damit bessere Festigkeitswerte der gebundenen Sandkörper.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Härtung von Harzen wird insbesondere für Phenolharze angewandt, die als Bindemittel für Sandkerne und Sandformen in der Gießerei verwendet werden.
Beispiel
Als Bindemittel für Gießerei-Sandkerne wird ein in bekannter Weise durch alkalische Kondensation von Phenol mit Formalin, bei einem molaren Verhältnis von Aldehyd zu Phenol von 2,5:1 und anschließende Entfernung des Wassers durch Vakuumdestillation bis zu einem Trockeneehalt von Rf)"/«
gewonnenes flüssiges Harz verwendet. Als Härter dient eine gesättigte wäßrige Lösung von Ammoniumchlorid, die zum Auffangen von freiem Formaldehyd auch Harnstoff enthalten kann.
100 kg Quarzsand werden mit 2,3 kg Binder und 0,45 kg Härter, der 7,5% Resorcin enthält, in der Mischmaschine gemischt und dann mit Hilfe einer Kernblasmaschine in die auf 250° C erwärmte Kembiichse geblasen. Probekerne ergeben unter diesen Bedingungen bei einer Verbleibzeit von 20 Sekunden in der heißen Kernbüchse nach dem Abkühlen Biegefestigkeiten von 50 kg/cm2, bei einer Verbleibzeit von 30 Sekunden von 65 kg/cm2.
Zum Vergleich wurde der obige Versuch ohne Zusatz von Resorcin wiederholt. Die dabei erhaltenen Festigkeitswerte betrugen in diesem Fall nur 40 bzw. 60 kg/cm2.
Das Resorcin enthaltende oben angeführte Gemisch aus Sand, Binder und Härter ist bei Zimmertemperatur längere Zeit haltbar.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Härtung säurehärtbarer Bindemittel für Form- und Kernsand auf Basis von Phenolharzen oder Harnstoffharzen, dadurch gekennzeichnet, daß man dem flüssigen Harz unmittelbar vor dem Härten Resorcin zugibt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Resorcin mit dem Härter gemischt zusetzt.
3. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Härter eine freie Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure oder eine organische Sulfonsäure, verwendet wird und die Härtung bei Zimmertemperatur durchgeführt wird.
4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Härter ein Salz einer Säure mit einer organischen Base oder Ammoniak verwendet wird und die Härtung durch Erhitzen durchgeführt wird.
5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent Resorcin, bezogen auf den Härter, zugegeben werden.
DE19671694848 1966-03-24 1967-03-22 Verfahren zur Härtung saurehartbarer Bindemittel fur Form- und Kernsand auf Basis von Phenolharzen oder Harnstoffharzen Pending DE1694848B2 (de)

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DE3108279A1 (de) * 1981-03-05 1982-09-16 Schaum-Chemie Wilhelm Bauer GmbH & Co KG, 4300 Essen Verfahren zur herstellung von modifizierten aminoplast-harzprodukten

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DE1694848A1 (de) 1971-07-22
CH461712A (de) 1968-08-31

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