DE3217650A1 - WITH RESIN-COATED SHAPED SAND AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
WITH RESIN-COATED SHAPED SAND AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOFInfo
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Description
Mit Harz überzogener Formsand und Verfahren zu dessenResin-coated molding sand and its method
HerstellungManufacturing
Die Erfindung betrifft einen mit Harz überzogenen Formsand bzw. Gießereisand zur Bildung von Formen und Kernen bzw. Gießereikernen zur Verwendung beim Sand-Gießverfahren, und eine Verfahrensweise zur Herstellung des mit Harz überzogenen Sandes. In diesem mit Harz überzogenen Sand wird ein kristalliner ungesättigter Polyester verwendet.The invention relates to a resin-coated molding sand or foundry sand for forming molds and cores or foundry cores for use in the sand casting process, and a method of manufacturing of the resin-coated sand. In this resin-coated sand becomes a crystalline unsaturated one Polyester used.
Bei üblichen Formmasken- bzw. Schalenguß-Sandgießverfahren wurde gewöhnlich^phenolisches Harz als Bindemittel zur Herstellung eines mit Harz überzogenen Sandes verwendet. Tatsächlich weist ein mit Phenolharz überzogener Sand eine große Fließfähigkeit auf und ist daher zweckmäßig zur Handhabung und ergibt darüberhinaus Sandformen und Kerne, die eine ausreichend hohe Festigkeit nach der Hitzebehandlung (nach dem Backen) aufweisen. In der Praxis haben jedoch Sandformgießverfahren unter Anwendung eines phenolischen Harzes Probleme mit sich gebracht, die der Verwendung des Phenolharzes zuzuschreiben sind. ErstensIn conventional shell-mold sand-casting processes, phenolic resin was usually used as the binder used to make a resin-coated sand. It actually has one with phenolic resin Coated sand has great fluidity and is therefore convenient for handling and yielding In addition, sand molds and cores that have a sufficiently high strength after the heat treatment (after baking). In practice, however, sand molding processes using a phenolic resin have posed problems, such as those of US Pat Use of the phenolic resin are attributable. First
setzt das Harz Gase frei, die einen störenden Geruch aufweisen und ungünstig für die Umwelthygiene sind, wenn während der Herstellung des mit Harz überzogenen Sandes erwärmt wird, bei der Hitzebehandlung der geformten Formen und Kerne und/oder beim Gießen desthe resin releases gases that have an unpleasant odor and are unfavorable for environmental hygiene, if during the manufacture of the resin coated Sand is heated during the heat treatment of the molded molds and cores and / or during the casting of the
3^ geschmolzenen Sandes in die Sandformen. Zweitens ver- 3 ^ melted sand into the sand molds. Second,
bleiben bei Gießverfahren von Aluminiumlegierungen, die durch sehr geringe Gießtemperaturen im Vergleich mit Grauguß- bzw. Graueisengußverfahren charak terisiert sind, die Formen und Kerne in einem sehr festen und zähen Zustand, selbst bei der Ausschüttelstufe nach der Verfestigung des gegossenen geschmolzenen Metalls, aufgrund einer teilweisen Carbonisierung des Phenolharzes, so daß der Ausschüttelarbeitsgang bzw. der Endleerungsarbeitsgang zu Schwierigkeiten führt. Insbesondere muß der Desintegration der Sandkerne ein Feuerungsverfahren vorausgehen, bei dem die Formanordnungen, die Aluminiumlegierung-Gußstücke und Sandkerne enthalten, auf hohe Temperaturen erwärmt werden, um dadurch das carbonisierte Phenolharz zu zersetzen.stick to the casting process of aluminum alloys, which are compared by very low casting temperatures with gray cast iron or gray iron casting process charak terized, the molds and cores are in a very firm and tough state, even at the shaking stage after solidification of the poured molten metal, due to partial carbonization of the phenolic resin, so that the shaking process or the final emptying process lead to difficulties leads. In particular, the disintegration of the sand cores must be preceded by a firing process the mold assemblies containing aluminum alloy castings and sand cores to high temperatures are heated to thereby decompose the carbonized phenolic resin.
Aufgrund solcher Probleme, die mit Phenolharz überzogenem Sand zu eigen sind, empfiehlt die US-PS 4 246 165 einen mit Harz überzogenen Sand, bei dem ein kristalliner ungesättigter Polyester anstelle eines Phenolharzes verwendet wird. Der empfohlene, mit Harz überzogene; Sand gibt keinen Reiz-Geruch ab, selbst beim Erhitzen, und als ein wesentlicherer Vorteil können nicht nur Formen, sondern auch Kerne, die aus diesem mit Harz überzogenen Sand geformt und bei einem Aluminiumlegierungsgießverfahren verwendet wurden, leicht desintegriert werden und die Ausschüttel·- bzw. Endleerungsstufe kann ohne das vor-Because of such problems inherent in phenolic resin coated sand, the U.S. Patent recommends 4,246,165 a resin-coated sand in which a crystalline unsaturated polyester instead a phenolic resin is used. The recommended one, coated with resin; Sand does not give off an irritating odor, even when heated, and as a more essential advantage, not only shapes, but also cores, molded from this resin-coated sand and used in an aluminum alloy casting process are easily disintegrated and the shakes - or final emptying stage can be used without the
° stehende Feuerungsverfahren durchgeführt werden. ° standing combustion processes are carried out.
Jedoch weisen ungesättigte Polyesterharze von Haus aus eine schlechtere physikalische Festigkeit als Phenolharze auf. Daher führen manchmal Formen oder Kerne, die aus einem mit Harz überzogenen Sand ge-However, unsaturated polyester resins inherently have inferior physical strength than Phenolic resins. Therefore, molds or cores made from a resin-coated sand sometimes lead
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bildet wurden, der hergestellt wurde unter Anwendung eines ungesättigten Polyesters, eine unzureichende physikalische Festigkeit auf und insbesondere in den Fällen, bei denen die Kerne relativ dünnwandige Anteile aufweisen, bildet die Zunahme der Anzahl defekter Kerne ein ernstliches Problem vom gewerblichen Standpunkt her gesehen. Es ist zwar möglich, die Festigkeit der Formen und Kerne durch Vergrößern des Anteils des ungesättigten Polyesterharzes zu dem zu überziehenden Sand zu erhöhen, dies ist jedoch ziemlich ungünstig aufgrund einer unvermeidlichen Steigerung der Produktionskosten und der verstärkten Wahrscheinlichkeit von Gußfehlern, wie Blaslöchern, durch beträchtliche Gasmengen, die aus dem vermehrten Harz freigesetzt werden.produced using an unsaturated polyester, an insufficient one physical strength on and especially in those cases where the cores are relatively thin-walled Have proportions, the increase in the number of defective cores poses a serious problem in the commercial Seen from the point of view. While it is possible to increase the strength of the molds and cores by increasing the size of the To increase the proportion of unsaturated polyester resin to the sand to be coated, however, this is quite inconvenient due to an inevitable increase in production cost and increased Probability of casting defects, such as blowholes, due to considerable amounts of gas being increased from the Resin are released.
Bei der Herstellung eines mit Harz überzogenen Sandes unter Anwendung eines kristallinen ungesättigten Polyesterharzes ist es notwendig, ein organisches Peroxid, das als ein Radikalpolymerisationskatalysator wirkt, zu dem ungesättigten Polyesterharz zuzusetzen, um eine Härtung des Harzes bei der Temperaturbehandlungsstufe während der Bildung der Formen und Kerne zu ermöglichen. Im Hinblick hierauf empfiehlt die erste Veröffentlichung der JA-Patentanmeldung 55 (1980)-165250 die gemeinsame Verwendung von mindestens zwei Arten von Radikalpolymerisationskatalysatoren unter der Bedingung, daß die Halbwerts-In preparing a resin-coated sand using a crystalline unsaturated polyester resin, it is necessary to add an organic peroxide, which acts as a radical polymerization catalyst, to the unsaturated polyester resin in order to harden the resin in the heat treatment step during the formation of the molds and cores enable. In view of this, the first publication of JA patent application 55 (1980) -165250 recommends the joint use of at least two types of radical polymerization catalysts on condition that the half-life
zeit jedes Katalysators bei einer Temperatur unter 1300C zu 10 h wird und unterschiedlich ist von der in gleicher Weise definierten Temperatur des .anderen - Katalysators bzw. von den in gleicher Weise definierten Temperaturen der anderen Katalysatoren. Gemäßtime of each catalyst is at a temperature below 130 0 C to 10 and is different from the temperature of the defined in the same manner .anderen - catalyst or those defined in the same way temperatures of the other catalysts. According to
dieser JA-Patentanmeldung kann ein mit Harz überzogener Sand, der hergestellt wurde unter Verwendung einesof this JA patent application can be a resin coated Sand that was made using a
kristallinen ungesättigten Polyesters und einer Kombination der speziellen Katalysatoren/ gleichmäßig gehärtet werden, selbst in den Fällen, wo Formen und Kerne mit sowohl relativ dicken Wandungsteilen ; als auch relativ dünnen Wandungsteilen gebildet werden. crystalline unsaturated polyester and a combination of special catalysts / uniform hardened, even in cases where molds and cores with both relatively thick wall parts; as well as relatively thin wall parts are formed.
Bei der Untersuchung des mit Harz überzogenen Sandes gemäß der genannten JA-Patentanmeldung hat es sich jedoch gezeigt, daß die Festigkeit von Kernen, die aus diesem mit Harz überzogenen Sand gebildet wurden, noch unzureichend ist, wenn die Kerne eine sehr komplizierte Form aufweisen und ungleichmäßige Wandstärken aufweisen, wie beispielsweise beim Kern zum Guß für einen Wassermantel in dem Zylinderkopf eines Kraftfahrzeugmotors, so daß die Anzahl der defekten Kerne wesentlich größer wird als bei der Verwendung eines mit Phenolharz überzogenen Sandes für den glei-When examining the resin-coated sand according to the aforementioned JA patent application, it was found however, it has been shown that the strength of cores formed from this resin-coated sand it is still insufficient if the cores have a very complicated shape and uneven wall thicknesses have, such as the core for casting for a water jacket in the cylinder head one Motor vehicle engine, so that the number of defective cores is much larger than when using a phenolic resin-coated sand for the same
2Q chen Zweck.. Der Grund hierfür liegt darin, daß die hohe Temperaturfestigkeit dieses mit Harz überzogenen Sandes bei einer speziellen Wärmebehandlungs- bzw. Backtemperatur, wie etwa 25O0C, maximal wird und entweder bei niedrigeren Wärmebehandlungstemperaturen oder bei höheren Wärmebehandlungstemperaturen verringert wird, während die Temperaturverteilung im Kern während der Hitzebehandlung sehr ungleichmäßig wird, wenn der Kern eine sehr komplizierte Form und 2Q chen purpose .. The reason for this is that the high temperature strength, this resin-coated sand maximum at a particular heat treatment or bake temperature, such as 25O 0 C and is reduced either at lower heat treatment temperatures or at higher heat treatment temperatures, while the temperature distribution in the core during the heat treatment becomes very uneven if the core has a very complicated shape and
ungleichmäßige Wandstärke aufweist. 30has uneven wall thickness. 30th
Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten, mit Sand überzogenen Harzes zur Bildung von Formen und Kernen zur Anwendung bei Sandformgieß verfahr en bzw. Sandformmasken-Gießverfahren, 35An object of the invention is to provide an improved sand-coated resin for formation of molds and cores for use in sand mold casting processes or sand mold mask casting processes, 35
einschließlich Gießverfahren unter Verwendung vonincluding casting processes using
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Aluminiumlegierungen, wobei der überzogene Sand einen kristallinen ungesättigten Polyester verwendet, wie in der US-PS 4 246 .165 gezeigt, jedoch verbesserte Werte für eine Hochtemperaturfestigkeit über einen weiten Bereich der Hitzebehandlungs- bzw. Backtemperatur aufweist.Aluminum alloys, the coated sand being a crystalline unsaturated polyester as shown in U.S. Patent 4,246,165, but improved Values for high temperature strength over a wide range of heat treatment or baking temperatures having.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mit Harz überzogenen Sandes.Another object of the invention is to provide a method of making one according to the invention resin-coated sand.
Durch die Erfindung wird ein mit Harz überzogener Sand bereitgestellt, der ein Bindemittel in der Form eines Überzugs auf. den Oberflächen der einzelnen Teilchen eines Gießereisandes aufweist. Das Bindemittel umfaßt einen kristallinen ungesättigtenpolyester, der ein kaum klebriger Feststoff bei Raumtemp. ist-,, als eine Hauptkomponente, und zumindest ein organisches Peroxid, das als ein Radikalpolymerisationskatalysator zur Härtung des ungesättigten Polyesters dient. Die durch die Erfindung erzielte Verbesserung liegt in erster Linie darin, daß das vorstehend erwähnte, zumindest eine organische Peroxid eine Kombination eines ersten organischen Peroxids ist, dessen Halbwertszeit 10 Stunden bei einer Temperatur von nicht unter 1300C ist und aus einem zweiten organischen Peroxid, dessen Halbwertszeit 10 Stunden bei einer Temperatur unter 1300C, jedoch nicht unterThe invention provides a resin coated sand which includes a binder in the form of a coating. the surfaces of the individual particles of a foundry sand. The binder comprises a crystalline unsaturated polyester which is a barely tacky solid at room temperature. is- ,, as a main component, and at least one organic peroxide which serves as a radical polymerization catalyst for curing the unsaturated polyester. The improvement achieved by the invention is primarily that the above-mentioned, at least one organic peroxide is a combination of a first organic peroxide, the half-life of which is 10 hours at a temperature of not below 130 ° C. and of a second organic peroxide, its half-life 10 hours at a temperature below 130 0 C, but not below
"Q 1000C ist. Die Gesamtmenge der Kombination der ersten und zweiten Peroxide liegt im Bereich von Ö,1 bis 5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des ungesättigten Polyesters in dem Bindemittel, und die Menge des ersten Peroxids liegt im Bereich von 90 bis 10 Gew.-%"Q is 100 ° C. The total amount of the combination of the first and second peroxides is in the range of 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the unsaturated polyester in the binder, and the amount of the first peroxide is Range from 90 to 10 wt%
der Gesamtmenge der ersten und zweiten Peroxide.the total amount of the first and second peroxides.
:··:·:·3Ζ17650 : ·· : · : · 3Ζ17650
Der hier verwendete Ausdruck "kristalliner ungesättigter Polyester" bedeutet einen Polyester, der zumindest teilweise kristallin ist, in einem derartigen Ausmaß, daß die kristallinen Gebiete.deutlich durch Röntgenstrahlenbeugungsanalyse identifiziert werden können, und die kristallinen ungesättigten Polyester, die in der US-PS 4 246 165 beschrieben werden; sind erfindungsgemäß brauchbar.The term "crystalline unsaturated polyester" as used herein means a polyester which is at least partially crystalline, to such an extent that the crystalline areas are clearly visible can be identified by X-ray diffraction analysis, and the crystalline unsaturated Polyesters described in U.S. Patent 4,246,165; are useful according to the invention.
Ein typisches Beispiel für das erste organische Peroxid wie vorstehend definiert, ist Cumolhydroperoxid, dessen Halbwertszeit bei 158°C zu 10 Stunden wird und ein typisches Beispiel für das zweite organische wie vorstehend definierte Peroxid ist Dicumylperoxid, dessen Halbwertszeit bei 117°C zu 10 Stunden wird. Vorzugsweise wählt man die ersten und zweiten organischen Peroxide derart, daß der Unterschied zwischen der Temperatur, bei der die Halbwertszeit des ersten Peroxids 10 Stunden wird, und der Temperatur, bei der die Halbwertszeit des zweiten Peroxids 10 Stunden wird, mindestens 100C beträgt.A typical example of the first organic peroxide as defined above is cumene hydroperoxide whose half-life becomes 10 hours at 158 ° C, and a typical example of the second organic peroxide as defined above is dicumyl peroxide whose half-life becomes 10 hours at 117 ° C . The first and second organic peroxides are preferably chosen such that the difference between the temperature at which the half-life of the first peroxide becomes 10 hours and the temperature at which the half-life of the second peroxide becomes 10 hours is at least 10 ° C.
Wahlweise kann das Bindemittel ein Monomeres oder Präpolymereö, das mit dem ungesättigten Polyester copolymerisierbar ist, als Vernetzungsmittel in einer Menge von nicht größer als 50 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des ungesättigten Polyesters enthalten. Es ist auch wahlweise möglich, eine geringe MengeOptionally, the binder can be a monomer or Prepolymer which is copolymerizable with the unsaturated polyester as a crosslinking agent in in an amount not greater than 50 parts by weight per 100 parts by weight of the unsaturated polyester. It is also possible to choose a small amount
° Silankupplermittel zu dem Bindemittel zu fügen.° to add silane coupling agents to the binder.
Als Wirkung der gemeinsamen Verwendung des vorstehend definierten ersten Peroxids, bei dem es sich um einen Hochtemperatur-Radikalpolymerisations-Katalysator handelt, und des zweiten Peroxids, bei dem es sich um einen Mitteltemperatur-Radikalpolymerisations-Katalysator handelt, zeigt der erfindungsgemäße, mit Harz überzogene Sand beträchtlich verbesserteAs an effect of using together the above-defined first peroxide which is a High temperature radical polymerization catalyst, and the second peroxide which it is is a medium-temperature radical polymerization catalyst, shows the inventive, resin coated sand improved considerably
-n--n-
Werte hinsichtlich seiner Temperaturfestigkeit über einen sehr breiten Bereich der Hitzebehandlungsbzw. Backtemperatur, der sich bis zu einer sehr hohen Temperatur, wie etwa 3500C erstreckt. Daher ist es durch Verwendung des mit Harz überzogenen Sandes möglich, Formen und Kerne mit einer ausreichend hohen Festigkeit zu bilden, selbst wenn die Formen und Kerne eine sehr komplizierte Form und/ oder ungleichmäßige Wandstärken aufweisen. Dieser mit Harz überzogene Sand behält die Vorteile bei, die der Anwendung eines kristallinen ungesättigten Polyesters zugeschrieben werden. Dies bedeutet, daß die aus diesem mit Harz überzogenen Sand gebildeten Kerne leicht bei der Ausschüttel- bzw. Entleerungsstufe desintegriert werden können, selbst bei einem Aluminiumlegierungs-Gußverfahren, trotz der Erhöhung der ursprünglichen Festigkeit der Kerne. Darüberhinaus kann die Herstellung des mit Harz überzogenen ■ Sandes, die Bildung von Formen und Kernen unter Anwendung des mit Harz überzogenen Sandes und das Giessen von geschmolzenem Metall in die geformten Formen durchgeführt werden; ohne daß der Nachteil schädlicher oder reizender Gase auftritt.Values with regard to its temperature resistance over a very wide range of heat treatment and Baking temperature, which extends to a very high temperature such as about 350 0 C. Therefore, by using the resin-coated sand, it is possible to form molds and cores with a sufficiently high strength even if the molds and cores have a very complicated shape and / or uneven wall thicknesses. This resin-coated sand retains the benefits attributed to the use of a crystalline unsaturated polyester. This means that the cores formed from this resin-coated sand can be easily disintegrated in the dumping step even in an aluminum alloy casting process despite the increase in the original strength of the cores. Moreover, the preparation of the resin-coated sand, the formation of molds and cores using the resin-coated sand, and the pouring of molten metal into the molded molds can be carried out; without the disadvantage of harmful or irritating gases occurring.
Eine Verfahrensweise gemäß der Erfindung zur Herstellung eines mit Harz überzogenen Sandes umfaßt die Stufen des Vermischens einer Hauptmenge des erwärmten Gießereisandes mit einer geringeren Menge ÖW an Bindemittel, das einen kristallinen ungesättigten Polyester, bei dem es sich um einen kaum klebrigen Feststoff bei Raumtemperatur handelt, als eine Hauptkomponente enthält, so daß der ungesättigte Polyester verflüssigt wird und an den Teilchen des Gießerei-A method according to the invention for making resin-coated sand comprises the steps of mixing a major amount of the heated foundry sand with a lesser amount of OW of binder, which is a crystalline unsaturated polyester, which is a barely tacky solid at room temperature than contains a main component, so that the unsaturated polyester is liquefied and attached to the particles of the foundry
sandes haftet, den Zusatz einer Kombination einessandes adheres to the addition of a combination of a
wie vorstehend definierten ersten organischen Peroxids und eines wie vorstehend definierten zweiten organischen Peroxids zu dem Gemisch des Gießereisandes und des Bindemittels, während die Temperatur des Gemischs derart ist, daß das Bindemittel auf den Sandteilchen in einem flüssigen Zusand verbleibt, jedoch nicht leicht härtet, selbst in Anwesenheit der ersten und zweiten Peroxide, das Rühren des resultierenden Gemischs, wodurch die ersten und zweiten Peroxide in dem Gemisch dispergiert werden, und das Senken der Temperatur des resultierenden Gemischs unter fortgesetztem Rühren bis zur Verfestigung des Bindemittels, das an den Sandteilchen haftet. Sowohl die Gesamtmenge von erstern.und' zweitem organi- · schein Peroxid, bezogen auf die Menge des ungesättigten Esters, und die Menge des ersten Peroxids in der Gesamtheit von ersten und zweiten Peroxiden, sind vorstehend definiert.first organic peroxide as defined above and a second organic peroxide as defined above organic peroxide to the mixture of the foundry sand and the binder, while the temperature of the The mixture is such that the binder remains in a liquid state on the sand particles, however, stirring the resultant does not readily cure even in the presence of the first and second peroxides Mixture, whereby the first and second peroxides are dispersed in the mixture, and the Lowering the temperature of the resulting mixture with continued stirring until the solidification of the Binder that adheres to the sand particles. Both the total amount of the first and 'second organic apparent peroxide based on the amount of unsaturated ester and the amount of the first peroxide in total of first and second peroxides are defined above.
Vorzugsweise werden die ersten und zweiten Peroxide zu dem mit dem verflüssigten Bindemittel überzogenen Sand in der Form einer gemischten Lösung in einem organischen Lösungsmittel mit einem relativ niedrigen Siedepunkt, beispielsweise Äthylalkohol, gefügt.Preferably, the first and second peroxides become the one coated with the liquefied binder Sand in the form of a mixed solution in an organic solvent with a relatively low Boiling point, for example ethyl alcohol, added.
Im folgenden werden bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung beschrieben. Ein kristalliner ungesättigter Polyester, der erfindungsgemäß brauchbar ist, wird erhalten durch Veresterungsreaktion zwischen mindestens einer ungesättigten dibasischen Säure mit sterischer Symmetrie, wie Fumarsäure und/oder Mesaconsäure, und mindestens einem Glykol, das sterisch symmetrisch ist, wie Äthylenglykol, 1,3-Propandiol, Diäthylenglykol, 1,4-Butandiol, Dipropylenglykol, Neo-The following are preferred embodiments of the Invention described. A crystalline unsaturated polyester useful in the present invention becomes obtained by esterification reaction between at least one unsaturated dibasic acid with steric Symmetry, such as fumaric acid and / or mesaconic acid, and at least one glycol that is sterically symmetric is like ethylene glycol, 1,3-propanediol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, dipropylene glycol, neo-
pentylglykol, hydriertes Bisphenol A, 2,2-bis-/4-(Hydro
xy äthoxy)-phenyr/-propan und/oder 2,2-bis-£4- (Hydroxypropoxy)-pheny17-propan.
5pentyl glycol, hydrogenated bisphenol A, 2,2-bis- / 4- (hydroxy ethoxy) -phenyr / -propane and / or 2,2-bis- £ 4- (hydroxypropoxy) -pheny17-propane.
5
Wenn die kristalline Struktur des Produkts beibehalten wird, so kann ein Teil der ungesättigten symmetrischen zweibasischen Säure ersetzt werden durch mindestens eine ungesättigte zweibasische Säure mit unsymmetrischer Molekülstrüktur, wie Maleinsäureanhydrid, Citraconsäure und/oder Itaconsäure und/oder mindestens eine gesättigte zweibasische Säure, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Tetrahydrophthalsäureanhydrid und/oder 3,6-Endomethylen-A -tetrahydrophthalsäureanhydrid, oder ein oder mehrere Addititions- oder Substitutionsderivate davon. Es ist auch möglich, einen Teil des Glykols mit der sterisch symmetrischen Struktur durch mindestens ein Glyko'l zu ersetzen, das eine unsymmetrische Molekülstruktur aufweist, wie Propylenglykol und/oder 1,3-Butandiol und/oder mindestens einen mehrwertigen Alkohol, wie Glycerin und/oder Trimethylolpropan oder ein oder mehrere Derivate davon.If the crystalline structure of the product is retained, some of the unsaturated may be symmetrical dibasic acid can be replaced by at least one unsaturated dibasic acid with asymmetrical molecular structure, such as maleic anhydride, Citraconic acid and / or itaconic acid and / or at least one saturated dibasic acid, such as Phthalic acid, isophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride and / or 3,6-endomethylene-A -tetrahydrophthalic anhydride, or one or more addition or substitution derivatives thereof. It is also possible, to replace part of the glycol with the sterically symmetrical structure by at least one Glyko'l, which has an asymmetrical molecular structure, such as propylene glycol and / or 1,3-butanediol and / or at least one polyhydric alcohol such as glycerol and / or trimethylolpropane or one or more Derivatives thereof.
Durch geeignete Wahl der Reaktionskoitiponenten und Steuerung der Reaktionsbedingungen zur Veresterung nach einer bekannten bzw. üblichen Methode ist es möglich, einen kristallin ungesättigten Polyester zu erzielen,.der ein geeignetes MolekulargewichtBy suitable choice of the reaction components and control of the reaction conditions for the esterification According to a known or customary method, it is possible to use a crystalline unsaturated polyester to achieve .der a suitable molecular weight
von etwa 1000-2000 aufweist und ein nicht klebriger Feststoff oder kaum klebrig bei Raumtemperatur ist, und durch ein Sieb mit öffnungen von 4,76 mm (4 mesh) zu kleinen Teilchen aufgeteilt werden kann. Bei der Synthese eines derartigen kristallinen ungesättigten Polyesters kann man wahlfrei 100 bis 1000 ppm einesfrom about 1000-2000 and is a non-sticky solid or hardly sticky at room temperature, and through a sieve with openings of 4.76 mm (4 mesh) too small particles can be divided. In the synthesis of such a crystalline unsaturated Polyesters can optionally be 100 to 1000 ppm one
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bekannten Polymerisationsinhibitors, wie eines Chinons oder eines Phenols m den ReaktionskOittponenten fügen. Typische Beispiele für Verbindungen, die für diesen Zweck geeignet sind/ sind p-Benzochinon, Hydrochinon und Brenzkatechin bzw. Katechol. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, einen ungesättigten Polyester zu verwenden, der einen Viskositätswert unter etwa 500 dPa. s (P) und besonders bevorzugt unter etwa 250 dPa.s (P) bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 15O0C aufweist.known polymerization inhibitor such as a quinone or a phenol m add ReaktionskOittponenten. Typical examples of compounds suitable for this purpose are p-benzoquinone, hydroquinone and catechol or catechol. According to the invention it is preferred to use an unsaturated polyester which has a viscosity value below about 500 dPa. s (P), and particularly preferably up to 15O 0 C under about 250 dPa.s (P) at a temperature in the range of about one hundredth
Erfindungsgemäß ist es möglich, wahlfrei eine. Harzzusammensetzung zu verwenden, die hergestellt wird durch Vermischen eines kristallinen ungesättigten Polyesters in erwärmtem und verflüssigtem Zustand, mit mindestens einem Monomerem oder Präpolymeren*, das mit dem ungesättigten Polyester copolymerisierbar ist und als ein Vernetzungsmittel dient. Beispiele für brauchbare Monomere und Präpolymere sind Styrol, Divinylbenzol, Vinyltoluol,^ -Methylstyrol, Diallylphthalat, Diallylphthalatpräpolymeres, Diallylisophthalat, Diallylisophfhalatpräpolymeres, Äthylenglykoldimethacrylat, Diäthylenglykoldimethacrylat, Neopentylglykoldimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallyltrimellitat, Diacetonäcrylamid und N-Methylolacrylamid. Die Gesamtmenge des zu 100 Gew.-Teilen ungesättigtem Polyester zuzusetzenden Vernetzungsmittels sollte 50 Gew.-Teile nicht überschreiten, da der Zusatz einer größeren Menge an Vernetzungsmittel dazu führt, daß ein mit Harz überzogener Sand, der unter Verwendung der Harzzusammensetzung hergestellt wurde, klebrig wird und daher eine geringe Fließfähigkeit und Schüttdichte aufweist,According to the invention it is possible, optionally, a. Resin composition to use, which is made by mixing a crystalline unsaturated Polyesters in a heated and liquefied state, with at least one monomer or prepolymer *, that is copolymerizable with the unsaturated polyester and serves as a crosslinking agent. Examples of useful monomers and prepolymers are Styrene, divinylbenzene, vinyltoluene, ^ -Methylstyrene, diallyl phthalate, diallyl phthalate prepolymer, diallyl isophthalate, Diallyl isophthalate prepolymer, Ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, Neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, Triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl trimellitate, diacetone acrylamide and N-methylol acrylamide. The total amount of to Crosslinking agent to be added to 100 parts by weight of unsaturated polyester should not be 50 parts by weight exceed, since the addition of a larger amount of crosslinking agent leads to a resin with coated sand made using the resin composition becomes sticky and therefore has a low flowability and bulk density,
wenn er in eine Hohlform beschickt wird, so daß die Formen und Kerne, die aus dem mit Harz beschichteten Sand gebildet werden, eine unzureichende physikalig sehe Festigkeit aufweisen. Vorzugsweise ist die Menge des vernetzenden Mittels pro 100 Gew.-Teile unge-» sättigtem Polyester auf den Bereich von 10 bis 30 Gew.-Teilen begrenzt. Es ist auch bevorzugt, wenn die Harzzusammensetzung einen Viskositätswert unter etwa 500 dPa.s (P) aufweist und besonders bevorzugt unter etwa 250 dPa.s (P) bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100 bis etwa 1500C.when it is charged into a cavity mold, so that the molds and cores formed from the resin-coated sand have insufficient physical strength. The amount of the crosslinking agent per 100 parts by weight of unsaturated polyester is preferably limited to the range from 10 to 30 parts by weight. It is also preferred that the resin composition has a viscosity value below about 500 dPa.s (P) and most preferably below about 250 dPa.s (P) at a temperature in the range of about 100 to about 150 0 C.
Zur weiteren Erhöhung der physikalischen Festigkeit der Formen und Kerne, die aus dem mit Sand überzogenen Harz gebildet wurden, kann ein Silankupplungsmittel zu der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung gefügt werden. Für diesen Zweck ist es geeignet, eine Verbindung zu verwenden, die dargestellt wird durch die allgemeine FormelTo further increase the physical strength of the molds and cores resulting from the sand-coated Resin have been formed, a silane coupling agent can be added to the resin composition described above be joined. For this purpose it is suitable to use a connection that is shown is given by the general formula
R1 R-,
Si'R 1 R-,
Si '
R2 R4 R 2 R 4
worin R- eine organische funktionelle Gruppe mit mindestens einer Alkenylgruppe, Alkenylphenylalkylgruppe, Acryloxyalkylgruppe, Methacryloxyalkylgruppe, Glycidoxyalkylgruppe, Epoxycyclohexylalkylgruppe und halogenierten Alkylgruppe ist, und jeder der Reste R"2, R3 und R. eine hydroIysierbare Gruppe darstellt, ausgewählt aus Alkoxygruppen, Alkoxyäthoxygruppen, Acetoxygruppen und Halogenen, Beispiele für Silane, durch diese allgemeine Formel dargestellt werden,wherein R- is an organic functional group with at least one alkenyl group, alkenylphenylalkyl group, acryloxyalkyl group, methacryloxyalkyl group , glycidoxyalkyl group, epoxycyclohexylalkyl group and halogenated alkyl group, and each of the radicals R " 2 , R 3 and R. represents a hydrolyzable group selected from alkoxy groups, alkoxyethoxy groups, Acetoxy groups and halogens, examples of silanes, are represented by this general formula,
sind γ-Chlorpropyltrimethoxysilan/ Vinyltrichlorsilan, Vinyl-tris- (ß-methoxyäthoxy) -öilati, 'y'-Methacryloxypropyltrimethyloxysilan, ß- (3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan, 7—Gly.cidoxypropyltrimethoxysilan, r-Mercaptopropyltrimethoxysilan, f-Aminopropyltriäthoxysilan, N-(ß-Aminoäthyl)-y-aminopropyltrimethoxysilan, und ^-Ureidopropyltriäthoxysilan* Falls gewünscht, können zwei oder mehrere dieser Silane zusammen verwendet werden.are γ- chloropropyltrimethoxysilane / vinyltrichlorosilane, vinyl-tris- (ß-methoxyethoxy) -öilati, 'y'-methacryloxypropyltrimethyloxysilane, ß- (3,4-epoxycyclohexyl) -äthyltrimethoxysilan, rimethoxysilropyltrimethoxysilane , N- (ß-aminoethyl) -y-aminopropyltrimethoxysilane, and ^ -uridopropyltriethoxysilane * If desired, two or more of these silanes can be used together.
Im Falle der Verwendung von einem oder mehreren Silankupplungsmitteln. sollte die Gesamtmenge des oder der Silankupplungsmittel 0/1 bis 10 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des kristallinen ungesättigten Polyesters in der Harzzusammensetzung betragen. Der Zusatz von weniger als 0,1 Gew.-Teilen Silankupplungsmittel ist kaum wirksam zur Erhöhung der Festigkeit der Sandformen und Kerne. Jedoch erhöht sich die Wirkung, des oder der Silankupplungsmittel auf die Festigkeit der Sandformen und Kerne nicht wesentlich, selbst wenn mehr als 10 Gew.-Teile des oder der Silankupplungsmittel zugesetzt werden, und die Verwendung einer derart großen Menge an Silankupplungsmittel ist vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt her ungünstig.In the case of the use of one or more silane coupling agents. the total amount of the silane coupling agent or agents should be 0/1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the crystalline unsaturated polyester in the resin composition. The addition less than 0.1 part by weight of silane coupling agent is hardly effective in increasing the strength of sand molds and cores. However, it increases Effect of the silane coupling agent (s) on the strength of the sand molds and cores is not significant, even if more than 10 parts by weight of the silane coupling agent (s) are added, and the use such a large amount of the silane coupling agent is unfavorable from the economical point of view.
Wie vorstehend erwähnt, stellt ein erstes Merkmal der Erfindung die gemeinsame Verwendung eines Radikalpolymerisationskatalysators, dessen Halbwertszeit bei einer Temperatur von nicht unter 1300C 10 Stunden wird (im folgenden wird der Katalysator dieser Klasse als Katalysator A bezeichnet) und eines anderen Radikalpolymerisationskatalysators, dessen Halbwertszeit bei einer Temperatur unter 13O0C, jedoch nicht unter 1000C 10 Stunden wird (im folgenden wird der Katalysator dieser Klasse alsAs mentioned above, a first feature of the invention provides the common use of a radical polymerization catalyst, the half-life of which at a temperature of not below 130 0 C is 10 hours (hereinafter, the catalyst of this class is referred to as catalyst A) and another radical polymerization catalyst, the half-life of which at a temperature below 13O 0 C, but not below 100 0 C 10 hours (in the following the catalyst of this class is called
Katalysator B bezeichnet) dar.Catalyst B).
Es ist zweckmäßig, die Halbwertszeit jedes Peroxids, das als Radikalpolymerisationskatalysator geeignet ist, bei einer vorbestimmten Temperatur durch Auflösen des Peroxids in einem Lösungsmittel, das relativ inaktiv gegenüber den durch Zersetzung des Peroxids freigesetzten Radikalen ist, zu messen, unter Erzielung einer Lösung mit einer Peroxidkonzentration von 0,1-0,2 Mol/l und thermische Zersetzung des Peroxids in der Lösung bei der vorbestimmten Temperatur in einem gasdicht verschlossenen Glasrohr, nach Ersatz der Luft in dem Rohr durch Stickstoffgas.It is useful to check the half-life of each peroxide useful as a radical polymerization catalyst, at a predetermined temperature by dissolving of the peroxide in a solvent that is relatively inactive to the decomposition of the peroxide Free radicals are to be measured, obtaining a solution with a peroxide concentration of 0.1-0.2 mol / l and thermal decomposition of the peroxide in the solution at the predetermined temperature in a gas-tight sealed glass tube, after replacing the air in the tube with nitrogen gas.
Beispiele für Katalysatoren A sind p-Menthanhydroperoxid, 2,5-Dimethy1-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexyl-3, 1,1,3,3,-Tetramethylbutylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid und 2,5-Dimethylhexyl-2,5-dihydroperoxid.Examples of catalysts A are p-menthane hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) -hexyl-3, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and 2,5-dimethylhexyl-2,5-dihydroperoxide.
Beispiele für Katalysatoren B sind Methyläthylketonperoxid, t-Buty!hydroperoxid, t-Butylcumylperoxid, Di-t-butylperoxid, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(benzoylperoxy)-hexan, t-Butylperoxyacetat, 2,2-Bis-(t-butylperoxy)-butan und t-Butylperoxybenzoat.Examples of catalysts B are methyl ethyl ketone peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl cumyl peroxide, Di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) -hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di- (benzoylperoxy) -hexane, t-butyl peroxyacetate, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane and t-butyl peroxybenzoate.
Diese Katalysatoren A und B können verschieden kombiniert werden, jedoch ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, Cumolhydroperoxid als Katalysator A ■ und Dicumylperoxid als Katalysator B gemeinsam zu verwenden. Häufig reicht es aus, wenn der gemischte Katalysator, der erfindungsgemäß vorhanden ist, aus einem Katalysator A und einem Katalysator B besteht, falls gewünscht, kann jedoch der gemischte KatalysatorThese catalysts A and B can be combined in various ways, but according to the invention it is special preferred to cumene hydroperoxide as catalyst A ■ and dicumyl peroxide as catalyst B together use. It is often sufficient if the mixed catalyst which is present according to the invention is sufficient a catalyst A and a catalyst B, but the mixed catalyst may if desired
zwei oder mehrere Arten der Katalysatoren A und/oder zwei oder mehrere Arten der Katalysatoren B enthalten.two or more types of the catalysts A and / or two or more kinds of the catalysts B contain.
In jedem Falle ist.die Gesamtmenge der Katalysatoren A und Β, die erfihdüngsgemäß verwendet werden, auf den Bereich von 0/1 bis 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des kristallinen ungesättigten Polyesters, der zur Herstellung des mit Harz überzogenen Sandes verwendet wird, begrenzt. Wenn die Gesamtmenge des gemischten Katalysators weniger als 0,1 Gew.-Teile beträgt, so ist es schwierig, eine zufriedenstellend hohe Festigkeit der Formen und Kerne, die aus dem resultierenden mit Harz überzogenen Sand gebildet werden, zu erzielen. Jedoch wird die Wirkung des gemischten Katalysators auf die Festigkeit der Sandformen und Kerne nicht beträchtlich erhöht, selbst wenn die Gesamtmenge der gemischten Katalysatoren über 5 Gew.-Teile hinaus erhöht wird, und die Verwendung einer derart großen Katalysatormenge ist vom wirtschaftlichen Standpunkt her ungünstig. Vorzugsweise fällt die Gesamtmenge der Katalysatoren A und B in den Bereich von 1 bis 3 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des ungesättigten Polyesters.In each case is the total amount of catalysts A and Β, which are used according to the invention the range from 0/1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight the crystalline unsaturated polyester used to make the resin-coated sand used is limited. When the total amount of the mixed catalyst is less than 0.1 part by weight it is difficult to obtain a satisfactorily high strength of the molds and cores that are produced from the resulting resin-coated sand to be formed. However, the effect of the mixed Catalyst does not significantly increase the strength of the sand molds and cores, even if the total amount of the catalysts mixed is increased beyond 5 parts by weight, and the use such a large amount of the catalyst is unfavorable from an economical point of view. Preferably the total amount of the catalysts A and B falls in the range of 1 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of unsaturated polyester.
Zur Erzielung eines mit Harz überzogenen Sandes, der zufriedenstellend hohe Temperaturfestigkeitswerte über einen weiten Bereich von Wärmebehandlungs- bzw. Backtemperaturen bei der Bildung der Sandformen und Kerne erzielt, sollten die Katalysatoren A und B in einem derartigen Anteil verwendet werden, daß der Katalysator A 10 bis 90 Gew.·-* und vorzugsweise 20To obtain a resin-coated sand with satisfactorily high temperature resistance values over a wide range of heat treatment and Baking temperatures achieved in the formation of the sand molds and cores should use catalysts A and B be used in such a proportion that the catalyst A 10 to 90 wt. · - * and preferably 20
bis 80 Gew.-% der Gesamtmenge des gemischten Katalysators beträgt.up to 80% by weight of the total amount of the mixed catalyst amounts to.
Vorzugsweise erfolgt die Wahl der Katalysatoren A und B aus den vorstehend genannten als Beispiele aufgeführten Verbindungen derart, daß der UnterschiedCatalysts A and B are preferably selected from those listed above as examples Connections such that the difference
zwischen der Temperatur,' bei der die Halbwertszeit des gewählten Katalysators A, d.h. des Radikalpolymerisationskatalysators vom Hochtemperaturtyp, 10 Stunden wird, und die Temperatur, bei der die Halbwertszeit des gewählten Katalysators B, d.h. des Radikalpolymerisationskatalysators vom Mitteltemperaturtyp, 10 Stunden wird, zumindest 100C beträgt. Der Grund hierfür ist folgender. Während der Hitzebehandlung bzw. des Backens einer Form oder eines Kerns, die aus einem erfindungsgemäß mit Harz überzogenen Sand gebildet werden, ist es unvermeidlich, daß die äußere Oberfläche der Form oder des Kerns in Kontakt mit einer Metallform intensiver erwärmt wird als das innere Gebiet der Form oder des Kerns, so daß die Temperatur im inneren Gebiet beträchtlich geringer bleibt als die Temperatur an der äußeren Oberfläche. Zur Erzielung einer ausreichend hohen Festigkeit der Sandform oder des Kerns ist es notwendig, den als Bindematerial verwendeten ungesättigten Polyester nicht nur an der äußeren Oberfläche, sondern auch im inneren Bereich der Form oder des Kerns vollständig zu härten, trotz der niedrigen Temperatur im inneren Bereich. Daher ist es günstig, wenn die vorstehend erwähnte Temperaturdifferenz zwischen dem Katalysator A (Katalysator vom Hochtemperaturtyp) und dem Katalysator B (Katalysator vom Mitteltemperaturtyp) in dem gemischten Katalysator so groß wie möglich und zumindest 100C ist. Wenn die Temperaturdifferenz kleiner als 100C ist, so unterscheidet sich die Wirkung der gemeinsamen Verwendung der Katalysatoren A und B auf den Härtungsgrad im inneren Bereich der Sandform oder des Kerns nicht stark von der Wirkung der Verwendung des Katalysators A allein oder des Katalysators B allein,between the temperature at which the half-life of the selected catalyst A, that is, the radical polymerization catalyst of the high temperature type, becomes 10 hours, and the temperature at which the half-life of the selected catalyst B, that is the radical polymerization catalyst of the medium temperature type, becomes 10 hours, at least 10 0 C is. The reason for this is as follows. During the heat treatment or baking of a mold or a core formed from a resin-coated sand according to the invention, it is inevitable that the outer surface of the mold or the core in contact with a metal mold is heated more intensely than the inner area of the Shape or core, so that the temperature in the inner area remains considerably lower than the temperature on the outer surface. In order to achieve a sufficiently high strength of the sand mold or the core, it is necessary to fully cure the unsaturated polyester used as the binding material not only on the outer surface but also in the inner area of the mold or the core, despite the low temperature in the inner area. Therefore, it is favorable if the above-mentioned temperature difference between the catalyst A (high temperature type catalyst) and the catalyst B (medium temperature type catalyst) in the mixed catalyst is as large as possible and at least 10 ° C. When the temperature difference is less than 10 ° C., the effect of using the catalysts A and B together on the degree of hardening in the inner region of the sand mold or the core is not much different from the effect of using the catalyst A alone or the catalyst B alone ,
3^ so daß es manchmal schwierig wird, eine ausreichende 3 ^ so that it is sometimes difficult to find a sufficient
Festigkeit der Sandform oder des Kerns zu erzielen.To achieve strength of the sand mold or the core.
Erfindungsgemäßer, mit Harz überzogener Sand wird nach einer bekannten bzw. üblichen Heißschmelzverfahrensweise hergestellt/ jedoch unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen gemeinsamen Verwendung der Katalysatoren A und B. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Heißschmelzverfahren auf folgende Weise durchgeführt.Resin-coated sand according to the invention is made by a known or customary hot melt procedure manufactured / but taking into account the common use described above the catalysts A and B. According to a preferred embodiment, the hot melt process carried out in the following way.
Zuerst wird ein Siliciumdioxidsand, der als Formsand geeignet ist, auf eine Temperatur über die Erweichungstemperatur des für dieses Verfahren gewählten ungesättigten Polyesters, z.B. auf 150 bis 2000C erwärmt und in einen üblichen Sandmischer, dessen Rührer in Betrieb ist, beschickt. Bald darauf wird der ungesättigte Polyester oder eine Harzzusammensetzung, die den ungesättigten Polyester und ein Vernetzungsmittel enthält, in der Form von kleinen festen Teilchen in den Mischer beschickt und es wird weiter gerührt, was dazu führt, daß der ungesättigte Polyester durch die Wärme des Sandes geschmolzen wird und daß die Sandteilchen mit dem verflüssigten PoIyester überzogen werden. Wenn die Temperatur des überzogenen Sandes auf einen geeigneten Grad, wie 120 bis 1000C, abgesenkt ist, wird eine gewählte Kombination der Katalysatoren A und B zu dem überzogenen Sand gefügt ι während weiter gerührt wird zur Erzielung einerFirst, a silicon dioxide sand, which is suitable as a molding sand, is heated to a temperature above the softening temperature of the unsaturated polyester selected for this process, for example 150 to 200 ° C., and fed into a conventional sand mixer whose stirrer is in operation. Soon after, the unsaturated polyester or a resin composition containing the unsaturated polyester and a crosslinking agent is charged into the mixer in the form of small solid particles and stirring is continued, causing the unsaturated polyester to be melted by the heat of the sand and that the sand particles are coated with the liquefied polyester. Is stirred when the temperature of the coated sand to an adequate degree, as 120-100 0 C, lowered to a selected combination of catalysts A and B is added to the coated sand ι while continuing to achieve a
3^ gleichmäßigen Dispersion der Katalysatoren. Bei diesem Verfahren ist es günstig, eine Katalysatorlösung zu verwenden, die hergestellt wird durch Auflösen beider Katalysatoren A und B in einem organischen Lösungsmittel mit einem relativ niedrigen Siedepunkt, wie einem niedrigen Alkohol. Es versteht sich, daß 3 ^ uniform dispersion of the catalysts. In this method, it is favorable to use a catalyst solution prepared by dissolving both catalysts A and B in an organic solvent having a relatively low boiling point such as a low alcohol. It goes without saying that
der Zusatz der Katalysatoren A und.B in einer Stufe erfolgt, bei der die Sandtemperatur noch hoch genug ist, um den ungesättigten Polyester, der auf den Sandteilchen aufgeschichtet ist, in flüssigem oder erweichtem Zustand zu erhalten, jedoch nicht so hoch ist, daß eine rasche Härtung des Polyesters durch Einwirkung der zugesetzten Katalysatoren erfolgt. Das Rühren des resultierenden Gemischs wird fortgesetzt, bis die Sandtemperatur weit unter der Erweichungstemperatur des ungesättigten Polyesters liegt, was dazu führt, daß die mit Polyester überzogenen Sandteilchen sich voneinander trennen. Gegebenenfalls kann eine kleine Menge an Wachs oder einer höheren Fettsäure oder ihres Salzes *zu dem Sand-Polyestergemisch nach dem Zusatz der Katalysatoren gefügt werden, mit dem Zweck, die Fließfähigkeit des mit Harz überzogenen Sandes zu erhöhen. Auch ist es möglich, gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfszusätze, wie die Desintegrierbarkeit verbessernde Mittel, Kristallisationsmittel und/oder die Viskosität einstehende Mittel zu dem ungesättigten Polyester oder der vorstehenden Harzzusammensetzung zu fügen. Ein geeigneter Bereich des Gewichtsverhältnisses von ungesättigtem . Polyester zu dem Formsand, der überzogen werden soll, liegt bei 1:100 bis 7:100.the addition of the catalysts A and B takes place in a stage in which the sand temperature is still high enough is to make the unsaturated polyester coated on the sand particles in liquid or to get softened state, but is not so high that a rapid hardening of the polyester by Action of the added catalysts takes place. Stirring of the resulting mixture is continued, until the sand temperature is far below the softening temperature of the unsaturated polyester, what causes the sand particles coated with polyester to separate from one another. Possibly can add a small amount of wax or a higher fatty acid or its salt * to the sand-polyester mixture after the addition of the catalysts are added, with the purpose of increasing the flowability of the resin-coated Raise sand. It is also possible, if appropriate, to use one or more auxiliary additives, such as Disintegrability-improving agents, crystallization agents and / or the viscosity To add agents to the unsaturated polyester or the above resin composition. A suitable one Range of weight ratio of unsaturated. Polyester to the molding sand to be coated, ranges from 1: 100 to 7: 100.
Unter Verwendung eines erfindungsgemäßen, mit Harz überzogenen Sandes,können Formen und Kerne zum Sandformguß in üblicher Weise hergestellt werden. Beispielsweise wird der überzogene Sand' in eine vorerwärmte Metallformanordnung eingeblasen und anschliessend 0,5 bis 5 Minuten bei 200 bis 3500C einer Hitzebehandlung unterzogen bzw. gebacken.Using a resin-coated sand of the present invention, molds and cores for sand mold casting can be manufactured in a conventional manner. For example, the coated sand 'is injected into a preheated metal mold assembly and then 0.5 subjected to 5 minutes at 200 to 350 0 C to a heat treatment or baked.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsversuche dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples and comparative experiments serve to further illustrate the invention.
In einem 2 Liter Vierhalskolben wurden 1137,5 g Fumarsäure, 33,2 g Isophthalsäure und 651,7 g A'thylenglykol einer Veresterungsreaktion nach einer üblichen Verfahrensweise unterzogen unter Bildung von etwa 1400 g eines ungesättigten Polyesters mit einer Säurezahl von 25.In a 2 liter four-necked flask were 1137.5 g of fumaric acid, 33.2 g of isophthalic acid and 651.7 g of ethylene glycol of an esterification reaction according to a customary procedure subjected to the formation of about 1,400 grams of an unsaturated polyester having an acid number from 25.
Nach dem Kühlen des ungesättigten Polyesters auf 1400C wurden 20 Gew.-Teile Diallylphthalat, 2 Gew.-Teile f-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,8 Gew.-Teile ultrafeine Teilchen von Kieselsäureanhydrid (AEROSIL 200 der JAPAN AEROSIL Inc.) zugesetzt und sorgfältig vermischt mit 100 Gew.-Teilen des ungesättigten Polyesters. Das resultierende Gemisch konnte sich auf Raumtemperatur abkühlen und wurde eine Weile stehengelassen. Eine Harzzusammensetzung, die nach diesem Verfahren erhalten wurde, war ein nicht klebriger Feststoff, der einen kristallinen ungesättigten Polyester enthielt. Die Harzzusammensetzung wurde zu feinen Körnern pulverisiert, die durch ein Sieb mit Öffnungen von 2,00 mm (10 mesh) gingen.After cooling of the unsaturated polyester to 140 0 C 20 parts by weight diallyl phthalate were 2 parts by weight (200 Japan Aerosil Inc. AEROSIL) was added f-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.8 parts by weight of ultra fine particles of silicic anhydride and carefully mixed with 100 parts by weight of the unsaturated polyester. The resulting mixture was allowed to cool to room temperature and was allowed to stand for a while. A resin composition obtained by this method was a non-sticky solid containing a crystalline unsaturated polyester. The resin composition was pulverized into fine grains which passed through a sieve with openings of 2.00 mm (10 mesh).
Zur Herstellung eines mit Harz überzogenen Sandes nach einem Heißschmelzverfahren unter VerwendungFor making resin-coated sand by a hot melt method using
der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung wurden 4 kg eines handelsüblichen Siliciumdioxidsandes für Gießereizwecke auf 1700C vorerwärmt und in einen Geschwindigkeitsmischer beschickt. Unter Weiterführen des Rührens des Sandes wurden 122,8g der pulverisierten Harzzusammensetzung zu dem Sand gefügt, was dazu führte, daß die Harzzusammensetzungthe resin composition described above was added 4 kg of a commercial Siliciumdioxidsandes for foundry purposes to 170 0 C preheated and fed to a speed mixer. While stirring the sand, 122.8 g of the powdered resin composition was added to the sand, resulting in the resin composition
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durch die Wärme des Sandes geschmolzen wurde, und daß die Sandteilchen mit der verflüssigten Badzusammensetzung überzogen wurden. Während die Temperatür des so behandelten Sandes unter weiterem Rühren im Bereich von 120 bis 1000C gehalten wurde, wurde eine Katalysatorlösung, hergestellt durch Auflösen von 1,5 g Cumolhydroperoxid (Katalysator A) und 1,5 g Dicumylperoxid (Katalysator B) in .20 g Äthylalkohol in den Mischer gegossen und das Geraisch wurde weiter zur gleichmäßigen Dispersion der Katalysatoren in dem Harzüberzug der einzelnen Sandteilcheh gerührt. Wenn sich die Sandtemperatur auf etwa 700C verringerte, wurden 5 g Calciumstearat zu dem mit Harz überzogenen Sand in dem Mischer gefügt und es wurde weiter gerührt, bis der bereits agglomerierte Sand so locker und fließfähig wurde, daß sich die einzelnen Sandteilchen voneinander trennten. Anschließend wurde der mit Harz überzogene Sand aus dem Mischer entnommen.was melted by the heat of the sand, and that the sand particles were coated with the liquefied bath composition. While the temperature of the sand treated in this way was kept in the range from 120 to 100 ° C. with further stirring, a catalyst solution was prepared by dissolving 1.5 g of cumene hydroperoxide (catalyst A) and 1.5 g of dicumyl peroxide (catalyst B) in. 20 g of ethyl alcohol was poured into the mixer and the equipment was further stirred for uniform dispersion of the catalysts in the resin coating of the individual sand particles. When the sand temperature was reduced to about 70 0 C, 5 g of calcium stearate was added to the resin coated sand in the mixer and stirring was continued until the already agglomerated sand so loose and was flowable, that the individual sand particles separated from each other. Then the resin-coated sand was removed from the mixer.
Der mit Harz überzogene Sand dieses Beispiels wurde einem Hochtemperaturfestigkeitstest zusammen mit mit Harz überzogenen Sandarten der folgenden Bezugsbeispiele in einem später beschriebenen Vergleichs- versuch unterzogen.The resin coated sand of this example was subjected to a high temperature strength test along with resin-coated sands of the following reference examples in a later-described comparative attempted.
Unter Verwendung von 4 kg des im Beispiel 1 erwähnten Siliciumdioxidsandes wurde ein mit Harz überzogener Sand,im allgemeinen gemäß Beispiel 1 hergestellt, jedoch unter Verwendung folgender Katalysatoren anstelle der Kombination der Katalysatoren A und B im Beispiel 1. Im Bezugsbeispiel. 1 wurde eine Katalysatorlösung verwendet, die hergestellt wurde durch Auflösen von 1,0g Dicumylperoxid (Katalysator B),Using 4 kg of the silica sand mentioned in Example 1, a resin-coated one was made Sand, generally produced according to Example 1, but using the following catalysts instead of the combination of catalysts A and B in Example 1. In the reference example. 1 became a Used catalyst solution which was prepared by dissolving 1.0 g of dicumyl peroxide (catalyst B),
1,0 g t-Butylperoxybenzoat, dessen Halbwertszeit bei 1040C .10 Stunden wird (Katalysator S) und 1>Ö g t-Butylperoxy-2-äthylhexanat (dessen Halbwertszeit bei 72°C 10 Stunden wird) in 20 g Äthylalkohol.1.0 g of t-butyl peroxybenzoate, its half-life is .10 hours at 104 0 C (Catalyst S), and 1> Ö g t-butyl peroxy-2-äthylhexanat (whose half-life at 72 ° C for 10 hours) in 20 g of ethyl alcohol.
Ein mit Harz überzogener Sand wurde im allgemeinen gemäß dem Bezugsbeispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeResin-coated sand was generally prepared according to Reference Example 1, but was
eine Kombination von 1,5 g Dicumylperoxid (Katalysator B) und 1,5 g t-Butylperoxybenzoat (Katalysator B)
anstelle der Kombination der drei Arten von Peroxiden im Bezugsbeispiel 1 verwendet.
15a combination of 1.5 g of dicumyl peroxide (Catalyst B) and 1.5 g of t-butyl peroxybenzoate (Catalyst B) was used in place of the combination of the three kinds of peroxides in Reference Example 1.
15th
yergleichsversuch 1Comparison attempt 1
Bei diesem Versuch wurden Proben jeder der drei mit Harz überzogenen Sandarten des Beispiels 1 bzw. der Vergleichsversuche 1 und 2 entnommen und einem Hochtemperaturf estigkeitstest unterzogen, der durchgeführt wurde unter Verwendung eines Hochtemperatur-Zugfestigkeitstesters für Formsand vom Formmaskentyp. Jedes Teststück für diesen Test wurde, in einem Satz von oberen und unteren Metallformen geformt, die mit Heizvorrichtungen versehen waren, durch Auffüllen der Höhlung in dem Formsatz (die Höhlung wies eine waagrechte Schnittfläche, wie eine Hantel (dumb-ball) und eine geringe Tiefe, bezogen auf ihre waagrechteIn this experiment, samples of each of the three resin-coated sands of Example 1 and Example 1, respectively, were made Comparative Experiments 1 and 2 were taken and subjected to a high temperature strength test which was carried out using a high temperature tensile strength tester for molding sand of the molding mask type. Each test piece for this test was made, in one set formed from upper and lower metal molds provided with heating devices by filling the cavity in the form set (the cavity had a horizontal cut surface, like a dumb-ball) and a shallow depth in relation to their horizontal
Querschnittsfläche auf) mit einem mit Harz überzogenen Sand, der untersucht werden soll, und Hitzebehandeln bzw. Backen des Sandes in der Formhöhlung während 70 Sekunden. Die Hitzebehandlungstemperatur (gemessen an der Metallformoberfläche) wurde im Bereich von 230 bis 3300C wie in der folgenden Tabelle I gezeigt variiert. Jedes Teststück wurde dem Test unmittelbarCross-sectional area on) with a resin-coated sand to be examined and heat-treating or baking the sand in the mold cavity for 70 seconds. The heat treatment temperature (measured on the metal mold surface) was varied in the range from 230 to 330 ° C. as shown in Table I below. Each test piece passed the test immediately
nach beendeter Erhitzungsbehandlung unterzogen. Für jeden mit Harz überzogenen Sand wurde der Test an fünf 5 Teststücken bei jeder Hitzebehandlungstemperatur durchgeführt, um die hohe Temperaturfestigkeit und den durchschnittlichen Wert der fünf Messungen darzustellen. Die Ergebnisse des Vergleichsversuchs sind in der Tabelle 1 aufgeführt.subjected to the completion of the heating treatment. For each resin-coated sand, the test was performed on five 5 test pieces at each heat treatment temperature to show the high temperature resistance and the average value of the five measurements. The results of the comparative experiment are shown in Table 1.
Hochtemperaturfestigkeit (Einheit: kg/cm2)High temperature strength (unit: kg / cm 2 )
HitzebehandlungstemperaturHeat treatment temperature
Sandoverdone ■
sand
Aus den Daten der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß der mit Harz überzogene Sand des Beispiels 1, der hergestellt wurde durch gemeinsame Verwendung der Katalysatoren A und B, eine wesentlich bessere Hochtemperaturfestigkeit aufwies als die mit Harz überzogenen Sandarten der Bezugsbeispiele 1 und 2, die hergestellt wurden unter Verwendung der Katalysatoren B, jedochFrom the data in Table 1, it can be seen that the resin-coated sand of Example 1, manufactured in By using the catalysts A and B together, a significantly better high-temperature strength was achieved than the resin-coated sands of Reference Examples 1 and 2 made were using catalysts B, however
or. ohne Verwendung jeglichen Katalysators A, was für einen breiten Bereich der in diesem Versuch angewendeten Hitzebehandlungstemperaturen gilt. Darüberhinaus zeigen die experimentellen Ergebnisse, daß die Kombination der im Beispiel 1 verwendeten Katalysatoren A or . without using any catalyst A, which is true for a wide range of heat treatment temperatures used in this experiment. In addition, the experimental results show that the combination of the catalysts A used in Example 1
og und B eine sehr wirksame Erhöhung der Hochtemperaturfestigkeit des mit Harz überzogenen Sandes bei be-og and B a very effective increase in high temperature strength of the resin-coated sand when
trächtlich hohen Hitzebehandlungstemperaturen ergab.resulted in considerably high heat treatment temperatures.
Mit Harz überzogener Sand wurde hergestellt unter Verwendung des im Beispiel 1 erwähnten Siliciumdioxidsandes und der ungesättigten Polyesterharzzusammensetzung, hergestellt nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren unter Verwendung der gleichen Materialien. 4 kg des auf 1700C vorerwärmten Siliciumdioxidsandes wurden gerührt und 122,8 g der pulverisierten Harzzusammensetzung wurden zu dem Sand in dem Mischer gefügt, mit dem Ergebnis, daß die Sandteilchen mit der Harzzusammensetzung, die durch die Wärme des Sandes schmolz, überzogen wurden. Die Temperatur des Sandes wurde unter weiterem Rühren im Bereich von 120 bis 1000C gehalten und eine Katalysatorlösung, hergestellt durch Auflösen von 1,5 g p-Menthanhydroperoxid, dessen Halbwertszeit bei 133°C 10 Stunden wird (Katalysator A) Und 1,5 g Dicumylperoxid (Katalysator B) in 20 g Äthylalkohol, wurde in den Mischer gegossen und das Gemisch wurde weiter zur gleichmäßigen Dispergierung der Katalysatoren gerührt. Wenn die Sandtemperatur auf 80-700C gesunken war, wurden 5 g Calciumstearat zu dem mit Harz überzogenen Sand gefügt. Der mit Harz überzogene Sand wurde aus dem Mischer entnommen, wenn die einzelnen Sandteilchen sich voneinander trennten.Resin-coated sand was prepared using the silica sand mentioned in Example 1 and the unsaturated polyester resin composition prepared by the method described in Example 1 using the same materials. , 4 kg of preheated to 170 0 C Siliciumdioxidsandes were stirred and 122.8 g of the pulverized resin composition was added to the sand in the mixer, with the result that the sand with the resin composition melted by the heat of the sand, were coated. The temperature of the sand was maintained with continued stirring in the range of 120 to 100 0C and a catalyst solution prepared by dissolving 1.5 g of p-menthane hydroperoxide, whose half-life at 133 ° C for 10 hours (catalyst A) and 1.5 g of dicumyl peroxide (Catalyst B) in 20 g of ethyl alcohol was poured into the mixer and the mixture was further stirred to disperse the catalysts evenly. When the sand temperature was dropped to 80-70 0 C, 5 g of calcium stearate was added to the resin coated sand. The resin coated sand was removed from the mixer when the individual sand particles separated from each other.
. Ein Vergleichsversuch, bezogen auf dieses Beispiel, ein anderes Beispiel und einen Bezug wird im folgenden beschrieben.. A comparative experiment based on this example, another example and a reference is given below described.
Beispiel 3
35 Example 3
35
Mit Harz überzogener Sand wurde im allgemeinen gemäß Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch 1,5 g 2,5-Dimethyl-Resin-coated sand was generally prepared according to Example 2, except that 1.5 g of 2,5-dimethyl
hexy1-2,5-dihydroperoxid, dessen Halbwertszeit bei 1540C 10 Stunden wird (Katalysator A) anstelle von 1,5 g p-Menthanhydroperoxid (Katalysator A) des Beispiels 2 verwendet wurden.hexy1-2,5-dihydroperoxide, whose half-life at 154 0 C for 10 hours (catalyst A) instead of 1.5 g of p-menthane hydroperoxide (catalyst A) of Example 2 were used.
Mit Harz überzogener Sand wurde im allgemeinen gemäß dem Beispiel 2 hergestellt, jedoch wurden in diesem Falle 3,0 g p-Menthanhydroperoxid (Katalysator A) anstelle der Kombination der Katalysatoren A und B des Beispiels 2 verwendet.Resin-coated sand was made generally according to Example 2, but in this example Trap 3.0 g of p-menthane hydroperoxide (catalyst A) instead of the combination of catalysts A and B. of example 2 is used.
Vergleichsversuch 2Comparative experiment 2
Es wurden Proben von jeder der drei Arten mit Harz überzogenem Sand, hergestellt in den Beispielen 2 und 3 bzw. dem Bezugsbeispiel 3, entnommen und dem im Vergleichsversuch 1 beschriebenen Hochtemperatur-Zugfestigkeitstest unterzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.Samples of each of the three types of resin-coated sand prepared in Examples 2 were made and 3 or from Reference Example 3 and taken from the high-temperature tensile strength test described in Comparative Experiment 1 subjected. The results are shown in Table 2.
Tabelle 2
25 Table 2
25th
Hochtemperaturfestigkeit (Einheit: kg/cm2)High temperature strength (unit: kg / cm 2 )
Sandoverdone
sand
-yt--yt-
Die experimentellen Daten der Tabelle 2 zeigen, daß im Vergleich mit der Verwendung von nur dem Katalysator A die gemeinsame Verwendung der Katalysatoren A und B sehr wirksam zur Erhöhung der Hochtemperaturfestigkeitswerte des mit Harz überzogenen Sandes ist und zur Vergrößerung des Hitzebehandlungstemperaturbereichs, in dem der mit Sand überzogene Harz zufriedenstellend hohe Werte der Hochtemperaturfestigkeit ergibt.The experimental data in Table 2 show that when compared with the use of only the catalyst A the joint use of the catalysts A and B is very effective in increasing the high temperature strength values of the resin-coated sand and to widen the heat treatment temperature range, in which the sand-coated resin has satisfactorily high high temperature strength values results.
In einem 2 Liter Vierhalskolben wurden 1102,6 g Fumarsäure, 83,1 g Terephthalsäure,. 614,5 g Jvthylenglykol und 147,6 g Nebpentylglykol einer Veresterungsreaktion nach einer üblichen Verfahrensweise unterzogen .unter Bildung eines ungesättigten Polyesters mit einer Säurezahl von 30.In a 2 liter four-necked flask were 1102.6 g of fumaric acid, 83.1 g of terephthalic acid ,. 614.5 grams of ethylene glycol and 147.6 g of nebpentyl glycol from an esterification reaction subjected to a conventional procedure, with the formation of an unsaturated polyester with an acid number of 30.
Nach dem Kühlen des ungesättigten Polyesters auf 1350C wurden 10 Gew.-Teile Diallylphthalat,, 3 Gew.-Teile •p-Glycidoxypropyltrimethyloxysilan und 0,8 Gew,-Teile ultrafeine Teilchen von Kieselsäureanhydrid (AEROSIL 200) zugesetzt und sorgfältig mit 90 Gew.-Teilen des ungesättigten Polyesters vermischt. Das resultierende Gemisch konnte sich auf Raumtemperatur abkühlen und wurde eine Weile stehengelassen. Eine nach diesem Verfahren erhaltene Harzzusammensetzung war ein nicht klebriger Feststoff, der einen kristallinen ungesättigten Polyester enthielt. Die Harzzu- SQ sammensetzung wurde zu feinen Körnern pulverisiert und anschließend durch ein Sieb mit Öffnungen von 2,0 mm (10 mesh) geführt.After cooling of the unsaturated polyester to 135 0 C 10 parts by weight diallyl phthalate were ,, 3 parts by weight • p-Glycidoxypropyltrimethyloxysilan and added 0.8 wt, parts by ultra fine particles of silicic anhydride (Aerosil 200) and carefully with 90 weight . Parts of the unsaturated polyester mixed. The resulting mixture was allowed to cool to room temperature and was allowed to stand for a while. A resin composition obtained by this method was a non-sticky solid containing a crystalline unsaturated polyester. The resin- SQ composition was pulverized into fine grains and then passed through a sieve with openings of 2.0 mm (10 mesh).
Unter Verwendung von 4 kg des im Beispiel 1 verwen-Using 4 kg of the material used in Example 1
deten Siliciumdioxidsandes und 125 g der im Beispiel 4 hergestellten Harzzusammensetzung wurde die HerstellungThe silica sand and 125 g of the resin composition prepared in Example 4 became the preparation
des mit Harz überzogenen Sandes in gleicher Weise wie in Beispiel 1 begonnen. Während die Temperatur des mit der geschmolzenen Harzzusammensetzung überzogenen Sandes im Bereich von 120 bis 1000C lag, wurde eine Katalysatorlösung, hergestellt durch Auflösen von 0,3g Cumolhydroperoxid (Katalysator A) und 2,7 g Dicumylperoxid (Katalysator B) in 20 g Äthylalkohol in den Mischer gegossen und das Gemisch wurde weiter zur gleichmäßigen Dispersion der Katalysatoren gerührt. Wenn sich die Temperatur des Sandes auf etwa 700C verringert hatte, wurden 5 g Calciumstearat zu dem mit Harz überzogenen Sand gefügt und wenn sich die einzelnen Sandteilchen voneinander schieden, wurde der mit Harz überzogene Sand aus dem Mischer entnommen.of the resin-coated sand in the same way as in Example 1. While the temperature of the coated with the molten resin composition sand in the range of 120 to 100 0C was was added a catalyst solution prepared by dissolving 0.3 g of cumene hydroperoxide (catalyst A) and 2.7 g of dicumyl peroxide (catalyst B) in 20 g ethyl alcohol Poured into the mixer and the mixture was further stirred to disperse the catalysts evenly. When the temperature of the sand had decreased to about 70 ° C., 5 g of calcium stearate were added to the resin-coated sand, and when the individual sand particles separated from one another, the resin-coated sand was removed from the mixer.
Ein Vergleichsversuch, der sich auf dieses Beispiel, weitere Beispiele und Bezugsbeispiele bezieht, wird
später beschrieben.
20A comparative experiment relating to this example, other examples and reference examples will be described later.
20th
Mit Harz überzogener Sand wurde im allgemeinen wie im Beispiel 4 hergestellt, jedoch wurden 0,6 g Cumol- ^5 hydroperoxid und 2,4 g Dicumylpearoxid in diesem Falle verwendet. Das bedeutet, daß dergemischte Radikalpolymer'isationskatalysator in diesem Beispiel aus 20 % Katalysator A und 80 % Katalysator B, bezogen auf das Gewicht, bestand, wohingegen der gemischteResin-coated sand was prepared generally as in Example 4 except that 0.6 g of cumene hydroperoxide and 2.4 g of 5 ^ Dicumylpearoxid used in this case. This means that the mixed radical polymerization catalyst in this example consisted of 20% catalyst A and 80% catalyst B, based on weight, whereas the mixed one
Katalysator im Beispiel 4 aus 10 % Katalysator _* und 90 % Katalysator B bestand.Catalyst in Example 4 from 10% catalyst _ * and 90% catalyst B passed.
Mit Harz überzogener Sand wurde hergestellt im allgemeinen gemäß Beispiel 4, wobei jedoch 2,4 g Cumolhydroperoxid und 0,6 g Dicumylperoxid verwendet wurden, wasResin coated sand was prepared generally according to Example 4 except that 2.4 grams of cumene hydroperoxide were used and 0.6 g of dicumyl peroxide were used what
SbSb
bedeutet, daß der gemischte Katalysator aus 80 %
Katalysator A und 2Ö % Katalysator S bestand.means that the mixed catalyst consists of 80%
Catalyst A and 20 % catalyst S consisted.
Mit Harz überzogener Sand wurde im allgemeinen gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch 2,7 g Cumolhydroperoxid und 0,3 g Dicumylperoxid verwendet wurden,
was bedeutet, daß der gemischte Katalysator aus 90 % Katalysator A und 10 % Katalysator B bestand.Resin-coated sand was generally prepared according to Example 4 except that 2.7 g cumene hydroperoxide and 0.3 g dicumyl peroxide were used.
meaning that the mixed catalyst consisted of 90% catalyst A and 10% catalyst B.
Mit Harz überzogener Sand wurde im allgemeinen gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch 0,15 g Cumolhydroperoxid
und 2,85 g Dicumylperoxid verwendet wurden, was bedeutet, daß der gemischte Katalysator aus 5 %
Katalysator A und 95 % Katalysator B bestand.Resin-coated sand was prepared generally according to Example 4, except that 0.15 g cumene hydroperoxide and 2.85 g dicumyl peroxide were used, meaning that the mixed catalyst was 5%
Catalyst A and 95% Catalyst B consisted.
Mit Harz überzogener Sand wurde im allgemeinen gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch 2,85 g Cumolhydroperoxid
und 0,15 g Dicumylperoxid verwendet wurden,
was bedeutet, daß der gemischte Katalysator aus 95 % Katalysator Ä und 5 % Katalysator B bestand.Resin coated sand was generally prepared according to Example 4 except that 2.85 g cumene hydroperoxide and 0.15 g dicumyl peroxide were used.
which means that the mixed catalyst consisted of 95% Catalyst A and 5% Catalyst B.
Vergleichsversuch 3
30 Comparative experiment 3
30th
Es wurden Proben von jeder der sechs mit Harz überzogenen
Sandarten, hergestellt in den Beispielen 4
bis 7 bzw. dem Bezugsbeispiel 4 und 5, entnommen und dem Hochtemperaturzugfestigkeitstest, beschrieben im
Vergleichsversuch 1, unterzogen. Die Ergebnisse sind
in der Tabelle 3 aufgeführt.Samples of each of the six resin-coated sands prepared in Examples 4 were made
to 7 and Reference Examples 4 and 5, respectively, and subjected to the high-temperature tensile strength test described in Comparative Experiment 1. The results are shown in Table 3.
Hochtemperaturfestigkeit (Einheit: kg/cm2)High temperature strength (unit: kg / cm 2 )
überzogener Hitzebehandlungstemperatur Sand coated heat treatment temperature sand
2300C 2500C 27O0C 2900C 3100C 3300C230 0 C 250 0 C 270 0 C 290 0 C 310 0 C 330 0 C
■ ■ ■ ■
(Katalysator A 10 %) 13,0 13,2 13,7 14,3 14,0 13,1(Catalyst A 10%) 13.0 13.2 13.7 14.3 14.0 13.1
(Katalysator A 20 %) 13,1 13,7 14,2 14,7 14,4 13,2(Catalyst A 20%) 13.1 13.7 14.2 14.7 14.4 13.2
(Katalysator A 80 %) 12,2 12,8 13,5 14,3 13,6 12,9(Catalyst A 80%) 12.2 12.8 13.5 14.3 13.6 12.9
(Katalysator A 90 %) 11,7 12,3 13,0 13,8 13,1 11,6(Catalyst A 90%) 11.7 12.3 13.0 13.8 13.1 11.6
Bezugsbeispiel 4Reference example 4
(Katalysator A 5%) 13,3 13,6 13,2 12,5 10,9 9,8(Catalyst A 5%) 13.3 13.6 13.2 12.5 10.9 9.8
Bezugsbeispiel 5Reference example 5
(Katalysator A 95 %) 9,7 10,2 12,8 13,4 12,5 11,0(Catalyst A 95%) 9.7 10.2 12.8 13.4 12.5 11.0
Aus der Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die gemeinsame Verwendung der Katalysatoren A und B in den Beispielen 4 bis 7 unter Begrenzung der Menge des Katalysators A 2^ in dem gemischtem Radikalpolymerisationskatalysator auf den Bereich von 10 bis 90 Gew.-% beträchtlich verbesserten Werten für die Hochtemperaturfestigkeit des mit Harz überzogenen Sandes über einen weiten Bereich der Hitzebehandlungstemperatur führte. Die ErgebnisseFrom Table 3 it can be seen that the joint use of Catalysts A and B in Examples 4 to 7 while limiting the amount of Catalyst A 2 ^ in the mixed radical polymerization catalyst to the range of 10 to 90 wt the high temperature strength of the resin coated sand resulted in a wide range of heat treatment temperatures. The results
der Untersuchung an den Proben der Bezugsbeispiele 4 und 5 zeigt, daß die Wirkung der gemeinsamen Verwendung der Katalysatoren A und B, insbesondere auf die Breite des Bereichs der Hitzebehandlungstemperatur, in dem der mit Harz überzogene Sand sehr hohe Festigkeitswerte zeigt, kaum erhalten werden kann, wenn die Menge entweder des Katalysators A oder des Katalysators B in dem gemischten Katalysator 95 Gew.-% überschreitet.the investigation on the samples of Reference Examples 4 and Figure 5 shows that the effect of using Catalysts A and B together, particularly on latitude the range of heat treatment temperature in which the resin coated sand has very high strength values shows can hardly be obtained when the amount of either the catalyst A or the catalyst B in the mixed catalyst exceeds 95% by weight.
Claims (33)
/ \Si
/ \
niedrigen Alkohol verwendet.22. The method according to claim 21, characterized in that geke η η is al:
low alcohol used.
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