DE3021445A1

DE3021445A1 - Bindemittelzusammensetzung zum binden von formsandteilchen und verfahren zur herstellung von kunstharzbeschichtetem formsand unter verwendung der bindemittelzusammensetzung

Info

Publication number: DE3021445A1
Application number: DE19803021445
Authority: DE
Inventors: Shin Fujii; Koue Ohkawa; Takashi Seino
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1979-06-09
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1981-01-29
Also published as: JPS55165252A; FR2458334B1; US4366269A; AU5905980A; GB2053244B; AU518568B2; GB2053244A; FR2458334A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bindemittelzusammensetzung zum
Binden von Formsand bzw. Gießereisand zur Herstellung von Formen und Kernen zur Verwendung beim Formsandgießverfahren und einen kunstharzbeschichteten Formsand, welcher unter Verwendung dieser Bindemittelzusammensetzung hergestellt wurde, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen kunstharzbeschichteten Formsandes.
Bei den derzeit angewandten Formsandgießverfahren werden die Formen und Kerne üblicherweise aus einem harzbeschichteten bzw. kunstharzbeschichteten Formsand hergestellt, wobei die Verwendung eines Phenolharzes am häufigsten vorkommt. Aus einem mit Phenolharz beschichteten Formsand hergestellte Formen und Kerne besitzen eine hohe physikalische Festigkeit nach dem Aushärten des aufgeschichteten Harzes in einen Wärmebehandlungs- bzw. Brennverfahren, das in einer kurzen Zeitspanne abgeschlossen sein kann. Jedoch treten bei der Verwendung eines Phenolharzes als Bindemittelmaterial für harzbeschichteten Sand einige Probleme bei der Anwendung hiervon in Sandformgießverfahren auf. Zunächst wird Ammoniakgas freigesetzt, so daß während des Wärmebehandlungs- bzw. Brennvorgangs zur Fertigstellung der Formen und Kerne ein störender Geruch als Folge der teilweisen Zersetzung von Hexamethylentetramin, das üblicherweise als Vernetzungsmittel für ein Phenolharz verwendet wird, freigesetzt wird. Zweitens zeichnet sich Gießverfahren für einige Legierungen durch relativ niedrige Gießtemperaturen aus, beispielsweise bei Gießverfahren für Aluminiumlegierungen, wobei die Formen und Kerne, und insbesondere die Kerne ihre Zähigkeit selbst bei der Ausschüttelstufe nach der Verfestigung des vergossenen, geschmolzenen Metalls beibehalten, und zwar zum Teil wegen der partiellen Verkohlung des Phenolharzes durch die Hitze von dem geschmolzenen Metall, so daß die Sandteilchen fest aneinander oder an dem Legierungsgußstück haften, so daß die Kerne nicht in einfacher Weise zerstört bzw. zerkleinert werden können.
Zur Lösung dieser Probleme wurde von der Armelderin in der US-Patentanmeldung S.N. 967 541, eingereiclt am 7. Dezember 1978, die Herstellung eines kunstharzbeschichteten Sandes unter Verwendung eines kristallinen, ungesättigten Polyesterharzes als Bindemittelmaterial anstelle eines Phenolharzes vorgeschlagen. Die aus den vorgeschlagenen, kunstharzbeschichteten Sand hergestellten Formen und Kerne ergeben keine solchen störenden Geruch während der Wärmebehandlungs-bzw. Brennstufe, und insbesondere können solche bei Gießverfahren von Aluminiumlegierungen verwendeten Kerne leicht bei der Ausschüttelstufe zerstört werden.
Jedoch besitzen ungesättigte Polyesterharze die Eigenschaft, daß sie eine geringere physikalische Festigkeit als Phenolharze besitzen, so daß im Fall der Verwendung eines ungesättigten Polyesterharzes oftmals die Notwendigkeit besteht, den Anteil des Harzes zu dem zu beschichtenden Formsand im Vergleich zum Fall der Verwendung eines Phenolharzes zu erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Bindemittelzusammensetzung zur Herstellung von kunstharzbeschichtetem Formsand zur Herstellung von Formen und Kernen zur Verwendung bei Formsandgießverfahren einschließlich Gießverfahren für Aluminiumlegierungen bereitzustellen, wobei eine solche Bindemittelzusammensetzung keinen unangenehmen Geruch beim Erhitzen während der Herstellung der Formen und Kerne oder während des Gießvorgangs abgibt und wobei dennoch eine ausreichend hohe Anfangsfestigeit der Formen und Kerne gegeben ist und dennoch die Formen und Kerne nach dem Abschluß des Gießvorganges leicht zerstört werden können, selbst wenn eine relativ geringe Gießtemperatur, wie beispielsweise bei Gießverfahren von Aluminiumlegierungen angewandt wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines kunstharzbeschichteten Formsandes aus einem konventionellen Formsand und einer verbesserten Bindemittelzusaitirnensetzung gemäß der Erfindung.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient die erfindungsgemäße Bindetnittelzusammensetzt!ng, welche 100 Gew -Tle. eines kristallinen, ungesättigten Polycsters und 5 bis 30 Gew.-Tle. eines Diallylphthalatmonomeren, welches als Vernetzungsmittel dient, enthält, wobei die Bindemittelzusammensetzung ein kaum klebriger Feststoff bei Zimmertemperatur ist und die Viskosität dieser indemittelzusammensetzung bei einer Temperatur von etwa 300C oberhalb des Erweichungspunktes hiervon unterhalb einem Wert von etwa 50 Pas (500 Poise) liegt. Besonders bevorzugt ist der kristalline, ungesättigte Polyester überwiegend das Produkt einer Kondensationsreaktion von Fumarsäure mit Athylenglycol.
Der kunstharzbeschichtete Formsand gemäß der Erfindung umfaßt eine größere Menge eines Formsandes und eine kleinere Menge einer erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung, wobei hierzu ein organisches Peroxid als Aushärtkatalysator zugesetzt wird und die Bindemittelzusammensetzung in Form eines Über zuges oder einer Beschichtung auf den einzelnen Teilchen des Formsandes vorliegt.
Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis der Bindemittelzusammensetzung zu dem Sand im Bereich von 1 : 100 bis 7 100.
Der kunstharzbeschichtete Formsand wird dadurch hergestellt, daß der Formsand und die Bindemittelzusammensetzung bei einer erhöhten Temperatur, bei welcher die Bindemittelzusammensetzung in einem fließfähigen oder flüssigen Zustand vorliegt, vermischt werden.
In der vorliegenden Beschreibung ist unter dem Ausdruck "kristalliner ungesättigter Polyester" ein Polyester zu verstehen, der wenigstens teilweise bis zu einem solchen Ausmaß kristallin ist, daß kristalline Bereiche durch Röntgenbeugungsanalyse deutlich identifiziert werden können, und der verwendete Ausdruck "kaum klebrig" bedeutet, daß eine Bindemittelzusammensetzung oder ein ungesättigter Polyester ein Feststoff ist und zu Bruchstücken zerteilt werden kann, welche einzeln kleiner als 4 mm in der maximalen Abmessung sind und vollständig durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 4,76 mm (4 mesh) auf einer Standardsiebmaschine hindurchgehen.
Aus der zuvor gegebenen Beschreibung ist ersichtlich, daß das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung in der Verwendung einer spezifizierten Menge von Diallylphthalatmonomerem als Vernetzungsmittel für einen kristallinen, ungesättigten Polyester, welcher als Hauptkomponente einer Bindemittelzusammensetzung für einen kunstharzbeschichteten Sand verwendet wird, liegt. Falls das Gewichtsverhältnis des Diallylphthalates zu dem ungesättigten Polyester kleiner als 5 : 100 eingestellt wird, wird die Kristallisationsrate der einmal fließfähig bzw. flüssig gemachten Bindemittelzusammensetzung extrem langsam, und die Bindemittelzusammensetzung kann keine ausreichend hohe Anfangs festigkeit bei den Formen und Kernen liefern, so daß die Bindemittelzusammensetzung beinahe nicht mehr in der Praxis angewandt werden kann. Wenn das Gewichtsverhältnis größer als 30 : 100 eingestellt wird, neigt die Bindemittelzusammensetzung dazu, einen zu feuchten kunstharzbeschichteten Formsand zu ergeben, welcher hinsichtlich der Formbarkeit nicht so gute Eigenschaften auEweist und keine ausreichend hohe Anfangsfestigkeit bei den Formen und Kernen ergibt. Durch Einstellung des Gewichtsverhältnisses im Bereich von 5 : 100 bis 30 : 100 wird die Kristallisationsrate der einmal fließfähig bzw. flüssig gemachten Bindemittelzusammensetzung sehr hoch, und aus einem hiermit hergestellten,kunstharzbeschichteten Formsand hergestellte Formen und Kerne weisen eine ausreichend hohe Anfangsfestigkeit auf und können dennoch nach der Verfestigung des gegossenen, geschmolzenen Metalls in einfacher Weise zerstört bzw. zerkleinert werden.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete, kristalline, ungesättigte Polyester ist vorteilhafterweise ein Produkt mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 1000 bis 2000 (vor dem Aushärten). Selbst ein gewöhnlicher, ungesättigter Polyester kann zu einem kaum klebrigen Feststoff umgewandelt werden, indem sein Molekulargewicht im nichtausgehärteten Zustand stark erhöht wird. Jedoch weist ein solcher Polyester mit einem hohen Molekulargewicht nicht das gewünschte Ausmaß der Viskositätserniedrigung auf, wenn er mit dem Formsand in einem Heißschmelzverfahren, wie es im folgenden noch beschrieben wird, vermischt wird, so daß es unmbglich wird, eine Kunstharzbeschichtung auf derOberfläche der einzelnen Sandteilchen auszubilden. Falls eine Lösungsmittelverdünnungsmethode angewandt wird, kann ein kunstharzbeschichteter Formsand selbst bei Verwendung eines solchen ungesättigten Polyesters mit hohem Molekulargewicht hergestellt werden, jedoch ist die Anwendung einer Lösungsmittelverdünnungsmethode nicht so vorteilhaft, da die Verdampfung des Lösungsmittels erforderlich wird, und hierbei auch Umweltverschmutzungsprobleme auftreten könnten. Im Gegensatz dazu wird die Herstellung eines kunstharzbeschichteten Formsandes nach einer Heißschmelzmethode praktikabel, wenn ein gewöhnlicher, ungesättiger Polyester mit einem relativ geringen Molekulargewicht verwendet wird, jedoch nimmt der hierbei erhaltene, kunstharzbeschichtete Formsand nicht den Zustand eines trocknen, beschichteten Formsandes an, selbst wenn er ausreichend nach dem Abschluß des Mischvorganges abgekühlt wird. Obwohl Formen und Kerne selbst bei Verwendung eines "feuchten" beschichteten Formsandes hergestellt werden können, ist eine beträchtliche Erniedrigung der Produktivität im Fall der erstellung einer großen Anzahl von Formen und Kernen unter Verwendung eines beschichteten Formsandes in einem solchen Zustand wegen der geringeren Fließfähigkeit des feuchten beschichteten Formsandes unvermeidlich.
Ein kristalliner, ungesättigter Polyester, der bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ergibt eine zufriedenstellende Erniedrigung der Viskosität beim Erhitzen und ergibt einen kunstharzbeschichteten Formsand mit hoher Fließfähigkeit bei Zimmertemperatur. Vorzugsweise sollte der ungesättigte Polyester (und ebenso eine Bindemittelzusammensetzung, in welcher ein solcher Polyester verwendet wird) eine Viskosität unterhalb von etwa 25 Pas (250 Poise) bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1000C bis etwa 13QOC aufweisen.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung sind: Fig. 1 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Menge an Diallylphthalat in einer Bindemittelzusammensetzung und einer geeigneten Mischzeit zur Herstellung eines kunstharzbeschichteten Formsandes für verschiedene i.indemittelzusammensetzungeii zeigt, wobei c.ie meisten hiervon erfindungsgemäße Zusammensetzungen sind; Fig. 2 eine waagerechte Querschnittsansicht einer Netallform zur Herstellung von Teststücken für die Untersuchung der Zugfestigkeit eines kunstharzbeschichteten Formsandes; Fig. 3 Ein Diagramm mit experimentellen Ergebnissen, welche die Abhängigkeit der Festigkeit und der Fohdichte von Bindemittelzusammensetzungen zeigen, wobei die meisten hiervon im Rahmen der Erfindung liegen, und zwar in Abhängigkei von der Menge an Diallylphthalat (DAP) in jeder Bindemittelzusammensetzung; Fig. 4 ist ein Diagramm, welches experimentelle Ergebnisse für die Abhängigkeit der Festigkeit von unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung hergestellten Sandformen von der Brenntemperatur bei der Herstellung der Formen im Vergleich zu unter Verwendung einer hiervon verschiedenen Bindemittelzusammensetzung hergestellten Sandformen zeigt; Fig. 5 ist eine Vorderansicht eines Sandkernes zum Gießen eines Ansaugkrümmers für einen Kraftfahrzeugmotor; Fig. 6 und 8 sind Diagramme entsprechend dem Diagramm von Fig. 1, welche sich auf unterschiedliche Arten von Bindemittelzusammensetzungen, wovon die meisten im Rahmen der Erfindung liegen, beziehen, und Fig. 7 und 9 sind Diagramme entsprechend dem Diagramm von Fig. 3, welche sich auf unterschiedliche Arten von Bindemittelzusammensetzungen, wovon die meisten im Rahmen der Erfindung liegen, beziehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.
Ein kristalliner, ungesättigter Polyester, wie er gemäß der Erfindung vorteilhaft eingesetzt wird, wird durch Reaktion zwischen einer s - oder ß-ungesättigten dibasischen Säure, die bei Zimmertemperatur fest und kristallin ist, und einem Glycol erhalten.
Beispiele von geeigneten, ungesättigten, dibasischen Säuren sind Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure und Maleinsäureanhydrid, sowie Substitutionsprodukte dieser Säuren. Zwei oder mehrere dieser Verbindungen können gemeinsam verwendet werden. Zur Herstellung eines ungesättigten Polyesters mit einem hohen Kristallisationsgrad, wird bevorzugt eine dibasische Säure mit sterischer Symmetrie wie Fumarsäure oder Mesaconsäure und insbesondere Fumarsäure verwendet.
Ein Teil der s - oder ß-ungesättigten dibasischen Säure kann durch eine gesättigte, dibasische Säure wie Terephthalsäure, Dimethylterephthalat, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Isophthalsäure, 3,6-endo-Methylen- 4 4-tetrahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid oder Anthracen-Maleinsäureanhydrid, oder ein Additions- oder Substitutionsprodukt einer solchen Säure ersetzt werden. Zur Erhöhung des Kristallisationsgrades des ungesättigten Polyesters bei Verwendung einer gestättigten, dibasischen Säure wird vorzugsweise eine Säure mit sterischer Symmetrie verwendet, Beispiele hierfür sind Terephthalsäure, Dimethylterephthalat oder Adipinsäure.
Beispiele von einsetzbaren Glycolen sind: Äthylenglycol, 1,4-Butandiol, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, hydriertes Bisphenol-A und Metaxylolglycol, sowie Substitutionsprodukte dieser Verbindungen. Jedes dieser Glycole ist fest und kristallin bei Zimmertemperatur oder besitzt sterische Symmetrie.
Zwei oder mehrere dieser Glycole können gemeinsam verwendet werden.
Eine Kondensationspolymerisationsreaktion zwischen einer ungesättigten, dibasischen Säure und einem Glycol zur Herstellung eines ungesättigten Polyesters ist an sich bekannt und muß nicht näher beschrieben werden. Durch Verwendung von aus den zuvor aufgeführten Substanzen ausgewählten Materialien und durch Steuerung des Kristallisationsgrades durch kontrolliertes Abkühlen des einmal auf eine Temperatur oberhalb seines Erweichungspunktes erwärmten Polymerisates und ggf. durch Zugabe einer Substanz, welche als Kristallisattonskeim dient, ist es möglich, einen kristallinen, ungesättigten Polyester mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 1000 bis 2000, der bei Zimmertemperatur ein kaum klebriger Feststoff ist, herzustellen.
Ein auf diese Weise hergestellter, ungesättigter Polyester kann durch gemeinsames Erwärmen mit einem vernetzenden Monomeren (nämlich Diallylphthalat. gemäß der vorliegenden Erfindung) in Anwesenheit eines Katalysators ausgehärtet werden-.
Als Polymerisations- oder Copolymerisationskatalysator zum Aushärten einer erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung während der Herstellung von Formen und Kernen aus einem kunstharzbeschichteten Formsand wird üblicherweise ein organisches Peroxid verwendet, das beispielsweise aus den Verbindungen Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Di-tert.-butylperoxyadipat, Dicumylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, Methyläthylketonperoxid und Cumolhydroperoxid ausgewählt werden kann. Ggf. können zwei oder mehrere solcher Peroxide gemeinsam verwendet werden. Der Katalysator wird in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-Tln. und vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-Tln. auf 100 Gew.-Tle. des ungesättigten Polyesters verwendet. Falls das Gewichtsverhältnis des Katalysators zu dem Polyester unterhalb von 0,1 : 100 liegt.
erfordert das Brennen bzw. die Wärmebehandlung eines gemäß der Erfindung hergestellten, kunstharzbeschichteten Formsandes zur Herstellung von Sandformen eine übermäßig lange Zeitspanne. Andererseits wird der Effekt des Katalysators nicht signifikant erhöht, wenn das Gewichtsverhältnis von Katalysator zu dem Polyester einen Wert von 10 : 100 übersteigt, so daß die Verwendung von solch großen Katalysatormengen aus wirtschaftlichen Gründen nicht vorteilhaft ist.
Der Katalysator kann dem ungesättigten Polyester in der Stufe der Herstellung einer erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung zugemischt werden, jedoch kann er alternativ auch bei der Stufe des Vermischens der Bindemittelzusammensetzung mit einem Formsand zugegeben werden.
Wahlweise kann die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung eine Silanverbindung als Kuppler enthalten, der für eine Erhöhung der Festigkeit von Sandformen oder -kernen, welche aus einem erfindungsgemäß hergestellten, kunstharzbeschichteten Sand durch Formen und Brennen hergestellt wurden, wirksam ist. Das Gewichtsverhältnis von Kuppler zu der Gesamtmenge der wesentlichen Bestandteile der Bindemittelzusammensetzung wird auf nicht größer als 1 : 10 eingestellt. Beispiele von brauchbaren Silanverbindungen sind -Methacryloxypropyl-trimethyGoxy-silan und -Glycidyloxypropyl-trimethyloxy-silan. Alternativ kann der Kuppler zu einer erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung in der Stufe des Vermischens der Bindemittelzusammensetzung mit einen Formsand zugegeben werden.
Beispielsweise wird die Herstellung eines kunstharzbeschichteten Formsandes gemäß der Erfindung nach einem Heißschmelzprozeß dadurch erreicht, daß zuerst ein als Formsand geeigneter Quarzsand auf eine Temperatur von beispielsweise 1700C vorerhitzt wird, dann dervorerhitzte Sand in einem konventionellen ,andmischer mit laufendem Rührer eingegeben wird, dann eine c?rfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung (bereits mit Diallylphthalat und einem Katalysator versetztes, kristallines, ungesättigtes Polyesterharz, das jedoch noch nicht ausgehärtet ist) in den gleichen Mischer eingegeben wird, der Betrieb des Mischers fortgeführt wird, bis die Temperatur des Sandes unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels liegt, mit dem Ergebnis, daß das auf die Oberfläche eines jeden Sandteilchens aufgeschichtete Bindemittel einen kristallinen Zustand annimmt. Wahlweise kann eine geringe Menge eines Wachses oder Gleitmittels wie Calciumstearat zu dem Gemisch aus Sand-Bindemittel in einer späteren Stufe des Mischvorganges zum Zweck der Erhöhung der Fließfähigkeit des kunstharzbeschichteten Formsandes und zur Verhütung der Agglomerierung der Sandteilchen zugesetzt werden. Bei Verwendung eines auf diese Weise hergestellten, kunstharzbeschichteten Formsandes können-Formen und Kerne nach einer konventionellen Methode hergestellt werden. Beispielsweise wird der kunstharzbeschichtete Formsand in eine auf eine Temperatur von 1200C bis 2500C vorerhitzte Metallform, wobei dies von den Werten der Breite und der Dicke der beabsichtigten Formen oder Kerne abhängig ist, eingeschüttet und dann bei etwa 200°C für 0,5 bis 3 Minuten gebrannt bzw. wärmebehandelt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsversuche näher erläutert.
Beispiele 1A bis 1D Unter Verwendung eines 2 1 Vierhaiskolbens wurden 1126 g Fumarsäure, 44 g Phthalsäureanhydrid, 617 g Athylcnglycol und 56 g Diäthylenglycol einer Veresterungskondensationsreaktion nach üblicher Methode unterworfen, wobei 14C)O g eines ungesättigten Polyesters mit einer Säurezahl vcn 25 erhalten wurden. Der Polyester wurde auf 120°C abcgekilhlt und dann mit 0,33 g Hydrochinon und 56 g Dicunylperoxid vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde in 7 gleiche Teile aufgeteilt.
Im Beispiel 1A wurden 5 Gew.-Tle. (10 g als absoluter Wert) Diallylphthalatmonomeres - im folgenden als DAP abgekürzt -zu 104 Gew.-Tln. (208 g) des Gemisches aus Polyester-Katalysator zugesetzt, und weiterhin wurden 2,5 g ultrafeine Teilchen von Kieselsäureanhydrid (Warenbezeichnung AEROSIL 200 von Japan Aerosil Inc.) zu dem gleichen Gemisch als Kristallkeime zugesetzt. Unter fortwährendem, kräftigem Rühren wurde das erhaltene Gemisch allmählich auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die so hergestellte Bindemittelzusammensetzung wurde für eine Woche stehengelassen und dann pulverisiert, wobei Körnchen erhalten wurden, die durch ein Sieb mit einer öffnung von 1,0 mm (16 mesh) hindurchgingen.
Die Beispiele 1B, 1C und 1D waren ähnlich wie das Beispiel 1A mit der Ausnahme, daß die Menge des DAP-Monomeren auf 10 Gew.-Tle. (20 g), 20 Gew.-Tle. (40 g) bzw. 30 Gew.-Tle.
(60 g) erhöht wurde.
Vergleichsversuche 1A bis 1C Als Vergleichsversuche 1A und 1B wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1A mit der Ausnahme wiederholt, daß die Menge an DAP auf 3 Gew.-91e. (6 g) im Vergleichsversuch 1A und auf 4 Gew.-Tle. (8 c) im Vergleichsversuch 1B erniedrigt wurde.
Der Vergleichsversuch 1C wurde ebenfalls ähnlich den Beispielen 1A bis 1D mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Menge an DAP au. 40 Gew.-Tle. (80 g) erhöht wurde.
Eine Woche nach der Herstellung werde die Bindemittelzusammensetzungen der Vergleichsversuche 1B und 1C in ähnlicher Weise wie die Binue;nittllzu sammensetzungen der Beispiele 1A bi.. 1D pulverisiert. Hierbei stellte sich jedoch heraus, daß die Bindmttelzusammensetzung von Vezgleichsversuch 1A nicht pulverisiert werden konnte, da sie nicht fest wurde und in einem weichen, sahnebonbonähnlichen Zustard selbst nach eintm Monat nach der Herstellung vorlag. Daher wurde die Zusammensetzung des Vergleichsversuchs 1A nicht bei dem folgenden Experiment eingesetzt.
Exlreriment 1 Sechs Ansätze von kunstharzbeschichtetem Formsand wurden jeweils hergestellt, indem die Bindemittelzusammensetzungen der Beispiele 1A bis 1D unter Vergleichsversuche 1B und 1C verwendet wurden. Bei diesen sechs Ansätzen wurde jeweils die folgende ArEeitsweise angewandt: 4 kg eines handelsüblichen Quarzsandes für Gießereizwecke wurden auf 1800C vorerhitzt und dann in einen laufenden Sandmischer eingegeben. Unmittelbar danach wurden 120 g der pulverisierten Bindemittelzusammensetzung zu dem Sand in dem Mischer zugegeben, wobei weiter gemischt wurde. Die Temperatur des Sandes erniedrigte sich allmählich und nach einer bestimmten Zeitspanne begann die auf den Oberflächen der Sandteilchen aufgeschichtete Bindemittelzusammensetzung sich zu verfestigen, so daß die Sandteilchen lose wurden.
Zu diesem Zeitptnkt wurden 4,8 g Calciumstearat zu dem kunstharzbeschichteten Sand in dem Mischer zugesetzt, der immer noch betrieben wurde, und 30 Sekunden später wurde der kunstharzbeschichtete Sand so lose und fließfähig, daß die einzelnen Sandteilchen fast vollständig voneinander getrennt waren. Dementsprechend wurde der Sunstharzbeschichtete Sand aus dem Mischer zu diesem zeitpunkt cntleert. Im folgenden wird mit dem Ausdruck 'Mischzeit" bei der Herstellung eines kunstharzbeschichteten n Sandes die Zeitspanne von der Zugabe einer BindemitteGzusammensetzullg zu einem erhitzten Formsand in einem Mischer bis zur Entleerung der kunstharzbeschichteten Sandteilchen in einem beinahe vollständig getrennten Zustand ats dem Mischer angenommen.
In der Fig. 1 ist die Veränderung der Mischzeit bei der Herstellung der sechs Ansätze von kunstharibeschichtt-tem Sand in diesem Experiment gezeigt.
Die in der Fig. 1 gezeigten experimenteller. Ergebnisse beweisen, daß die Herstellung eines kunsthCrzbeschichteten Sandes unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung, welche wenigstens 5 Gew.-§le. an DAP-Monomerem auf 100 Gew.-Tle. eines ungesättigten Polyesters enthält, in einer zufriedenstellend kurzen Mischzeit abgeschlossen werden kann, und daß im Falle einer analogen Bindemittezusammensetzung, welche jedoch nur 4 Gew.-5lle. DAP enthält, die Mischzeit ungefähr dreimal so lange wie im Fall der vorliegenden Erfindung wird, dies bedeutet jedoch eine beträchtliche Herabsetzung der Produktivität hinsichtlich kunstharzbeschichtetem Sand.
An jedem dieser sechs Ansätze von kunstharzbeschichtetem Sand wurde die Messung der Rohdichte bzw. Schüttdichte durchgeführt und aus jedem dieser kunstharzbeschichteten Sande hergestellte Teststücke wurden einem Zugfestigkeitstest bei Zimmertemperatur unterworfen. Die Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt einer Formanordnung, welche zum Formen der Teststücke verwendet wurde. Jeder der kunstharzbeschichteten Sande wurde in den Hohlraum der Formanordnung eingegossen und 70 Sekunden bei 2300C unter Bildung eines Teststückes gebrannt, wobei dies eine Platte mit einer Form bei der Aufsicht wie eine Hantel :,ar. Die in der Fig. 2 angedeutete Weite W in der Mitte des Formhohlraumes betrug 25,4 mm und die Tiefe des Formhohlraumes betrug 6,35 mm.
Dic exerimentellen Ergebnisse sind in der Fig. 3 gezeigt, wobei die Kurve D die Ergebnisse der Messung der Schüttdichte für die sechs Ansätze des hunstharzbeschichteten Sandes und die Kurve S die Ergebnisse des Zugfestigkeitstests bei Zimmeitemperatur wiedergibt. Die Zugfestigkeitswerte, wie sie in der Fig. 3 angegeben sind, stellen jeweils den Durchschnittswert der Messungen an zehn Teststücken dar.
Die Kurve D in Fig. 3 zeigt, daß die Schüttdichte eines kunstharzbeschichteten Formsandes des untersuchten Typs überraschend niedrig wird, wenn die DAP-Menge 30 Gew.-Tle.
auf 100 Gew.-Tle. des ungesättigten Polyesterharzes übersteigt. Ein kunstharzbeschichteter Formsand mit geringer Schüttdichte ist für die praktische Anwendung wegen des Auftretens von Gußfehlern wie Eindringung von geschmolzenem Metall und von Sandeinschlüssen bei Gießprozessen unter Verwendung von aus einem solchen kunstharzbeschichteten Formsand hergestellten Formen und Kernen ungeeignet.
Die Kurve S in Fig. 3 zeigt, daß die Festigkeit von aus einem kunstharzbeschichteten Formsand des getesteten Typs hergestellten Formen und Kernen nicht nur bei unzureichender Menge von DAP in der Bindemittelzusammensetzung unzureichend wird, sondern auch, wenn die Bindemittelzusammensetzung mehr als 30 Gew.-Tle. DAP auf 100 Gew.-Tle. an ungesättigtem Polyesterharz enthält, so daß es erforderlich wird, eine stark erhöhte Menge einer solchen Bindemittelzusanmensetzung anzuwenden, falls vergleichbare FeFtigkeitswcrte zu den bei Verwendung von erfindungsgemäßer Bindemittelzusammensetzungen erreichten Werten, wobei 5 bis 30 (ew.-Tle.
DAP auf 100 Gew.-Tle. ungesättigtem Polyester vorliegen, erhalten werden sollen. Eine solche Erhöhurg der Menge an Bindemittel zusammensetzung fiihrt jedoch zum Auftreten von Gußfehlern wie Bläschen als Folge der Bildung einer erhöhten Gasmenge aus den Formen und Kernen während eines Gießvorganges und weiterhin ist dies auch aus wirschaftlichen Gesichtspunkten nicht erwünscht.
Beispiel 2 In einem 2 1 Vierhalskolben wurden 1137 g Fumarsäure, 29 g Adipinsäure und 652 g Athylenglycol einer Veresteruflgskondensationsreaktion nach üblicher Methode unterworfen, um 1400 g ungesättigten Polyester mit einer Säurezahl von 30 herzustellen. Der ungesättigte Polyester wurde auf 1150C abgekühlt, und es wurden 0,33 g para-Benzochinon, 280 g DAP-Monomeres und 16,5 g ultrafeine Teilchen von Kieselsäureanhydrid (Warenbezeichnung AEROSIL 200) hinzugegeben und mit dem ungesättigten Polyester vermischt. Die relative Menge des DAP-Monomeren betrug 20 Gew.-Tle. auf 100 Gew.-Tle.
des Polyesters. Weiterhin wurden 42 g tert.-Butylperoxybenzoat zu dem Gemisch im Kolben zugesetzt nd die hierbei erhaltene Mischung wurde allmählich auf Zimnertemperatur unter fortwährendem Rühren abgekühlt. Nachdem eine Woche seit der Herstellung verstrichen war, wurde die so hergestellte Bindemittelzusammensetzung zu Teilchen pulverisiert, welche durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1,0 mm (16-mesh) hindurchgingen.
Dann wurde ein kunstharzbeschichteter Sand ergestellt, indem zuerst 4 kg eines auf 1800C vorerhitzten Quarzsandes der gleichen Art, wie er in Experiment 1 verwendet wurde, in einen laufenden Sandmischer eingegeben wurden und dann 120 g der pulverisierten Bindemittelzusammensetzung von Beispiel 2 zu cem Sand im Mischer zugesetzt wurden und danach die Misct- und Kühlarbeitsweise von Experiment 1 wiederholt wurdc yQrgleichsversuc h 2 Die Synthese vor 1400 g eines ungesättigten Polyesters wurde in Ubereinstimmtng mit der Arbeitsweise von Beispiel 2 durchgeführt, ud der Polyester wurde auf Zimmertemperatur abgekühlt. Dann wurden 0,33 g para-Benzochinon, 420 g Styrolmonomeres und 16,5 g Kieselsäureanhydrid in Form von ultrafeinen Tei]chen (Warenbezeichnung AEROSIL 200) zugegeben und mit dem Polyester vermischt. Die Relativmenge an Styrolmonometem betrug 30 Gew.-Tle. auf 100 Gew.-Tle.
des ungesättigten Polyesters. Weiterhin wurden 42 g tert.-Butylperoxybenzcat zu derft Gemisch in dem Kolben zugesetzt, und die erhaltene Mischung wurde allmählich auf Zimmertemperatur unter fortwährendem Rühren abgekühlt. Nachdem eine Woche verstrichen war, wurde die so hergestellte Bindemittelzusanmensetzung zu Teilchen pulverisiert, welche durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1,0 mm (16-mesh) hindurchgingen.
Dann wurde entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 2 ein kunstharzbeschichteter Formsand mit der Ausnahme hergestellt, daß 120 g der pulverisierten Bindemittelzusammensetzung vom Vergleichsversuch 2 anstelle des Bindemittels von Beispiel 2 eingesetzt wurden.
Experiment 2 Der kunstharzbeschichtete Sand von Beispiel 2 besaß eine Schüttdichte von 1,41 g/cm3, während der kunstharzbeschichtete Sand von Vergleichsversuch 2 eine Schüttdichte von 1,45 g/cm3 besaß.
Für diese beiden Arten von kunstharzbeschichtetem Sand wurden Teststücke zur Messung der Zugfestigkeit ertsprechend der Arbeitsweise von Experiment 1 geformt und cebrannt. Der kunstharzbeschichtete Sand von Beispiel 2 zeigte bei Zimmertemperatur eine Zugfesttgkeitswert vcn 16,5 kg/cm2 als Durchschnittstestergebnis an zehn Test tücken, während der kunstharzbeschichtete Sand von Vergleichsversuch 2 bei Zimmertemperatur nur einenzugfestigkeitswert von 9,2 kg/cm² als Durchschnittswert der Testergebnisse an zehn Tecststücken zeigte.
Der Zugfestigkeitstest für diese beiden Arten von kunstharzbeschichtetem Sand wurde wiederholt, wcbei die Brenntemperatur bei der Herstellung der Teststücke im Bereich von 1500C bis 2500C variiert wurde. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Fig. 4 gezeigt und beweisen die Uberlegenheit von DAP als Vernetzungsmittel gegenüber Styrol.
Experiment 3 Ein Kopfkern, wie er in der Fig. 5 dargestellt ist, für einen Einlaßkrümmer für einen 1,8 1 Automobilmotor wurde aus dem kunstharzbeschichteten Sand von Beispiel 2 mit Hilfe einer Blas-Shell-Maschine und Brennen bei 2700C während 30 Sekunden hergestellt, und es wurde ein Einlaßkrümmer aus Aluminiumlegierung AC2A unter Verwendung dieses Kerns gegossen.
Das Gußstück besaß keine Gußfehler, und das Herausschütteln zur vollständigen Zerstörung des Kopfkerns aus dem Gußstück wurde durch bloße Anwendung von ziemlich schwachen Schlägen an dem Gußstück durch Betrieb einer pneumatischen Vibrationsausstoßmaschine während 30 Sekunden bei einem Luftdruck von 4,9 bar (5kg/cm²) erreicht. Dies zeigt eine ausgezeichnete Zerkleinerbarkeit von Kernen, die aus einem erfindungsgemäßen, kunstharzbeschichteten Formsand hergestellt wurden, und diessogar in; Fall des Gießens von Aluminiumlegierungen, bei welchem eine relativ niedrige Gießtemperatur angewandt wird.
Beisele 3A bis 3D In einem 2 1 Vicrhalskolben wurden 1126 g Fumarsäure, 44 g Phthalsäurcanhydrid, 617 g Ät:hylenglycol und 56 g Diäthylenglycol einer Veresterungskondensationsreaktion nach üblicher Mcthode unterzogen, wobei 1400 g eines ungesättigten Polyesters mit einer Säurezahl von 28 und einem Zahlendurclischnittsmolekulargewicht von 1450 erhalten wurden.
Der ungesättigte Polyester wunde auf 120°C abgekühlt und es wurden 0,33 g Hydrochinon und 56 g Dicumylperoxid hinzugesetzt und mit dem Polyester vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde in sieben gleiche Teile aufgeteilt.
Als Beispiel 3A wurden 5 Gew.-Tle. (10 g als absoluter Wert) an DAP-Monomerem zu 104 Gew.-Tln. (208 g) des den Katalysator enthaltenden, ungesättigten Polyester hinzugesetzt, weiterhin wurden 2,5 g ultrafeine Teilchen von Kieselsäureanhydrid (-Warenbezeichnung AEROSIL 200) zum gleichen Gemisch als Kristallkeime zugesetzt. Unter fortwährendem, kräftigem Rühren wurde das erhaltene Gemisch auf Zimmertemperatur abgekühlt. Nach einer Woche wurde die so hergestellte Bindemittelzusammensetzung zu Teilchen pulverisiert, welche durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1,0 mm (16-mesh) hindurchgingen.
Die Arbeitsweise für die Beispiele 3B, 3C und 3D waren derjenigen von Beispiel 3A mit der Ausnahme vergleichbar, daß die Menge an DAP-Monomerem auf 10 Gew.-Tle. (20 g), 20 Gew.-Tle. (40 g) bzw. 30 Gew.-Tle. (60 g) geändert wurde.
Vergleichsversuche 3A bis 3C Als Vergleichsversuche 3A und 3B wurde die Arbeitsweise von Beispiel 3A mit der Ausnahme wiederholt, daß die Menge an DAP-Monomerem auf 3 Gew.-Tle. (6 g) im Vergleichsversuch 3A und auf 4 Gew.-Tle. im Vergleichsversuch 3B herabgesetzt wurde. Der Vergleichsversuch 3C war den Beispielen 3A bis 3D ebenfalls mit der Ausnahme vergleichbar, daß die Menge an DAP-Monomerem auf 40 Gew.-Tle. -(80 g) erhöht wurde.
Eine Woche nach der Herstellung konnten die Bindemittelzusammensetzungen der Vergleichsversuche 3B und 3C in ähnlicher Weise wie die Bindemittelzusammensetzungen der Beispiele 3A bis 3D pulverisiert werden. Jedoch konnte die Bindemittelzusammensetzung von Vergleichsversuch 3A nicht pulverisiert werden, da sie nicht fest wurde und in einem weichen, sahnekaramelähnlichen Zustand selbst einen Monat nach ihrer Herstellung vorlag. Daher wurde die Bindemittelzusammensetzung des Vergleichsversuchs 3A im folgenden Experiment nicht eingesetzt.
Experiment 4 Sechs Ansätze von kunstharzbeschichtetem Sand wurden jeweils unter Verwendung der Bindemittelzusammensetzungen der Beispiele 3A bis 3D und der Vergleichsversuche 3B und 3C unter Anwendung der gleichen Materialien und der gleichen Arbeitsweise wie in Experiment 1 hergestellt.
Die Fig. 6 zeigt die Veränderung der Mischzeit bei der Herstellung der sechs Ansätze von harzbeschichtetem Sand in diesem Experiment.
Die Messung der Schüttdichte und der Zugfestigkeit bei Zimmertemperatur an jeder dieser sechs Arten von kunstharzbeschichtetem Sand wurde entsprechend der Arbeitsweise von Experiment 1 durchgeführt, die Ergebnisse sind in der Fig. 7 dargestellt, worin die Kurven D und S die Schüttdichte bzw. die Zugfestigkeit darstellen.
Die in der Fig. r) gezeigten experimentellen Ergebnisse beweisen, daß im Fall einer Bindemittelzusammensetzung, welche weniger aLs 5 Gew.-Tle. DAP-Monomeres auf 100 Gew.-Tle. ungesättigtem Polyester enthält, die Herstellung des kunstharzbeschichteten Sandes eine beträchtlich ausgedehnte Mischzeit benötigt, was einen höheren Energieaufwand und eine geringere Produktivität ergibt. Die in Fig. 7 gezeigten Ergebnisse beweisen, daß die Festigkeit von Formen und Kernen bei Zimmertemperatur niedriger liegt, wenn sie mit einer Bindemittelzusammensetzung hergestellt werden, welche entweder weniger als 5 Gew.-Tle. oder mehr als 30 Gew.-Tle. an DAP-Monomerem auf 100 Gew.-Tle. des ungesättigten Polyesterharzes enthält und daß die Schüttdichte des kunstharzbeschichteten Sandes zu niedrig wird, wenn die Menge an DAP-Monomerem 30 Gew.-Tle. übersteigt.
Beispiele 4A bis 4D In einem 2 1 Vierhalskolben wurde 1161 g Fumarsäure, 587 g Athylenglycol und 80 g Trimethylenglycol einer Veresterungskondensationsreaktion nach üblicher Methode unterworfen, wobei etwa 1400 q ungesättigter Polyester erhalten wurde, der eine Säurezahl von 23 und ein Zahlendurchschnittsmolekulargewicht von 1750 besaß. Der ungesättigte Polyester wurde 1200 abgekühlt, und es wurde 0,31 g Hydrochinon, 0,16 g para-Benzochinon und 56 g Dicumylperoxid zugegeben und mit dem abgekühlten Polyester vermischt. Das erhaltene Gemisch. wurde in sieben gleiche Teile aufgeteilt.
Im Beispiel 4A wurden 5 Gew.-Tle. des DAP-Monomeren -(10 g als absoluter Wert) zu 104 Gew.-Tle. (208 g) des den Katalysator enthaltenden, ungesättigten Polyesters zugesetzt, danach wurden dicX Stufen der Zugabe von ultrafeinen Teilchen von Kieselsäureanhydrid und der nachfolgenden Abkühlung und Pulverisierung entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 3A durchgeführt.
Die Beispiele 4B, 4C und 4D waren dem Beispiel 4A mit der Ausnahme vergleichbar, daß die Menge an DAP-Monomerem auf 10 Gew.-Tle. (20 g), 20 Gew.-Tle. (40 g) bzw. 30 Gew.-Tle. (60 g) verändert wurde.
Vergleichsversuche 4A bis 4c Die Vergleichsversuche 4A und 4B waren der Arbeitsweise von Beispiel 4A mit der Ausnahme vergleichbar, 3aß die Menge von DAP-Monomerem auf 3 Gew.-Tle. (6 g) im Vergleichsversuch 4A und auf 4 Gew.-Tle. (8 g) im Vergleichsversuch 4B erniedrigt wurde. Der Vergleichsversuch 4C var der Arbeitsweise der Beispiele 4A bis 4D ebenfalls mit der Ausnahme vergleichbar, daß die Menge an DAP-Monomeren auf 40 Gew.-Tle.
(80 g) erhöht wurde. Die Bindemittelzusammensetzung von Vergleichsversuch 4A konnte jedoch nicht pulverisiert werden, da sie sich nicht verfestigte und in einem weichen, sahnekaramelartigen Zustand selbst nach einem Monat nach ihrer Herstellung vorlag. Daher wurde die Bindemittelzusammensetzung von Vergleichsversuch 4A beim folgenden Experiment nicht eingesetzt.
Experiment 5 Sechs verschiedene Ansätze von kunstharzbeschichtetem Sand wurden jeweils unter Verwendung der Bindemittelzusammensetzungen der Beispiele 4A bis 4D und der Vergleichsversuche 4B und 4C hergestellt, wobei die gleichen Materialien und die gleiche Arbeitsweise wie in Experinent 1 angewandt wurden.
Die Fig. 8 zeigt die Veränderung der Mischzeit bei der Herstellung der sechs Ansätze von kunstharzbeschichtetem Formsand bei diesem Experiment.
Die Messung der Schüttdichte und der Zugefestigkeit bei Zirnloertcmpcratur für jede dieser echs Arten von kunstharzbeschichtetem Sand wurden entsprechend den Angaben in Experiment 1 durchgeführt, die Ergebnisse sind in der Fig. 9 dargestellt, wobei die Kurven D und S die Schüttdicllte bzw. die Zugfestigkeit wiedergeben.
Die experimentellen Ergebnisse der Fig. 8 und 9 zeigen wiederum das Vorhandensein der bereits beschriebenen Neigungen hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften, welche von dem Gewichtsverhältnis von DAP zu ungesättigtem Polyester abhängen.
Beispiel 5 In einem 2 1 Vierhalskolben wurden 1236 g Mesaconsäure, 83 g T(rephthalsäure, 1039 g Neopzntylglycol und 89 g Triäthylenglycol einer Veresterungskondensationsreaktion nach der üblichen Methode unterworfen. Als Ergebnis wurden etwa 1900 g an ungesättigtem Polyester mit einer Säurezahl von 32 erhalten. Dieser Polyester wurde/1t5°C C abgekühlt.
Dann wurden 0,46 g para-Benzochinon, 380 g DAP-Monomeres (20 Gew.-Tle. auf 100 Gew.-Tle. des ungesättigten Polyesters) und 22,4 g ultrafeine Teilchen von Kieselsäureanhydrid (Warenbezeichnung AEROSIL 200) zu dem abgekühlten Polyester zugesetzt, daran schloß sich die Zugabe von 42 g tert.-Butylperoxybenzoat an. Das erhaltene Gemisch wurde kräftig gerührt und auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die so hergestellte Bindemittelzusammensetzung wurde eine Woche stehen gelassen und dann zu Teilchen pulverisiert, welche durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1,0 mm (16-mesh) hindurch gingen.
Beispiel 6 Entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde eine Bindemittelzusammensetzun(3 mit er Ausnahme heryst-ellt, daß 280 g iso-Diallylphthl1tnlonomeres anstelle der gleichen Menge an Diallylphthalatmonomerem in Beispiel 2 ej eingesetzt wurden.
Vergleichsversuch 5 1400 g kristalliner, ungenättigler Polyester wurde (ljt sprechend der Arbeitsweise von Beispiel 2 bergestellt und auf 130° C abgekühlt. Dann wurden 0,33 g para-Benzechinon, 420 g Divinylbenzolmonomeres (30 Gew.-Tle. auf 100 Gew.-Tle.
des ungesättigten Polyesters) und 16,5 g ultrafeine 'leilellen von Kieselsäureanhydrid (Warenbezeichnung AEROSIL 200) hinzugegeben und mit dem abgekühlten Polyester vermischt, hieran schloß sich die Zugabe von 42 g tert.-Butylperoxybenzoat an.
Das erhaltene Gemisch wurde gut vermischt und allmählich auf Zimmertemperatur unter fortwährendem Ruhren abgekühlt.
Nach einer Woche wurde die so hergestellte ßindemittelzuscamnlensetzung zu Teilchen pulverisiert, welche durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1,0 mm (16-mesh) hindurchgingen.
Experiment 6 Drei Ansätze von kunstharzbeschichtetem Sanl wurden jeweils hergestellt, indem die in den Beispielen 5 nd 6 und dem Vergleichsversuch 5 hergestellten Bindemittelzusammensetzungen verwendet wurden, wobei die gleichen Materialien und die gleiche Arbeitsweise wie in Experiment 1 angewandt wurden.
Die Messung der Schüttdichte und der Zugfestigkeit bei Zimmertemperatur für jede dieser drei Arten von kunstharzbeschichtetem Sand wurden entsprechend den Zugaben in Experiment 1 durchgeführt. Hierbei wurden folgende Ergebnisse erhalten: Tabelle Schüttdichte Zugfestigkeit bei 3 (g/cm³ ) Zimmertemperatur (kg/cm²) Beispiel 5 1,38 15,2 Beispiel 6 1,40 14,9 Vergleichsversuch 5 1,36 10,1

Claims

Bindemittelzusammensetzun zum Binden von Formsandteilchen und Verfahren zur Herstellung von kunstharybeschichtetem Formsand unter Verwendung der Bindemittelzv:sammensetzung Patentansprüche 1. Bindemittelzusammensetzung zum Binden vo Formsandteilchen zur Herstellung von Formen und Kernen zur Verwendung im Sandformgießverfahren, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Bindemittelzusammensetzung umfaßt a) einen kristallinen, ungesättigten Polyester als Hauptbestandteil der Bindemittelzusammensetzung, und b) Diallylphthalatmonomeres, wobei das Gewichtsverhältnis des Diallylphthalates zu dem ungesättigten Polyester im Bereich v<n 5:100 bis 30:100 liegt und die Bindemistelzusammensetzung eine kaum klebrige Flüssigkeit bei Zimmertemperatur ist und die Viskosität der BincIcnitte1zusammense zung bei einer Temperatur von etwa 30°C oberhalb des Enreichungspunkts hiervon unterhalb etwa so das, (500 Poise liegt.
2. Billdemittelzllsammensetzung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der kristalline, ungesättigte Polyester ein Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 2(,00 besitzt.
3. Bindamittelzr saminensctzung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der kristalline, unyesättigte Polyester hauptsäclich das Produkt einer Kor,don.ationlreaktion zwischen wenigstens einem Glycol und wenigstens einer ungcsättijten, dibasischen Säurein Form von lumarsäure, (5itrac('nsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure oder Maleinsaureanhydrid ist.
4. Bindemittelztsammensetzung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der kristalline, ungesättigte Polyester hauptsächlich das Produkt einer Kondensationsreaktion zwischen Fumarsäure und Äthylenglycol ist.
5. Bindemittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie weiterhin ein organisches Peroxid enthält, welches als Aushärtkatalysator für den kristallinen, ungesättigten Polyester dient, wobei das Gewichtsverhältnis des organischen Peroxids zu dem ungesättigten Polyester im Bereich von 0,1 : 100 bis 10 : 100 liegt.
6. Verfahren zur Herstellung eines mit Kunstharz beschichteten Sandes zur Bildung von Formen und Kernen zur Verwendung in einem Sandformverfahren, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß es folgende Stufen umfaßt: Vermischen einer größeren Menge eines Formsandes mit einer kleineren Menge einer Bindemittelzusammensetzung, welche eine kristallinen, ungesättigten Polyester als Hauptkomponente hiervon und Diallylphthalat enthält, wobei das Gewichtsverhältnis des Diallylphthalates zu dem ungesättigten Polyester im Bereich son 5 : 100 bis 30 : 100 liegt, bei einer erhöhten Femperatur, bei welcher die Bindemittelzusammensetzung in eincm fließfähigen Zustand vorliegt, in Anwesenheit eines organischen Peroxids, das als Aushärtkatalysator für den ungesättigten Polster dient, wobei das Gewichtsverhältnis des organischen Peroxids zu dem ungesättigten Polyester im Bereich von 0,1 : 100 bis 10 : 100 liegt, und wobei die Bindemittelzusammensetzung ein kaum klebriger Feststoff bei Ziininertemperatur ist und die Viskosität der Bindemittelzusammensetzung bei einer Temperatur von etwa 300C oberhalb des Erweichungspunkts hiervon unterhalb von 50 Pas (500 Poise) liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein kristalliner, ungesättigter Polyester mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 2000 verwendet wird, wobei er hauptsächlich das Produkt einer Kondensationsreaktion zwischen wenigstens einem Glycol und wenigstens einer ungesättigten, dibasischen Säure in Form von Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure oder Maleinsäureanhydrid ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein kristalliner, ungesättiger Polyester verwendet wird, der hauptsächlich das Produkt einer Kondensationsreaktion zwischen Fumarsäure und Athylenglycol ist.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Gewichtsverhältnis von Bindemittelzusammensetzung zu Formsand im Bereich von 1 : 100 bis 7 : 100 angewandt wird.
10. Kunstharzbeschichteter Formsand zur Herstellung von Formen und Kernen zur Verwendung beim Sandformgießverfahren, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß er enthält eine größere Menge eines Formsandes, und eine kleinere Menge einer Bindemittelzusammensetzung, welche in Fotm einer Beschichtung auf den einzelnen Teilchen des Formsandes vorliegt, wobei die Birdemittelzusammensetzung einen kristallinen ungesättigten Polyester als Hauptkomponente hiervon, Diallylphthalatmonomeres und ein organisches Peroxid, welches als 7-.ushärtkatalysator für den ungesättigten Polyester dicnt, enthält, und wobei das Gewichtsverhältnis des Diallylpltthalates zu dem ungesättigten Polyester im Bereich von 5 : 100 bis 30 : 100 liegt, das Gewichtsverhältnis des organischen Peroxids zu dem ungesättigten Polyester im Bereich von 0,1 : 100 bis 10: 100 liegt und die Bindemittelzusammensetzung ein kaum klebriger Feststoff bei Zimmertemperatur ist, dessen Viskosität bei einer Tentperatur von etwa 300C oberhalb des Erweichungspunkts hiervon unterhalb von etwa 50 Pas (500 Poise) liegt.
11. Kunstharzbeschichteter Formsand nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n æ e i c h n e t , daß der kristalline, ungesättigte Polyester ein Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 100 bis 2000 besitzt und hauptsächlich das Produkt einer Kondensationsreaktion zwischen wenigstens einem Glycol und wenigstens einer ungesättigten, dibasischen Säure in Form von Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure oder Maleinsäureanhydrid ist.
12. Kunstharzbeschichteter Formsand nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der kristalline, ungesättigte Polyester hauptsächlich das Produkt einer Kondensationsreaktion zwischen Fumarsäure und Äthylenglycol ist.
13. Kunstharzbeschichteter Formsand nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gewichtsverhältnis der Bindemittelzusammensetzung zu dem Formsand im Bereich von 1 : 100 bis 7 : 100 liegt.