DE2923840C2 - Verwendung eines monomeren mehrwertigen Phenols zur Herstellung eines Bindemittels für Gießerei-Formstoffmischungen - Google Patents

Verwendung eines monomeren mehrwertigen Phenols zur Herstellung eines Bindemittels für Gießerei-Formstoffmischungen

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Description

Für bindemitlelhaltige Formstoff-Mischungen zur Herstellung von Gießformen und Kernen besitzen « kaltliärtende Bindemittel auf Polyurethan-Basis eine zunehmende Bedeutung. Diese Bindemittel entstehen innerhalb der Formstoff-Mischung aus der Umsetzung von Polyolen mit mindestens zwei OH-Gruppen (»Harzkomponente«) und Polyisocyanaten mit minde- ■»< > stens zwei NCO-Gruppen (»Vernetzungskomponente«) in Gegenwart von Reaktionsbeschleunigern, wie z. B. tertiären Aminen oder metallorganischen Verbindungen, welche eine schnelle Umsetzung und damit eine ausreichend kurze Aushärtezeit des Bindemittels -»5 sicherstellen.
Normalerweise wird zur Herstellung einer solchen polyurethan-gebundenen Formstoff-Mischung der körnige Formgrundstoff (z. B. Quarzsand od. dgl.) zunächst mit der in einem Lösungsmittel gelösten Harzkomponente und dann mit dem (meistens ebenfalls in einem Lösungsmittel gelösten) Vernetzungsmittel vermischt Die Zugabe der Reafctionsbeschieuniger kann dabei entweder in der letzten Phase des Mischvorgangs erfolgen oder aber auch erst nach dem Ausformen der Formstoff-Mischung, indem die Mischung im Formwerkzeug kurzzeitig mit einem gasförmigen tertiären Amin, z. B. mit Triäthylamin begast wird.
Als Harzkomponente der Polyurethan- Bindemittel sind vom Prinzip her alie monomeren bis polymeren Polyole geeignet, wenn sie eine ausreichende Reaktivität ihrer OH-Gruppen gegenüber den NCO-Gruppen des Polyisocyanats besitzen und wenn sie sich in die Form einer Lösung mit ausreichend hohem Feststoffgehalt bringen lassen. In der Gießereipraxis kommen 6S derzeit bevorzugt Vorkondensate mit freien OH-Gruppen zum Einsatz, wie z. B. ein Phenol-Formaldehyd-Kondensat mit freien Methylolgruppen, das in aromatischen Lösungsmitteln, die ggfs. noch mit polaren höhersiedenden Lösungsmitteln als Lösungsvermittler verschnitten sein können, gelöst ist Damit hergestellte Formen und Kerne haben sich hinsichtlich ihrer Aushärtezeit, ihrer Anfangsfestigkeit und ihrer Endfestigkeit auch durchaus gut bewährt Als unbefriedigend wird jedoch empfunden, daß diese Formen und Kerne insbesondere bei niedrigen Gießtemperaturen relativ schiechte Zerfaliseigenschaften haben, d. h. nach dem Abguß besitzt das Bindemittel noch eine so hohe Restfestigkeit daß sich insbesondere die Kerne nur sehr schwer aus dem fertigen Gußstück entfernen lassen. Die Folge ist ein entsprechend hoher Aufwand in der Putzstation der Gießerei.
Man kann den schlechten Zerfaliseigenschaften der bekannten, mit polyolischen Vorkondensaten aufgebauten Polyurethan-Bindemittel dadurch etwas entgegenwirken, daß der Formstoff-Mischung noch besondere, zerfallsfördernde Zusätze zugesetzt wer-p.n oder der Gehalt an Bindemittel Ln der Formstoff-Mischung auf die unterste, noch gerade tragbare Grenze abgesenkt wird. Beide dieser Möglichkeiten stellen aber nur Behelfe dar, denn bei beiden dieser Möglichkeiten sinkt die Festigkeit der noch nicht abgegossenen Formen und Kernen stark ab, ohne daß ihr Zerfall nach dem Abguß wirklich problemlos wird.
Es besteht also in der Gießereipraxis ein erheblicher Bedarf an einem kalthärtenden Polyurethan-Bindemittel, welches gute Festigkeitswerte für die Formen und Kerne liefert und zugleich nach dem Abguß möglichst zerfaüsfreundlich ist Mit der Erfindung soll der Gießereipraxis ein solches Bindemittel zur Verfügung gestellt werden.
Dieses Ziel erreicht die Erfindung durch die Verwendung eines monomeren mehrwertigen Phenols, welches in einer Konzentration von 5—15 Gew.-°/o an OH-Gruppen in einem polaren hochsiedenden, in bezug auf die 1 Jrethanbildung inerten Lösungsmittel mit einem Oa-Wert von mindestens 7,\8]fflcn? gelöst ist, als Polyol-Losung zur Herstellung eines in Gegenwart eines Polyisocyanats unter Polyurethan-Bildung kaltaushärtenden Bindemittels für Gießerei-Formstoffmischungen, bei dem das Polyisocyanat und das Polyol im Molverhältnis von 1,1 — 1,5 NCO-Gruppen pro OH-Gruppe eingesetzt sind.
Die Erfindung schreibt somit für die- Harzkomponente des Bindemittels zwei zwingende Bedingungen vor, nämlich den Einsatz von speziellen monomeren Phenolen in Kombination mit einer ganz bestimmten Lösungsform für diese Phenole. Es wurde gefunden, daß sich bei Einhaltung dieser Kombination ein hervorragendes Formstoff-Bindemittel auf Polyurethan-Basis e-gibt welches hinsichtlich Aushärtezeit sowie Festigkeit den mit polyolischen Vorkondensaten aufgebauten Bindemitteln nicht nachsteht und welches außerdem, was sich dabei als besonders überraschend herausgestellt hat, nach dem Abguß zu ganz ausgezeichneten Zerfallseigenschaften der Formen und Kerne führt. In diesem Punkt ist das mit der erfindungsgemäß verwendeten Polyol-Lösung hergestellte Bindemittel den mit polyolischen Vorkondensaten aufgebauten Bindemitteln wesentlich überlegen, s" daß mit der Erfindung die bislang in diesem Punkt bestehende Bedarfslücke voll geschlossen wird. Nebenbei macht die Erfindung auch noch einen grundsätzlichen Vorteil mcnomerer Polyole nutzbar, nämlich den Fortfall der Verfahrensstufe zur Herstellung eines Vorkondensats.
Unter dem Begriff »monomeres mehrwertiges Phe-
nol« werden im Sinn der Erfindung Aromaten mit einem bis drei einzelnen (also nicht anellierten) Benzolkernen verstanden, die insgesamt mindestens zwei phenolische OH-Gruppen besitzen. Typische und bevorzugte Beispiele sind (einzeln oder in Mischung miteinander) die ·> zwei- und mehrwertigen einkernigen Phenole, insbesondere Resorcin und Hydrochinon sowie die Bisphenole der allgemeinen Formel
HO
OH
mit(bein<l)
Ri - Methyl und R2=Methyl (Bisphenol A)
Ri = Methyl und R2 = Äthyl (Bisphenol B)
Ri = Methyl und R2 = Butyl
R1 = Methyl und R2 = Amy!
Ri = Methyl und R2 = Heptyt
;bzw. mit (bei /7=1)
Ri + R2 = Pentamcthylen
oder mit (bei π=2)
Ri = Äthyl und R2 = Hydroxyl.
25
Das Lösungsmittel für das monomere ein- bis dreikernige Phenol muß polar und hochsiedend (Siedepunkt oberhalb 1400C) sein und darf natürlich auch nicht die Reaktion der Urethanbildung zwischen dem Phenol und dem Polyisocyanat beeinflussen, d. h. es darf beispielsweise keine die Urethanbiidung katalysierenden Aminogruppen enthalten und beispielsweise auch keine solchen OH-Gruppen, die bei der Vernetzung zu einem vorzeitigen Ket;enabbi .ch führen. Als entscheidende weitere Bedingung kc nmt aber noch hinzu, daß das Lösungsmittel einen -iA-Wert von mindestens 7,1 Sj/J/cm^ haben muß.
Der Begriff »όί,-Wert« erfaßt die Fähigkeit eines Lösungsmittels zur Bildung von Wasserstoffbrücken und ist bei Charles M. Hansen, Journal of Paint Technology, Vol. 39, Nr. 505, ('967), S. 104 ff definiert Hansen hat zur Kennzeichnung des Löseverhaltens von Lösungsmitteln die »spezifische Kohäsionsenergie« (die sich aus der Verdampfungswärme und dem Molvolumen ermitteln läßt) herangezogen und diese in einen Anteil aufgrund von allgemeinen zwischenmolekularen Kräften (Dispersionskräften), einen Anteil aufgrund von Dipolkräften und einen Anteil aufgrund von Kräften durch Wasserstoffbrückenbildung unterteilt. Daraus hat >ü er drei Löslichkeitsparameter öd, <5P und δι, abgeleitet, die sämtlich die Dimension \l]/cms besitzen. Von diesen drei Parametern ist nur der ö/,-Wert (aiso der Einfluß von Wasserstoffbrücken) für die Erfindung wichtig. Der orf-Wert (Einfluß der Dispersionskräfte) ist für alle Lösungsmittel nahezu gleich groß, und von dem op-Wert (Einfluß der Dipolkräfte) wird bei der Erfindung lediglich gefordert, dali das Lösungsmittel polar sein muß (wobei im allgemeinen der öp-Wert etwas geringer sein kann, wenn der ό/,-Wert stärker oberhalb von 7,181/J7cirPliegt).
Es ist noch nicht geklärt, warum die Fähigkeit des Lösungsmittels, ausreichend WasserstoffbrOcken bilden zu können, eis entscheidendes Kriterium der Erfindung darstellt, aber es gibt Grund zu der Annahme, daß das Lösungsmittel sich unter Wasserstoffbrückenbildung relativ fest an die (wegen des monomeren Phenols sehr zahlreich vorhandenen) Urethan-Bindungen im ausgehärteten Bindemittel anlagert und auf diese Weise zur Zerstörung des Bindemittels durch die Gießhitze beiträgt Jedenfalls wurde gefunden, daß das Lösungsmittel selbst bei längerer Lagerung nicht in nennenswertem Maße aus den ausgehärteten Formen und Kernen ausdampft, was für Lösungsmittel außerhalb des Bereichs der Erfindung nicht gilt Außerdem wurde noch gefunden, daß sich mit Lösungsmitteln außerhalb des Bereichs der Erfindung (einschließlich auch solchen, deren oh-Wen nur geringfügig unterhalb 7.18j/J/cm3 liegt) auch dann kein Erfolg einstellt, wenn ein Phenol im Bereich der Erfindung verwendet wird, und daß umgekehrt auch mit einem Lösungsmittel im Bereich der Erfindung in Verbindung mit einem polyoüschen Vorkondensat (anstatt einem Phenol im Bereich der ErHndung) keine Verbesserung der Zerfallbarkeit der For.nen und Kerne erzielt werden kann. Diese Befunde stützen die vorerwähnte Annahme.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind ausgewählte Beispiele von Lösungsmitteln zusammengefaßt die einzeln oder im Gemisch miteinander für die Zwecue der Erfindung geeignet sind.
Tabelle 1
Polare, hochsiedende und gegenüber der Urethanbildung inerte Lösungsmittel mit einem <5*-Wert oberhalb 7,18i/j7cn?
<5*-W»rt
Isophoron 738
Diglykoldimethyläther 9,23
y-ButyroIacton 9,23
Methylglykol-tertbutyläther
etwa 7,18 bis 9,23
Triglykol-dimethyläther 7,ϊ'8 bis 93
Methyldiglykol-tertbutyläther 7,18 bis 3,23
Die Konzentration der Phenole in der Lösung soll so beschaffen sein, daß sich ein Bereich von 5—15 Gew.-% an OH-Gruppen ergibt Konzentrationswerte unterhalb Von 5 Gew.-% an GH-Gruppen führen zu einem zu geringen Feststoffgehalt der Lösung unc dadurch zu unbefriedigenden Festigkeitswerten für die damit hergestellten Formen und Kerne. Ebenso werden aber buch bei einer zu hohen Konzentration der Phenole, d. h. bei Werten oberhalb 15 Gew.-°/o an OH-Gruppen, keine ausreichenden Festigkeitswerie für die Formen und Kerne erreicht, weil in dem Fall der Zusatz einer zu großen Menge an Polyisocyanat erforderlich ist Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, bei den einkernigen Phenolen (2. B. Hydrochinon) eine Konzentration im Bereich von 40—50 Gew.-% und bei den mehrkernigen Phenolen (ζ. B. Bisphenol) είπε etwas höhere Konzentration im Bereich von 50—60 Gew.-% einzustellen. Dem entspricht eine Konzentration an OH-Gruppen von etwa 12—15 Gew.-°/o bzw. 7—9 Gew.-%.
Die Herstellung einer als Harzkomponente verwendbaren Phenol·Lösung bciciici m keinem Fä!! Schwierigkeiten. Wenn die Phenole nicht bereits bei Zimmertemperatur in Lösung gehen, genügt meistens ein gelindes Erwärmen des Lösungsmittels. Wichtig ist natürlich aber, daß die Lösung stabil bleibt, d. h. daß die Phenole nicht wieder im Laufe der Zeit auskristaüisieren. Dies ist bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Bedingungen gewährleistet.
Der erfindungsgemäß verwendeten Polyol-Lösung können noch übliche Zusätze zugesetzt werden, wie z. B. Silane oder hochsiedende aromatische Kohlenwasser-
stoffe bzw. Petroleum zum Zwecke der Hydrophobie-.ung. Insbesondere die hochsiedenden aromatischen Kohlenwasserstoffe können dabei zugleich zur Abstimmung der Verträglichkeit (Mischbarkeit) der Phenol-Lösung mit der Vernetzungskomponente dienen, sofern das in einzelnen Fällen erforderlich ist.
Eine Gruppe weiterer Zusätze, die sich in einer Menge bis zu 10 Gew.-°/o als zweckmäßig erwiesen haben, sind aliphatische Verbindungen mit mindestens zwei OH-Gnippen, wie Äthylenglykol, Glycerin, Diäthylenglykol und dessen Homologe, sowie auch aliphatische Polyäther (alkoxiiierte Polyhydroxiverbindungen). Diese Zusätze sind infolge ihrer freien OH-Gruppen reaktiv, d. h. sie werden h. das Bindemittel-Gerüst mit eingebaut Sie reagieren normalerweise bei der Aushärtung langsamer als die Phenole ■ i wirken sich dadurch steigernd auf d;e Endfesugkeu ri--. t-ormen und Kerne aus.
Als Vemetzungskomponenic korn,, η für die Zwekke der Erfindung alle auch sor **;r die Herstellung von Polyurethan-Bindemitteln sl..^ig2n Polyisocyanate p-.it mindestens zwei NCO-C.-Ljpen in Frage, und zwar bevorzugt solche mit aromatischer Struktur. Beispiele dafür sind Dipheny]methan-4,4'-diisucyanat, 2,2',6,6'-TetramethyI-diphenyImethan-4,4'-diisocyanat. Oiphenyldimethylmethan-4,4'-diisocyanat und DiphenyI-4,4'-diisocyanat Die Polyisocyanate können unverdünnt oder aber gelöst in einem organischen Lösungsmittel, bevorzugt in aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einem Siedebereich oberhalb 1600C eingesetzt werden, im Falle einer Lösung liegt die Konzentration der Polyisocyanate dabei zweckmäßig im Bereich oberhalb 80%.
Die erfindungsgemäß verwendete Polyol-Lösung läßt sich in herkömmlicher Weise zu Gießerei-Formstoffmischungen verarbeiten, indem der körnige Formgrundstoff (z.B. Quarzsand) mit der Polyol-Lösung (Harzkomponente) und dem Polyisocyanat (Vernetzungskomponente) vermischt wird. Die Menge an Polyisocyanat soll dabei zweckmäßig über-stöchiometrisch sein, d.h. das Mo!verhältnis der OH-Gruppen zu den NCO-G"jppen liegt im Bereich von 1 :1,1 bis 1 : 1,5. Die Gesamtmenge an Bindemittel, also an Phenol-Lösung plus Polyisocyanat (ggf. ebenfalls in Lösung) kann im Bereich von 0,8 bis 3,0 Gew.-% liegen, bezogen auf den Formgrundstoff. Der Reaktionsbeschleuniger (z. B. ein tertiäres Amin oder eine metallorganisch^ Verbindung)
Tabelle 2
wird je nach der zugrunde liegenden Verfahrensweise entweder in der letzten Phase des Mischvorgangs zugesetzt, oder aber es erfolgt im Formwerkzeug die übliche Begasung.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert
Es wurden aus den in der nachfolgenden Tabelle 2 angegebenen Phenolen und Lösungsmitteln sowie ggfs. Zusätzen eine Anzahl unterschiedlicher Phenol-Lösungen hergestellt die jeweils noch durch Zusatz von 03% Silan hydrophobiert wurden. Mit diesen Phenol-Lösungen als Harzkomponente und mit üblichem Gießereisand (Quarzsand) wurden in einem Laborschneürnischer verschiedene Formstoff-Mischungen hergestellt, wobei als Vernetzungskomponente in allen Fällen ein Polyisocyanat auf Basis Diphenylmethandiisocyanat dieme, entweder unverdünnt oder mit aromatischen Kohlenwasserstoffen als Lösungsmittel versetzt Der Gesamtgehait an Bindemittel in der Form: toff-Mischung wurde auf 2 Gew.-% eingestellt, und die Anteile der Harzkomponente bzw. der Vernetzungskc nponente wurden dabei so variiert, daß sich jeweils die in der Tabelle 2 angegebenen Molverhältnisse OH/NCO ergaben.
Au den solcherart erhaltenen FomTitoff-Mischungen wurden nach DIN 52 401 Prüfkörper hergestellt und durch Begasung mit Triäthylamin ausgehärtet. Bei der anschließenden Untersuchung wurden die ebenfalls in der Tabelle 2 angegebenen Festigkeitswerte ermittelt, die in einem für die Gießereipraxis brauchbaren Bereich liegen.
Die Prüfung der Zerfallbarkeit erfolgt unter Praxisbedingungen in einer Gießerei Dazu wurden aus den erfindungsgemäßen Bindemitteln gemäß Beispielen A 2 und B 3 sowie aus einigen handelsüblichen Polyurethan-Bindemitteln (Vergleich 1, 2 und 3), die ein polyolisches Vorkondensat enthielten, eine Anzahl von unterschiedlichen Kernen hergestellt, die durch Begasung ausgehärtet wurden und die teils im Sandgußverfahren, teils im Kokillengußverfahren mit Aluminium bei 780°C vergossen wurden. Anschließend wurden die Zeiten für das Ausklopfen der Kerne gemessen. Aus diesen Zeiten; die als Mittelwerte aus je ca. 15 Einzelwerten in der nachfolgenden Tabelle 3 angegeben sind, ist die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Bindemittel hinsichtlich der Zerfallbarkeit deutlich erkennbar.
Phenol
(Gewichisteile)
Lösungsmittel
(Gewichtsteile)
Molverhältnis
OH/NCO
Biegefestigkeiten
sofort
45'
Beispiel A
Bisphenol A gelöst in Diäthylenglykoldimethyläthcr; Polyisocyanat ohne Lösungsmittel.
1 56,0 44,0
2 56,0 44,0
3 56,0 44,0
4 56,0 44,0
5 56,0 44,0
6 56,0 44,0
1 :l,0 206 160 294
1 1,11 226 !77 324
1 1,23 226 216 373
1 i,36 235 216 402
1 1,50 235 265 422
1 1,66 196 2S4 412
Fortsetzung
Phenol
(Gewichtsteile)
Lösungsmittel
(Gewichtsteile)
Mofverhäflnis OWNCO
Biegefestigkeiten
(N/cm')
sofort 45'
Beispiel B
Bisphenol A gelöst in Isophoron mit Zusatz von 4% Diathylenglykol; Polyisocyanat mit 15% Aromaten versetzt
1 42,4 53,6 + 4.0 1 : 1,14 20 372 392
2 46,6 49,4 + 4,0 I 1,16 80 353 372
3 50,0 46.0 + 4,0 I 1,23 110 372 402
4 53,4 42,6 + 4,0 1 1,17 160 353 422
5 53,4 42,6 + 4,0 1 UO 118 392 392
6 53,4 42,6 + 4,0 1 1,44 90 422 412
Beispiel C
Wie Beispiel B, jedoch Isophoron ohne Zusatz von Diäthylenglyköl.
50,0
50,0
1 : U8
80
383
372
Resorcin (R) gelöst in Isopfo
Beispiel D
bzw'. Hydrochinon (H) gelöst in Polyisocyanat mit 15% Aromaten versetzt.
er
1 40,OR
2 40,0 H
60,0 Iso 1 : 1,22
60,0 DGDME 1 : 1,22
Beispiel E
100·
80
294 170
323 215
Bisphenol A gelöst in Diglykoldimethyläther mit Zusatz von 10% Pofyäther (Molekulargewicht 300-400);
Polyisocyanat mit 15% Aromaten
57,0
33,0 + 10,0
I : 1,23
206
470
<ro
Beispiel F
Bisphenol A gelöst in einem Gemisch aus 15% Isophoron und 23,2% Diglykoldimethy'äiher mit Zusatz von 3,4% Diäthylenglyköl sowie 5% Aromaten (A) bzw. Petroleum (P); Polyisocyanai mit 15% Aromaten versetzt.
53,4
53,4
15,0 + 23,2 + 3,4 1 : U6 + 5,0A
15,0 + 23,2 + 3,4 1 : 1,36 + 5,0P
314 265
324 392
Anmerkung; Der in den Beispielen B, D, E und F zur Abkürzung benutzte Ausdruck »Aromaten« bedeutet: »Aromatische Kolenwasserstoffe mit einem Siedebereich oberhalb I60°C«.
Tabelle 3
Vergleich j: VergMch 2: Beispiel B 3: Beispiel A 2:
Versuch 1:
Sandguß mit Saugrohr-Kern (ca. 12 kg)
Ausklopfzeit 170 s Ausklopfzeit 168 s Ausklopfzeit 100 s Ausklopfzeit 105 s
Hl
Vergleich 1: Vergleich 2: Beispiel B 3;
10
Versuch 3:
Kokillenguß mit Ölwannenkerri (ca. 12 kg)
Ausklopfzeit 90 s Ausklopfzeit 80 s Ausklopfzeit 50 s
Vergleich 2: Vergieich 3: Beispiel B 3: Beispiel A 2:
Versuch 2:
Sandguß mit Pislolenkern (ca. 500 %)
Ausklopfzeit 70 s Ausklopfzeit 70 s Ausklopfzeit 20 s Ausklopfzeit 30 S
2(> Vergleich 2: Vergleich 3: Beispiel B 3:
Versuch 4:
Kokillenguß mit Wassermantel (ca. 300 g)
Ausklopfzeit 75 s Ausklopfzeit 70 s Ausklopfzeit 55 s

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verwendung eines monomeren mehrwertigen Phenols, welches in einer Konzentration von 6—15 '-> Gew.-% an OH-Gruppen in einem polaren hochsiedenden, in bezug auf die Urethanbildung inerten Lösungsmittel mit einem <5*-Wert von mindestens 7,18}/J/cm3 gelöst ist, als Polyol-Lösung zur Herstellung eines in Gegenwart eines Polyisocyanats unter Polyurethan-Bildung kaltaushä; tenden Bindemitteis für Gießerei-Formstoffmischungen, bei dem das Polyisocyanat und das Polyol im Molverhältnis von 1,1 bis 1,5 NCO-Gruppen pro OH-Gruppe eingesetzt sind. ' ϊ
2. Verwendung der Polyol-Lösung gemäß Anspruch 1 für den Zweck gemäß Anspruch 1 mit einem Zusatz von bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf die Lösung, einer aliphatischen Verbindung mit mindestens zwei freien OH-Gruppen. Λ!
3. Verwendung der Polyol-Lösung gemäß Anspruch 1 oder 2 für den Zweck gemäß Anspruch 1, wobei die Lösung ein einkerniges zweiwertiges Phenol in einer Konzentration von 40—50 Gew.-% enthält. -5
4. Verwendung der Polyol-Lösung gemäß Anspruch 1 oder 2 für den Zweck gemäß Anspruch 1. wobei die Lösung ein Bisphenol in einer Konzentration von 50—60 Gew.-% enthält
JO
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ZA00796317A ZA796317B (en) 1979-06-13 1979-11-21 Cold-setting,polyurethane-based moulding material binder
ES489582A ES489582A0 (es) 1979-06-13 1980-03-14 Procedimiento para obtener un aglomerante de material de moldeo de endurecido en frio
AT0302280A AT376153B (de) 1979-06-13 1980-06-09 Kaltaushaertendes formstoff-bindemittel auf polyurethan-basis
US06/158,886 US4299751A (en) 1979-06-13 1980-06-11 Cold-setting, polyurethane-based molding material binder
CH4524/80A CH649015A5 (de) 1979-06-13 1980-06-12 Kaltaushaertendes bindemittelsystem fuer formstoff-mischungen.
FR8013385A FR2458333B1 (fr) 1979-06-13 1980-06-12 Liant de materiau de moulage a base de polyurethane durcissant a froid
BR8003663A BR8003663A (pt) 1979-06-13 1980-06-12 Aglutinante de materiais de moldagem, endurencivel a frio, a base de poliuretano, para misturas de materiais de moldagem destinados a producao de moldes de fundicao e machos
JP7917380A JPS5677044A (en) 1979-06-13 1980-06-13 Chilled molding binding agent
NL8003470A NL8003470A (nl) 1979-06-13 1980-06-13 Koudhardend vormstofbindmiddel op polyurethaanbasis.
BE0/201030A BE883814A (fr) 1979-06-13 1980-06-13 Liant de materiau de moulage a base polyuethane durcissant a froid

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3224402C2 (de) * 1982-06-30 1987-02-12 Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH, 4000 Düsseldorf Verfahren zur Herstellung von Gießereiformteilen, insbesondere für den Leichtmetallguß
DE3339174C3 (de) * 1983-10-28 1995-06-01 Schuiling Metall Chemie B V Kalthärtbares Bindemittel auf Polyurethan-Basis für Gießereizwecke
US4966497A (en) * 1989-08-30 1990-10-30 Utility Structural Systems Method of setting, resetting and protecting poles in the ground with foam polyurethane resins
US5466094A (en) * 1994-01-13 1995-11-14 Forward Enterprises Method of setting, resetting and protecting poles in the ground with foam polyurethane resins
US5973048A (en) * 1997-08-08 1999-10-26 General Electric Company Melt and color stabilization of aliphatic polyketones
CA2538176A1 (en) * 2002-05-09 2003-11-20 Forward Ventures, Lp A conductor polymer backfill composition and method of use as a reinforcement material for utility poles
US7230808B2 (en) * 2004-05-21 2007-06-12 Forward Ventures, Lp Grounding of electrical structures
DE102015118428B4 (de) 2015-10-28 2025-09-18 Bindur Gmbh Formstoffgemisch aus natürlichen und/oder keramischen Sanden mit einem Phenol-Formaldehydharz-freien Bindemittel für Gießerei-Formsande

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3904559A (en) * 1971-10-26 1975-09-09 Hooker Chemicals Plastics Corp Foundry aggregate binders
US3925296A (en) * 1971-10-26 1975-12-09 Hooker Chemicals Plastics Corp Foundry aggregate binders
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
US4051092A (en) * 1975-11-13 1977-09-27 International Minerals & Chemical Corporation Foundry core composition of aggregate and a binder therefor
CH613911A5 (de) * 1977-01-10 1979-10-31 Inventio Ag
US4172068A (en) * 1978-07-24 1979-10-23 International Minerals & Chemical Corporation Foundry core composition of aggregate and a binder therefor

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