DE1945342B2

DE1945342B2 - Gießereisandmassen

Info

Publication number: DE1945342B2
Application number: DE19691945342
Authority: DE
Inventors: John J. Wheeling Krajewski; William J. Libertyville Lang
Original assignee: International Minerals and Chemical Corp
Current assignee: International Minerals and Chemical Corp
Priority date: 1968-09-04
Filing date: 1969-09-03
Publication date: 1974-06-27
Also published as: JPS4934283B1; DE1945342A1; FR2017986A1; GB1275618A; DE1945342C3; NL6913413A

Description

ein Derivat der Cellulose aus der folgenden Gruppe: Chlorhydroxypropylcellulose, Phenylhydroxyäthylcellulose. Hydroxybutylcellulose. Hydroxyäthylcellulose, Äthylcellulose, Hydroxyäthylmethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und Carboxymethylcellulose- und im Falle eines subbentonitischen Tons auch Methylcellulose; Stärke;
Derivate der Stärke aus der folgenden wicht der Acrylsäure, oder eines wasserlöslichen Salzes dieses Pfropfcopolymerisats darstellt, wobei die polymere Polyhydroxyverbindung eine der folgenden Verbindungen ist:

(a) ein Derivat der Cellulose aus der folgenden Gruppe:

Chlorhydroxypropylcellulose, Phenylhydroxyäthylcellulose, Hydroxybutylcellulose, Hydroxyäihylccllulose, Äthylcellulose, Hydroxyäthylmethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und Carboxymethylcellulose und im Falle eines subbentonhischen Tons auch Methylcellulose:

(b) Stärke;

(c) Derivate der Stärke aus der folgenden Gruppe: Chlorhydroxypropylstärke, Phenylhydroxyäthylstärke, Hydroxybutylstärke, Hydroxyäthylstärke, Methylstärke, Äthylstärke,' Hydroxyäthylmethylstärke, Hydroxypropylmethylstärke und Carboxymethylstärke;

(d) Zuckerte) geätztes Lignit;

(f) ein auf biochemischem Wege synthetisiertes Heteropolysaccharid;

(g) Polyvinylalkohol;

(h) ein Polyalkylenglykol und
(Q Alkoxypolyalkylenglykole.

Diese Mischung eignet sich besonders zur Herste! Gruppe: Chlorhydroxypropylstärke, Phenyl- 30 lung von Gießereisandmassen,
hydroxyäthylstärke, Hydroxybutylstärke. Polymerisate sind bereits in tonhaltigen Gießerei-

Methylstärke, Äthyl- sandmassen verwendet worden, um die Verarbeitbar-

Hydroxyäthylstärke, Methylstärke, Äihylstärke, Hydroxyäthylmcthylstärke, Hydroxypropylmethylstärke und Carboxymethylstärke;
Zucker;

(e) geätztes Lignit;

(f) ein auf biochemischem Wege synthetisiertes Heleropolysaccharid;

(g) Polyvinylalkohol;

(h) ein Polyalkylenglykol und (i) Alkoxypolyalkylenglykole.

2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pfropfcopolymerisat ein durch Ultraviolettstrahlung oder durch eine PersauerstoiT-Verbindung oder eine freie Radikale lieferndes Peroxid initiiertes Pfropfcopolymerisationsprodukl ist.

3. Verwendung der Mischung nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung von Gießereimassen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Ton und ein sserlösliches Pfropfcopolynicrisat enthaltende Miiung, die dadurch gekennzeichnet ist. daß sie ein misch aus 84 bis % Gewichtsprozent Sand. 3 bis

Gewichtsprozent eines b< nionitischcn oder subitonitischen Tons. 1 bis 5,.-> Gewichtsprozent Was-

und 0,0025 bis 1 Gewichtsprozent mindestens :es wasserlöslichen Pfropfcopolymerisats dcrAcrylire und 0,1 bis 10 Gewichtsprozent einer polyme-Polyhydroxy-Verbindunsi, bezoaen auf das' Gekeit der Gießereisandmassen zu verbessern. Die Polymerisate in den bekannten Gießereisand-Form- und -Kernmaosen sollen z. B. eine gute Fähigkeit, gebrannt zu werden, gute Permeabilität für während des Brennens erzeugte Gase, ferner gute Mischbarkeit oder die Fähigkeit, sich beim Verblasen gut zu mischen und gut abzusetzen, verliehen haben. Zahlreichen Polymerisaten nach dem Stand der Technik, die die oben angegebenen Eigenschaften besitzen, fehlt jedoch eine oder mehrere der weiteren wesentlichen Eigenschaften, nämlich gute Rohfestigkeit, gute Warmfestigkeit und gute Verformungseisenschäften. Es war daher nicht möglich, ein einziges Polymerisat auszuwählen, das einen guten Ausgleich der wesentlichen Eigenschaften einer Gießereisandmasse erzeugen würde.

Als Beispiele für die Arten von Polymerisaten, die zur Verwendung in Gießereisandmassen vorgeschlagen worden sind, seien diejenigen gemäß der USA.-Patentschrift 2 817 128 genannt, die die Verwendung eines wasserlöslichen Polyelektrolyten, z. B. einer Polyacrylsäure, an Stelle von organischen Bindemitteln, wie Getreideerzeugnisse und Dextrin, lehrt. Diese Polyelektrolyte sollen die Verarbeitbarkeit und Fließfähigkeit des Gießereisandes verbessern und außerdem den Wassergehalt solcher Massen zu einer weniger kritischen Variablen machen. Eine Verbesserung gegenüber der Anwendung dieser Potyeleklrolyte ir,i in der USA.-Patentschrift 3 104 230 beschrieben, die die Verwendung bestimmter anorganischer Verbindungen in Kombination mit den Polyelektrolyten lehrt, um den Sandmassen überlegene Warmfesligkeitscigenschaften zu verleihen. Zu diesen anorganischen Verbindungen gehören Phosphorsäure und die verschiedenen Alkali- und Erdalkalisalze der Saucrstoffsäuren des Phosphors und der Sauerstoff-

säuren des Schwefels, z. B. Tetrauatriumpyro- Stand der Technik üblicherweise ergaben. Die erfin-

phosphat. dungsgemäß zubereiteten Gießereisandmassen zeigen

Obgleich die obengenannten anorganischen Ver- gute Rohfestigkeit, gute Verformungsmerkmale und bindungen Verbesserungen gegenüber der alleinigen gute Warmfestigkeit. Außerdem zeigen die Gußteile, Verwendung der Polyelektrolyte als Bindemittel er- 5 die unter Verwendung von Kernen und Formen, die geben, sind die Gießereisandmassen gemäß der aus den erfindungsgemäßen Massen hergestellt wor-USA.-Patentschrift 3 104 230 noch immer in be- den sind, erzeugt wurden, weniger Sandsteilen und stimmter Hinsicht mangelhaft. Während beispiels- andere Oberflächenschäden als bei Verwendung von weise die Verwendung der oben angegebenen an- Sandmassen nach dem Stand der Technik,
organischen Verbindungen die Warmfsstigkeit der io Ein Merkmal der Erfindung ist eine Masse, die im Gießereisandmassen verbesserte, wurde diese jedoch wesentlichen aus einem innigen Gemisch eines nicht in dem gewünschten Maße verbessert. Bei Hi-r bentonitischen oder subbentonitischen Tons mit einer Anwendung der USA.-Patentschrift 3 104 230 besteht kleineren Menge mindestens eines wasserlöslichen der weitere Nachteil, daß diese Patentschrift die Not- Pfropfmischpolymerisates aus Acrylsäure und einer wendigkeit lehrt, daß ein Hauptanteil des gesamten 15 polymeren Polyhydroxyverbindung oder einer wasserin der Masse enthaltenen Tons vom »Western«- löslichen Säure eines solchen Pfropfmischpolymeri-Bentonit-Typ sein muß. Dies^p Einschränkung be- sates besteht, vorausgesetzt, daß eine andere polydeutet einen wirtschaftlichen Nachteil in Gebieten, mere Polyhyciroxyverbindung als Methylcellulose wo die sub-bentonitischen Tonarten leichter verfüg- verwendet wird, wenn der Ton ein bemonitischer t>ar sind. " 20 Ton ist.

Als Beispiel für eine weitere Art von Bindemitteln, Ein spezielles Merkmal der Erfindung ist eine ton-

«lie zur Verwendung in Gießereisandirassen vorge- haltige Gießereisandmasse, die eine kleinere, aber

$chlagen worden sind, lehrt die USA. Patentschrift wirksame Menge an mindestens einem vvasserlös-

3 179 523 die Verwendung eines Magnesium- oder liehen Pfropfmischpolymerisat aus Acrylsäure und

Eink-Hydroxysalz-Bindemittels in Konbination mit 25 einer polymeren Polyhydroxyverbindung als Unter-

einem organischen Bindemittel, wie z. B. einem lage oder einem wasserlöslichen Salz eines solchen

wasserlöslichen Polysaccharid oder eiiem wasser- Pfropfmischpolymerisates enthält,

lösüchen Polysaccharidderivat. Die Unterlagenpolymerisate, die mit der Acryl-

Im allgemeinen werden die Pfropfmischpolymeri- säure umgesetzt werden, um die erfindungsgemäß «ate hergestellt, indem man Acrylsäure mit 0,1 bis 3u brauchbaren Pfropfmischpolymerisate zu erzeugen. 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der sind wasserlösliche polymere Polyhydroxyverbindun-Acrylsäure. einer wasserlöslichen polymeren Poly- gen. Im allgemeinen können diese polymeren Verhydroxyverbindung in einem wäßrigen Medium bei bindungen dadurch charakterisiert werden, daß sie einem pH-Wert nicht über 3,5 umsetzt, wobei man ein Molekulargewicht von mehr als 350 besitzen und die Umsetzung durch UV-Licht und einen Poly- 35 mindestens etwa 5 °■<> an freien Hydroxylgruppen aufinerisationskatalysator vom Peroxid-Typ einleitet. weisen. Die polymeren Verbindungen können bis zu Das so erzeugte Pfropfmischpolymerisa kann durch 30% und sogar mehr freie Hydroxylgruppen auf-IReaktion mit einem geeigneten Alkalihydroxid, z. B. weisen. Es ist ersichtlich, daß die polymeren PoIy-Natriumhydroxid, in zur Neutralisation des Poly- hydroxyverbindungen auch andere Substituenten als merisates ausreichender Menge in die Salzform über- 40 Hydroxylgruppen enthalten können, solange die geführt werden. Erwünschtenfalls wird das wäßrige Subsiituenten inert sind. d. h. mit der Acrylsäure Medium, welches das Polymerisat entweder in der unter den Reaktionsbedingungen nicht reaktionsfähig Säureform oder in der Salzform enthält, gemäß sind. Beispiele für andere Substituenten als die einüblicher Arbeitsweise erhitzt, um ein trockenes, fachen Hydroxylgruppen, die die polymeren Verbinwasserlösliches Polymerisat zu erhalten. 45 düngen enthalten können, sind Halogene, Alkyl-.

Die Pfropfmischpolymerisate einschließlich der Aryl·-, Carboxyalkyl-, Hydroxj alkyl-. Halogenwasserlöslichen Salze sind in Kombination mit Ton hydroxyalkyl- und Arylhydroxyalkyl-Gruppen.
dazu brauchbar, Gießereisandmassen überlegene Zu den brauchbaren polymeren Unterlagen gc-Verarbeitungsmerkmale zu verleihen. Die Gießerei- hören wasserlösliche Polysaccharide und Pol\ sand-Kern- und -Formmassen gemäß der Erfindung 5" hydroxyderivate derselben. Obgleich Disaccharide enthalten eine Hauptmenge an Gießereisand und und Trisaccharide gemäß der Erfindung verwendet kleinere Mengen an Ton. Wasser und einem Pfropf- weiden können, sind die bevorzugten polymeren mischpolymerisat gemäß der Erfindung, wobei das Verbindungen die Tetra-, Penta- und höheren PoIy-Pfropfmischpiolymerisat in einer solchen Menge vor- saccharide und Oligosaccharide, d. h. Saccharide, die liegt, daß die Verarbeitungsmerkmale der Masse ver- 55 mindestens vier vernetzte Monosaccharidmoleküle besser! werden. Speziell bestehen die erfindungs- aufweisen, sowie Derivate davon, die Substiluenten gemäßen Sandmassen aus 84 bis 96 Gewichtsprozent enthalten, wie s,ie oben beschrieben worden sind. Die eines Gießercisandes. 3 bis 10 Gewichtsprozent Ton, speziell bevorzugten Unterlagen sind z.B. Derivate 1 bis 5.5 Gewichtsprozent Wasser und 0.0025 bis der Cellulose und die auf biologischem Wege synthe-1 Gewichtsprozent eines geeigneten Pfropfmischpoly- 60 lisierten Heieropolysaccharide.
merisats. Einige der speziellen polymeren Polyhydroxyver-

Die Einverleibung des PfiOpfmischpolymcrisates bindungen. die als Unterlagen zur Herstellung der

in die Gießereisandmasse verleiht dieser auf wirk- neuartigen Mischpolymerisate gemäß der Erfindung

same Weise einen guten Ausgleich der wesentlichen verwendet werden können, sind wasserlösliche Deri-

Formgebungseigenschaften. Das Pfropfmischpoly- 65 vate der Cellulose, d.h. Chlorhydroxypropylcellulose,

merisal ergibt das Gleichgewicht der gewünschten Phenylhydroxyäthylcellulose. Hydroxybutylcellulose,

Eigenschaften ohne die nachteiligen Wirkungen, die Hydroxyäthylcellulosc. Methylcellulose, Äthylcellu-

sich bei der Anwendung der Polymerisate nach dem lose, Hydroxyäthylmethylcellulose, Hydroxypropyl-

methylcellulose und Carboxymethylcellulose. Andere montmorillo-Typ wird vorzugsweise zunächst mit

polymere Verbindungen, mit denen die Acrylsäure einer Alkaliverbindung behandelt, die wasserlöslich

erfindungsgemäß umgesetzt werden kann, sind Stärke und ionisierbar ist und ein Ion aufweist, das mit

und wasserlösliche Derivate der Stärke, d. h. Chlor- Calcium unter Bildung eines wasserunlöslichen Nie-

hydroxypropylstärke, Phenylhydroxyäthylstarke, 5 derschlages reagiert, z. B. wenn sub-bentonitischt;

Hydroxybutylstärke, Methylstärke, Äthylstärke, Tone in Bohrschlämmen verwendet werden. Wie

Hydroxyäthylstärke, Hydroxyäthyimethylstärke, Hy- bereits oben beschrieben, gehören zu diesen Verbin-

droxypropyhnethylstärke und Carboxymethylstärke. düngen z. B. Alkalicarbonate, -bypophosphate,

Weitere polymere Verbindungen, die verwendet wer- -oxalate, -borate, -phosphate, -silikate, -sulfite und

den können, sind die sogenannten »Zucker«, wie 10 -tatrate, wobei Natriumcarbonat oder calcinierte

Rohrzucker, Maltose, Laktose, Raffinose, Stachyose Soda besonders bevorzugt werden. Im allgemeinen

und Vertascose: geätztes Lignit: auf biochemischem werden Mengen von 0,5 bis 6 Gewichtsprozent, be-

Wege synthetisierte Heteropolysaccharide, die z. B. zogen auf den Ton, für Gießereisandmassen ver-

durch Einwirkung von Bakterien der Gattung wendet. Die bevorzugten Mengen zur Behandlung

Xanthomonas oder der Gattung Arthrobacter auf 15 liegen bei 2 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf den

Kohlenhydraten erzeugt worden sind; Polyvinyl- Ton.

alkohol; und Polyalkylenglykole und Alkoxypoly- Der verwendete Sand kann jede der üblichen

alkylenglykole, beispielsweise Polyäthylenglykole und Gießereisandarten sein, und zwar jede der gewasche-

Methoxypolyäthylenglykole. Für der Fachmann ist nen, rohen oder regenerierten Arten. Vorzugsweise

ersichtlich, daß zu den brauchbaren Verbindungen 20 wird im allgemeinen ein sauberer, gewaschener Sand

diejenigen gehören, die die oben beschriebenen poly- auf Siliciumdioxidbasis mit runden Ecken, frei von

meren Verbindungen in dem sauren Reaktions- scharfen Winkeln, verwendet. Ein solcher Sand ist

medium bilden, und solche Verbindungen sind in den in einem weiten Bereich der Teilchengrößen verfüg-

Geltungsbereich der Erfindung eingeschlossen. Bei- bar, wobei er Teilchen im Bereich von 0,589 bis

spielsweise wird Carboxymethylcellulose aus ihrem 25 0,050 mm oder noch feinere Teilchen enthalten kann.

Natriumsalz in dem sauren Reaktionsmedium ge- Der Sand ist in der Masse in einer Menge von 84 bis

bildet. 96 Gewichtsprozent, bezogen auf die Masse, vorhan-

Bei vollständiger Polymerisationsreaktion kann das den, und zwar ausschließlich brennbarer Materialien,

so erzeugte Mischpolymerisat in die Salzform über- wie z.B. Steinkohle; ein Bereich von 89 bis 93° 0

geführt werden. 30 wird bevorzugt.

Wenn die Pfropfmischpolymerisate in Kombina- Der einzige weitere Bestandteil, der außer dem tion mit Ton in Gießereisandmassen gemäß der Er- Pfropfmischpolymerisat, dem Ton und dem Sand in findung angewendet werden, können sie entweder in dem Sandgemisch gemäß der Erfindung erforderlich der Säureform oder in der Salzform (z. B. als Alkali- ist, ist Wasser. Gewöhnlich ist Feuchtigkeit erforder- oder Ammoniumsalz) verwendet werden. Die ange- 35 lieh, um dem Gemisch Formbarkeit zu verleihen, wendete Menge des Pfropfmischpolymerisates kann sowie zur Entwirklung einer zufriedenstellenden erheblich variiert werden. Nur 0,0025 Gewichtspro- Rohiestigkeit. Zufriedenstellende Rohfestigkeit, zent, bezogen auf die rohe Gießereisandmasse, er- Formbarkeit und Oberflächenbeschaffenheit werden zeugen für einige Zwecke zufriedenstellende Kern- erreicht, wenn 1 bis 5,5 Gewichtsprozent Gesamtoder Formgemische, während in anderen Fällen 40 feuchtigkeit in dem Gemisch vorhanden sind. Ein Mengen von sogar 1 °/o oder darüber verwendet wer- Gesamtfeuchtigkeitsgehalt im Bereich von 2 bis den können. Im allgemeinen erwiesen sich 0,01 bis 4 Gewichtsprozent wird besonders bevorzugt.
0,5 Gewichtsprozent zufriedenstellend für die meisten Die erfindungsgemäßen Massen können außer Zwecke, wobei Mengen von 0.05 bis 0,1 Gewichts- den obengenannten vier wesentlichen Bestandteilen, prozent besonders bevorzugt werden. 45 d.h. dem Pfropfmischpolymerisat, dem Ton, dem

Die Gieße-eisandmasse gemäß der Erfindung ent- Sand und dem Wasser, in den angegebenen Mengen

hält 3 bis 10 Gewichtsprozent Ton. Die Menge an noch weitere Bestandteile enthalten. Andere, in der

Ton liegt jedoch in den meisten Fällen im Bereich Gießereitechnik übliche Bestandteile können in klei-

von 5 bis 7,5 Gewichtsprozent. Die Standard- neren Mengen vorhanden sein, z. B. thermoplastische

Gießerei-Tone vom feuerfesten und Bentonit-Typ 50 und wärmehärtbare natürliche und synthetische

können in den erfin<lungsgernäßen Massen verwendet Harze, Mehl oder Getreideerzeugnisse, Zirkonit oder

werden, jedoch sollte ein größerer Anteil des ge- Steinkohle.

samten Tons vorzugsweise ein Ton vom Bentonit- Die oben beschriebenen Sandmassen können bei-

Tyρ sein. »Western«- oder natürliche bentonitische spielsweise mit einem brennbaren Material, wie z. B.

und einheimische oder sub-bentonitisehe Tonarten 55 Steinkohle, in einer Menge bis zu 14 Gewichtspro-

smd brauchbar. Die »Western«-Tone verleihen den zcnt oder sogar darüber, bezogen auf das Gesamt-

Kern- und Formmassen bessere Verarbeitungsmerk- gewicht der vier wesentlichen Bestandteile, vermischt

male als die sub-bentonitischen Tone. Der Unter- werden. Erwünschtenfalls kann eine kleinere Menge,

schied hinsichtlich der Eigenschaften, die den Sand- z. B. 0,05 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf die

massen verliehen werden, beruht anscheinend auf 60 Masse, eines wasserlöslichen Borates, z. B. ein Na-

Unterscliicden in der chemischen Zusammensetzung triumborat, verwendet werden, um die Rohfestigkeit

der Tone. Sub-bentonitisclie Tone sind im allgemei- weiter zu erhöhen und die Zerkleinerungsfähigkeit zu

nen Calcium- und Magnesiumabarten von Mont- verbessern.

morillonit und können wesentliche Anteile an nicht- Bei der Praxis der Erfindung können die Bestandtonartigen und nicht-monlniorillonitischen Verunrei- 65 teile der Sandmasse auf jede übliche Weise und in nigungen enthalten, während die bentonitischen jeder Reihenfolge vermischt werden. Wie bereits »Westem«-Tone natürliche Natriumtonc sind. oben angegeben, wird es jedoch bevorzugt, eine

Ein Ton vom sub-bcntonitischen oder Calcium- Alkaliverbindung, wie z. B. calcinierle Soda, zu dem

Ton hinzuzufügen, bevor er mit irgendeinem der anderen Bestandteile der Masse kombiniert wird, wenn ein sub-bentonitischer Ton angewendet wird. Das Pfropfmischpolymerisat in fein\ erteilter trokkener Form kann mit trockenem Sand und Ton unter Bildung einer Masse vermischt werden, zu der nur noch die richtige Menge Wasser hinzugegeben werden muß. bevor die Masse verwendet wird. Dadurch, daß die Pfropfmischpolymerisate sowohl in der Säureform als auch in der Salzform wasserlöslich sind, können sie in wäßriger Lösung zu einem trokkenen Gemisch aus Sand und Ton hinzugefügt werden. Bei einem weiteren alternativen Verfahren zur Mischung der Bestandteile kann die Säure- oder Salzform des Pfropfmischpolymerisates in trockener Form oder in wäßriger Lösung zu dem Ton hinzugesetzt werden, bevor der Ton mit dem Sand kombiniert wird. Wenn eine wäßrige Lösung des Pfropfmischpolymerisates zu dem Sand und oder Ton hinzupe^ben wird, kann die Konzentration der Lösung so eingestellt werden, daß ein Kern- oder Formgemisch mit dem gewünschten Gesamtfeuchtigkeilsgehalt erhalten wird.

Das Miteinandervermischen der Bestandteile der erfindungsgemäßen Masse kann von Hand, in einem Innenmischer, einem Schaufelrührer oder jedem der üblichen Hoch- oder Niedriggeschwindigkeits-Roliquetscher durchgeführt werden, die üblicherweise zur Herstellung solcher Massen angewendet werden. Keine besondere Sorgfalt hinsichtlich Dauer und Temperatur beim Mischen ist erforderlich. Ein wirksamer Innenmischer oder eine wirkv.me Mischmaschine erzeugt eine homogene Masse in einer sehr kurzen Zeit, gewöhnlich innerhalb von > 's bis 4 Minuten.

Wenn eine gleichförmige und homogene Formmasse durch gründliches Mahlen und Mischen der obigen Bestandteile hergestellt worden ist, kann sie verwendet verden. Sie wird in einen geeigneten Kern- oder Formkasten, auf ein Model! oder eine andere Formgebungsvorrichtung gegossen oder unter Druck eingebracht und an Ort und Stelle in ausreichender Weise aufgestampft oder festgestoßen, um sämtliche Vertiefungen zu füllen. Wenn der Kern oder die Form in dieser Weise verdichtet oder geformt worden ist. kann sie leicht von der Formgebungsvorrichtung entfernt werden, und es zeigt sich, daß sie ausreichend hart ist und eine solche hohe Rohfestigkeit besitzt, daß sie bei den nachfolgenden Arbeftsgängen leicht gehandhabt werden kann.

Die Rohform oder der Rohkern, die erforderlichenfalls getrocknet oder gebrannt werden können, sind zur Anwendung fertig. Sie können bei Raumtemperatur getrocknet, in einem Ofen gebrannt oder mittels eines Brenners getrocknet werden, wenn das Trocknen an der Luft unerwünscht langsam verläuft. Der Arbeitsgang, bei dem der Rohkern oder die Rohform in einen harten, trockenen Zustand übergeführt werden, ist im wesentlichen ein Entwässerungsvorgang.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung im Hinblick auf die Verwendung der Pfropfmischpolymerisate zusammen mit Ton für Gießereisandmassen erläutern, ohne die Erfindung abzugrenzen.

In dem Beispiel sind die folgenden Ausdrücke gemäß den Standardangaben der »American Foundrymen's Society« (nachstehend »A.F.S.« abgekürzt) definiert und stellen die verschiedenen Qualitälsmerkmale von Gießereisandmassen dar, wie sie gemäß Standard-Testvcrfahrcn und -Bestimmungen der A.F.S. ermittelt werden. Die Bezeichnung »Formbarkeitsindex« zeigt den Zustand der Verarbeitbarkeit des Sandes bei der Formgebung von Metallgüssen an. Er wird ermittelt durch Anwendung eines »Moldability-Testers Nr. 875« der Harry W. Dieten Company. Die Bezeichnung »Rohfestigkeit«

ίο ist als die Festigkeit definiert, die von der Oberfläche einer Rohform gegenüber der Verformung in einer kleinen Fläche entgegengesetzt wird. Diese Messung wird mit einem »Green Hardness Tester Nr. 473« von der Harry W. Dietert Company durchgeführt.

Die Bezeichnung »Permeabilität«, wie sie hier verwendet wird, bezieht sich auf diejenige physikalische Eigenschaft, die die Fähigkeit von Gasen, durch geformte Teile aus Gießereisandmassen zu fließen, bestimmt. Der Permeabiliiätstest wird mit einem Permeabilitätsmesser der Harr)' W. Dietert Company gemäß dem Standardverfahren der A.F.S. zur Messung der Permeabilität durchgeführt. Die Bezeichnung »Roh-Druckfestigkeit« ist als derjenige Druck in kg'cm² definiert, der erforderlich ist. um das Zusammcnbrechen eines festgestampften Standardzylinders aus einer ungetrockneten Sandmasse zu bewirken. Die Bezeichnung »Verformung« ist die Veränderung der linearen Abmessung einer Versuchsprobe aus einer Gießereisandmasse, wenn sie einer angewendeten Belastung unterworfen wird. Diese Messung wird mit einer »Universal Sand Strength Maschine Nr. 405« vorgenommen. Die Bezeichnung »Trocken-Druckfestigkeit« ist als derjenige Druck in kg cm- definiert, der erforderlich ist. um das Zusammenbrechen eines festgestampften Standardzylinders aus der Sandmasse nach dem Trocknen zu bewirken. Die Bezeichnung »Roh-Scherfestigkeit«. ausgedrückt in kg cm² einer Querschnittsnächt:, bedeutet die maximale Scherbelastung, der ein Gießereisand in rohem Zustand ohne Verformung widerstehen kann. Diese Messung wird mit einer »Universal Sand Strength Maschine Nr. 405« vorgenommen. Die Bezeichnung »Warmfestigkeit« schließlich ist die Druckfestigkeit einer warmen Masse, nachdem sie etwa 12 Minuten lang bei erhöhter Temperatur durchwärmen gelassen wurde. Ein »Thermolab Dialotometer 753« wird für diese Messung verwendet.

Beispiel 50

Eine erste Gießereiformsandmasse wurde gemäß der Erfindung durch gründliches Vermischen von 92,3 Gewichtsteilen eines Sandes »A.F.S. Nr. 56«, 5 Gewichtsteilen eines »Weslerne-Bentonits, 2.12 Gewichtsteilen Wasser und 0,1 Gewichtsteil eines Natriumsalzes eines Acrylsäure-Methylcellulose-Pfropfmischpolymerisates, das gemäß obiger Beschreibung hergestellt worden war, zubereitet. Eine zweite Sand masse wurde gemäß den Arbeitsweisen des Stande:

der Technik hergestellt, um sie mit der erfindungs gemäßen Masse zu vergleichen. Diese zweite Massi wurde durch gründliches Vermischen von 98,6 Ge wichtsteilen eines Sandes »A.F.S. Nr. 56«, 2,22 Ge wichtsteilen Wasser und 5 Gewichtsteilen eines Ge misches aus 100 Gewichtsteilen eines »Western« Bentonits, 0,1 Gewichtsteil eines Natriumpolyacry] amids und 0,1 Gewichtsteil Tetranatriumpyropho: phat hergestellt. Anteile von jeder der erhaltene

409526/3

Massen wurden dann hinsichtlich der Formbarkeit, der Rohfestigkeit, der Permeabilität, der Roh-Druckfestigkeit, der Verformung, der Trocken-Druckfestigkeit, der Roh-Scherfestigkeit und der Warmfestigkeit gemäß den Bestimmungen der A. F. S. geprüft. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß wesentliche Verbesserungen der Verarbeitbarkeit von Gießereisandmassen erzielt werden können, indem man ihnen eine kleinere Menge eines Pfropfmischpolymerisates einverleibt. Es ist beispielsweise ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Masse überlegene Formbarkeit, Permeabilität, Roh-Druckfestigkeit, Verformungseigenschaften, Trocken-Druckfestigkeit und Warmfestigkeit im Vergleich zu der Masse nach dem Stand der Technik aufwies.

Geprüfte Eigenschaften

Formbarkeitsindex ....

Rohfestigkeit

Permeabilität

Roh-Druckfestigkeit ..

Verformung

Trocken-Druckfestig-

keit

Roh-Scherfestigkeit ...
Warmfestigkeit 982° C

Natriumpolyacrylamid

und

Tetranatriumpyrophosphat

Bindemittel

Natriumsalz

des Acrylsäure

Methyl-

cellulose-

Pfropfmisch

Polymerisats

72

90 147 0,201 0,0207

1.898 0.261 20,1

74

88 150 0,872 0,018

2,320 0,261 29,9

Claims

Patentansprüche:

1. Ton und ein wasserlösliches Pfropfcopolymerisat enthaltende Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch aus 84 bis 96 Gewichtsprozent Sand, 3 bis 10 Gewichtsprozent eines bentonitischen oder subbentonitischen Tons, 1 bis 5,5 Gewichtsprozent Wasser und 0,0025 bis 1 Gewichtsprozent mindestens eines wasserlöslichen Pfropfcopolymerisats der Acrylsäure und 0,1 bis 10 Gewichtsprozent einer polymeren Polyhydroxy-Verbindung, bezogen auf das Gewicht der Acrylsäure, oder eines wasserlöslichen Salzes dieses Pfropfcopolymerisats darstellt, wobei die polymere Polyhydroxyverbindung eine der folgenden Verbindungen ist: