DE3423878A1 - Verfahren zur herstellung von phenol-aldehyd-kondensaten und deren verwendung als bindemittel fuer giessereiformteile - Google Patents

Verfahren zur herstellung von phenol-aldehyd-kondensaten und deren verwendung als bindemittel fuer giessereiformteile

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DE3423878A1
DE3423878A1 DE19843423878 DE3423878A DE3423878A1 DE 3423878 A1 DE3423878 A1 DE 3423878A1 DE 19843423878 DE19843423878 DE 19843423878 DE 3423878 A DE3423878 A DE 3423878A DE 3423878 A1 DE3423878 A1 DE 3423878A1
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Gerhard Chem.-Ing.(grad.) 4044 Kaarst Galwas
Marek Dipl.-Chem. Dr. 4000 Düsseldorf Torbus
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
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    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Phenol-Aldehyd-Kondensaten und
  • deren Verwendung als Bindemittel für Gießereiformteile Phenol-Aldehyd-Kondensate (Phenolharze) stellen eines der gebräuchlichsten Bindemittel für die Herstellung von Gießerei-Formteilen dar. Sie werden meistens mit Formaldehyd als Aldehyd-Komponente hergestellt. Je nach Durchführung der Kondensation können sie generell in zwei Gruppen unterteilt werden, nämlich in Phenol-Resole und in Novolake, die sich auch in den Eigenschaften voneinander unterscheiden.
  • Die Phenol-Resole sind im allgemeinen selbsthärtend, d.h. sie enthalten die notwendigen reaktiven Gruppen, um eine vollständige Aushärtung zu gewährleisten, und werden durch Zugabe von Säuren bzw. durch Einwirkung von Wärme von einem flüssigen Zustand in einen festen Zustand (Resit-Zustand) überführt. Ihre Kondensation erfolgt mit Formaldehyd-überschuß im basischen Bereich, wobei die Kondensation zumeist dann abgebrochen wird, wenn ein bestimmter Polymerisationsgrad erreicht ist. Die Aushärtung der Phenol-Resole bei dem Endverbraucher ist dann praktisch eine Fortführung der abgebrochenen Kondensation bis zum Resit-Zustand.
  • Die Phenol-Resole haben durch das Hotbox-Verfahren in der Gießereitechnik eine weite Verbreitung als Bindemittel für Kerne gefunden. Nach diesem Verfahren wird eine Formstoffmischung, die einen körnigen Formgrundstoff (meistens Sand) sowie Phenol-Resol und Säure bzw. säureabspaltende Verbindungen als Härter enthält, in der Hitze ausgehärtet. Die kurzen Härtezeiten bei der Kernfertigung sind dabei ein besonderer Vorteil. Allerdings sind bei Verwendung der Phenol-Resole im Hotbox-Verfahren auch Nachteile zu verzeichnen, wie z.B. die begrenzte Lagerfähigkeit der Harze durch raschen Anstieg der Viskosität und damit verbunden auch eine Abnahme der Bindefähigkeit. Ein weiterer Nachteil ist der Umstand, daß solcherart hergestellte Kerne und Formen unter Einwirkung hoher Luftfeuchtigkeit sehr rasch ihre ursprüngliche Festigkeit verlieren und damit die erwünschten Qualitätsmerkmale nicht eingehalten werden können.
  • Die zweite Gruppe von Phenol-Aldehyd-Kondensaten, nämlich die Novolake sind nicht selbsthärtend. Sie werden durch Kondensation mit Formaldehyd-Unterschuß im sauren Medium als feste schmelzbare Harze erhalten, die entweder im festen Zustand oder in Lösung weiterverarbeitet werden und nur durch weitere Zufuhr von Aldehyden z.B. mittels aldehydabspaltenden Verbindungen in den Resit-Zustand überführt werden können.
  • In der Gießereitechnik liegt das Haupteinsatzgebiet der Novolake bei dem sogenannten Maskenformverfahren oder Croning-Verfahren. Hierbei wird der Novolak entweder in geschmolzener Form oder in Form einer Lösung (vorzugsweise in Alkohol) auf den körnigen Formgrundstoff (z.B. Quarzsand) aufgetragen, und gleichzeitig werden aldehyabspaltende Stoffe in fester oder flüssiger Form beigemischt, beispielsweise Hexamethylentetramin, Paraformaldehyd o. dgl. Nach Trocknung und Abkühlung der Sandmischung wird diese zerkleinert, so daß ein rieselfähiger Sand entsteht.
  • Da die Herstellung eines Maskenformstoffes den Weg über eine feste Substanz beinhaltet, ist ein hoher apparativer und kostenintensiver Aufwand erforderlich. Trotzdem hat das Maskenformverfahren wegen der hervorragenden technischen Eigenschaften der damit erhaltenen Formteile (Formen und Kerne) eine breite Anwendung gefunden. Insbesondere zeichnen sich die damit erhaltenen Formteile durch gute Festigkeit, sehr glatte Oberflächen und sehr gute Resistenz gegen Luftfeuchtigkeit aus. Allerdings sind dabei hohe Härtetemperaturen (üblicherweise über 250 OC) und hohe Bindemittel-Zugaben (üblicherweise 3 - 5 Gew., bezogen auf den Formgrundstoff) erforderlich. In der Relation hierzu werden beim Hotbox-Verfahren nur 2 - 2,5 Gew.% Bindemittel bei gleichem Festigkeitsniveau benötigt, die Härtetemperaturen liegen bei durchschnittlich nur 200 OC und die Aushärtegeschwindigkeit ist bedeutend besser.
  • In der Vergangenheit hat es nicht an Versuchen gefehlt, die Nachteile des Maskenformverfahrens hinsichtlich der hohen Härtetemperatur sowie der geringen Aushärtegeschwindigkeit durch Additive, wie säureabspaltende Stoffe und dergleichen zu beseitigen, doch waren die Resultate dem Hotbox-Verfahren nicht vergleichbar.
  • Es ist das Ziel der Erfindung, der Gießereitechnik ein Herstellungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches zu einem Bindemittel führt, das die Vorzüge der Phenolresole mit denen der Novolake vereinigt und eine neuartige Verwendung erlaubt.
  • Ausgehend von dem Verfahren der Kondensation von Phenol und Aldehyd im Molverhältnis von 1 : 0,9 bis 2,0 in Gegenwart von zweiwertigen Metallionen als Katalysator wird dieses Ziel erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kondensation im wässrigen Medium durchgeführt wird, daß die Reaktionsmischung alkalisch eingestellt wird, sobald ihr Gehalt an freiem Formaldehyd auf unter 15 Gew.% gesunken ist, und daß die Kondensation beendet wird, wenn der Gehalt der Reaktionsmischung an freiem Formaldehyd auf unter 3 Gew.% abgesunken ist (wobei die Prozentangaben jeweils auf die Reaktionsmischung bezogen sind).
  • Verwendungsgemäß kennzeichnet sich die Erfindung daduch, daß das so erhaltene Bindemittel in wässriger Lösung und mit aldehydabspaltenden Stoffen als Härter zur Herstellung von Gießerei-Formteilen eingesetzt wird.
  • Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß sich durch bestimmte Führung der Kondensationsreaktion Phenolharze herstellen lassen, die in Form einer dünnflüssigen wässrigen Lösung anfallen und in dieser Form verwendbar sind. Dies bedeutet, daß diese Harze wie eine normale Hotbox-Mischung aufbereitet und verarbeitet werden können, der Umweg über eine vorherige trockene Sandumhüllung also eingespart ist. Sie lassen sich mit beispielsweise Hexamethylentetramin oder Paraformaldehyd genügend schnell in der Hitze aushärten, und die so erhaltenen Kerne besitzen die gleichen vorteilhaften Eigenschaften wie die mit dem Maskenformverfahren hergestellten Kerne. Außerdem ist das Bindemittel auch im wässrigen Medium lagerstabil, wohingegen die im Hotbox-Verfahren eingesetzten Phenolharze vom Resoltyp bei gleicher Ausgangsviskosität über einen längeren Zeitraum nicht lagerfähig sind.
  • Die Herstellung von Phenolharzen in Gegenwart von zweiwertigen Metallionen wie Zn++, Co++ oder Pb++ als Katalysatoren, welche die ortho-ortho-Verknüpfung der Phenolkerne begünstigen, ist aus der DE-AS 17 20 204 bekannt. Dort sind jedoch wasserfreie oder im wesentlichen wasserfreie Bedingungen vorausgesetzt, und unpolare Lösungsmittel, wie aliphatische, cycloaliphatische, aromatische und halogenierte Kohlenwasserstoffe dienen zur Steuerung der Reaktion und zum Entfernen des gebildeten Wassers mittels azeotroper Destillation. Das Endprodukt muß dort einen Wassergehalt unter 5% aufweisen, weil höhere Anteile von Wasser zu schlechteren Eigenschaften dieser Harze führen. Demgegenüber fordert die Erfindung, daß Wasser anwesend sein muß, wenn die Kondensation erfindungsgemäß in zwei Stufen durchgeführt wird.
  • Die Begriffe "Phenol" und "Aldehyd" beziehen sich in erster Linie auf unsubstituiertes Phenol sowie Formaldehyd als bevorzugte Reaktanten, schließen aber auch substituierte Phenole und andere Aldehyde mit ein. Formaldehyd wird zweckmäßig als Kombination einer wässrigen Formaldehydlösung und Paraformaldehyd in die Kondensationsreaktion eingesetzt. Die zweiwertigen Metallionen liegen vorzugsweise in Form ihrer Salze von schwachen organischen Säuren vor, und als Härter sind die beim Maskenformverfahren üblichen Härter geeignet, wobei das Hexamethylentetramin bevorzugt ist. Die Härtermenge kann 5 - 20 Gew.% betragen, bezogen auf das Harz, und liegt im allgemeinen bei 10-15 Gew..
  • Das Molverhältnis Phenol zu Formaldehyd soll für das erfindungsgemäße Verfahren im Bereich von 1 : 0,9 bis 1 : 2,0 liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 1,5.
  • In der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kondensation in einem Temperaturbereich von 70 - 110 OC, zweckmäßig von 90 - 100 OC durchgeführt. Dabei bestimmen die Temperatur sowie die Art und Menge des Katalysators, wie an sich bekannt, die Geschwindigkeit des Reaktionsablaufs. Der Katalysator, z.B. Blei-, Zink- oder Kobaltnaphthenat, wird vorzugsweise in Mengen von 0,2 - 1,0 g/mol Phenol eingesetzt. Zur Kontrolle des Reaktionsablaufs wird der freie Formaldehyd in zeitlichen Intervallen gemessen. Anhand dieses Parameters kann der Zeitpunkt bestimmt werden, an dem die zweite Stufe, die alkalische Kondensation eingeleitet werden muß. Für die zweite Kondensationsstufe werden übliche basische Katalysatoren wie Natronlauge, Kalilauge, Calciumhydroxid oder Bariumhydroxid verwendet. Nach Einstellen des pH-Wertes auf beispielsweise etwa 7,5 - 9,5 wird die Kondensation unter fortlaufender Kontrolle des Formaldehydgehaltes so weit geführt, bis im Reaktionsgut weniger als 3 Gew.% freies Formaldehyd, vorzugsweise 0,7 - 1,5 Gew. vorhanden ist. An diesem Punkt wird die Kondensation abgebrochen und das Produkt auf die gewünschte Endviskosität eingestellt. Da die Anwesenheit von Wasser erforderlich ist, ist es bei entsprechender Kondensationsführung möglich, die gewünschte Endviskosität ohne Destillation zu erreichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es wurden sieben Phenolharze hergestellt, bei denen die Kondensation mit unterschiedlichen Molverhältnissen und verschiedenen Katalysatoren jeweils sowohl erfindungsgemäß zweistufig (Beispiele 1 - 7) als zum Vergleich auch in der herkömmlichen Weise einstufig (Beispiele V1 - V7) durchgeführt wurde. In der Tabelle 1 sind die Herstellungsdaten und in der Tabelle 2 die analytischen Daten dieser Harze zusammengefaßt.
  • Die Reaktionspartner wurden in allen Fällen in handelsüblicher Qualität und Konzentration eingesetzt, nämlich Phenol als 100%Tage geschmolzene Ware, Paraformaldehyd 90 -91 %ig sowie Formaldeshyd in wässriger Lösung mit einem aktiven Gehalt an CH20 von 37, Durchgeführt wurden die Kondensationsreaktionen jeweils in einem Dreihalskolben, der mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler versehen war.
  • Bei der zweistufigen Verfahrensweise wurde nach Einfüllen der Reaktionspartner in der ersten Stufe auf 90 - 100 OC aufgeheizt und die Temperatur so lange gehalten, bis der freie Formaldehyd auf unter 15 Gew.% und vorzugsweise auf den Bereich von 8 - 13 Gew.% abgesunken war. Das Reaktionsgut wurde dann auf ca. 70 OC abgekühlt und auf einen pH-Wert im Bereich von 7,5 -9,0 eingestellt. Danach wurde bei 70 - 80 OC weiterkondensiert, bis der Formaldehyd auf unter 3 Gew.% abgesunken war. Bei der einstufigen Verfahrensweise entfiel die alkalische Einstellung, und die Bedingungen der ersten Stufe wurden bis zum Ende auf rechterhalten. Außerdem war zur Entfernung des gebildeten Reaktionswassers noch eine Vakuumdestillation erforderlich, woraus sich zwangsläufig höhere Viskositäten ergaben.
  • Zur Prüfung der Lagerfähigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Harze 1 - 7 wurden diese einem Langzeittest unterworfen, wobei der Anstieg der Viskosität gemessen wurde Im Vergleich dazu wurden zwei für das Hotbox-Verfahren bestimmte und im Handel befindliche Phenolresole A und B mit in diese Prüfung einbezogen. Das Vergleichsharz A war dabei ein reines Phenolresol und das Vergleichsharz B ein mit Harnstoffharz verschnittenes Phenolresol, wie es üblicherweise im Hotbox-Verfahren eingesetzt wird.
  • Croningharze wurden in diese Untersuchung nicht mit einbezogen, da sie entweder feste Form oder die Form einer Lösung haben und damit einer Qualitätsveränderung durch Viskositätsanstieg nicht unterliegen.
  • Die Prüfung der Lagerfähigkeit erfolgte unter Normalbedingungen, d.h. bei Raumtemperatur von 20 - 24 OC über einen Zeitraum von 90 Tagen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben. Sie lassen klar erkennen, daß die erfindungsgemäß hergestellten Harze 1 - 7 eine deutlich bessere Lagerstabilität aufweisen als die üblichen Hotboxbinder, also die Vergleichsharze A und B.
  • Zur Prüfung der Biegefestigkeiten wurden neben den erfindungsgemäß hergestellten Harzen 1 - 7 und den einstufig kondensierten Harzen V1 - V7 sowie den Vergleichsharzen A und B auch noch zwei trockene harzumhüllte Croningsande C und D herangezogen. Der Croningsand C enthielt 3 Gew.% Festharz und der Croningsand D 2 Gew.% Festharz. Die beiden Croningsande wurden als solche eingesetzt, während die Harze 1 - 7 bzw. V1 - V7 sowie A und B mit Quarzsand "Halterner H 33" zu Formstoffmischungen verarbeitet wurden, die sich jeweils aus 100 Gewichtsteilen Quarzsand, 2,0 Gewichtsteilen Harz und 0,3 Gewichtsteilen Härter zusammensetzten. Der Härter war im Falle der Harze 1 - 7 und V1 -V7 Hexamethylentetramin und im Falle der Harze A + B ein säureabspaltendes Salz.
  • Die Herstellung und Aushärtung von Prüfkörpern für die Prüfung der Biegefestigkeiten erfolgte unter Hotbox-Bedingungen, die für alle Beispiele wie folgt konstant gehalten wurden: Härtetemperatur : 220 OC Härtezeit : 15 - 90 Sekunden Schießdruck : 6 bar Heißprüfung : sofort nach Härtung Kaltprüfung : nach 1 Stunde Auskühlzeit Aus den in der Tabelle 4 zusammengefaßten Prüfergebnissen ist zu erkennen, daß die erfindungsgemäß hergestellten Harze 1 - 7 den einstufig kondensierten Harzen V1 - V7 und den Croningharzen C und D in der Aushärtegeschwindigkeit als auch in den erreichten Biegefestigkeiten deutlich überlegen sind. Die Hotboxharze A und B zeigen zwar eine schnellere Härtecharakteristik, liegen aber bei längerer Härtezeit unter dem Festigkeitsniveau der erfindungsgemäß hergestellten Harze.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Hotbox-Harze ist der Abfall der Biegefestigkeit bei längerer Lagerzeit der fertigen Mischungen. In der Praxis werden Hotboxmischungen auf Vorrat gefertigt und im Ablauf von mehreren Stunden verarbeitet. In Nachahmung-dieser Arbeitsweise wurden die erfindungsgemäß hergestellten Harze im Vergleich zu Hotbox-Harzen einem Lagertest unterzogen, der sich über mehrere Stunden erstreckte. Dazu wurden die aus den Harzen 1 - 7 sowie A und B hergestellten Formstoffmischungen herangezogen. Ein Teil dieser Mischungen wurde sofort in der vorangehend beschriebenen Weise zu Prüfkörpern verarbeitet und sofort auf Biegefestigkeit geprüft, während der restliche Teil der Mischungen zunächst in einem geschlossenen Gefäß aufbewahrt und 3 bzw. 6 und 24 Stunden lang gelagert wurde. Bei Ablauf dieser Lagerzeiten wurde dann dieser restliche Teil in gleicher Weise verarbeitet und untersucht.
  • Die Ergebnisse in Tabelle 5 zeigen eine deutliche Überlegenheit der erfindungsgemäß hergestellten Harze 1 - 7, denn die Hotbox-Mischungen A und B weisen nach 3 bis 6 Stunden einen deutlichen Abfall der Festigkeit auf und sind nach 24 Stunden vollkommen ausgehärtet, also unbrauchbar geworden.
  • Daß die erfindungsgemäß hergestellten Harze 1 - 7 in ihrer Verarbeitung und Wirkungsweise den Croningharzen ähnlich sind, wird durch eine Untersuchung des Einflusses der Luftfeuchtigkeit auf die damit hergestellten Kerne deutlich. Wie bereits erwähnt, erfahren die Hotboxkerne unter Einfluß hoher Luftfeuchtigkeit einen deutlichen Abfall der Biegefestigkeit, der einen Kernbruch und damit eine Störung des Arbeitsablaufs zur Folge hat, während ein großer Vorteil der nach dem Croningverfahren hergestellten Kerne die Resistenz gegen Luftfeuchtigkeit ist.
  • Dieser Vorteil ist auch bei den erfindungsgemäß hergestellten Harzen vorhanden.
  • Zur Prüfung dieses Effektes wurden Bewitterungsversuehe durchgeführt, wobei von den gleichen Formstoff- und Kernherstellungsbedingungen ausgegangen wurde, wie sie vorangehend bei der Prüfung der Biegefestigkeit beschrieben sind. Die Prüfkörper wurden dabei mit einer Härtezeit von 90 Sekunden hergestellt.
  • Nach 1 Stunde Auskühlzeit wurde die Ausgangs festigkeit am Durchschnitt von 10 Prüfkörpern gemessen. Die restlichen Prüfkörper wurden in einem Klimschrank bei 98 - 100 % relativer Feuchte und einer Temperatur von 23 - 25 OC bis zu 7 Tage lang gelagert. Nach Ablauf einer Lagerzeit von 1, 3, 5 und 7 Tagen wurde die verbliebene Restfestigkeit ermittelt, und zwar wiederum am Durchschnitt von 10 Prüfkörpern pro Prüftermin. In Tabelle 6 sind die Ergebnisse zusammengefaßt. Sie zeigen deutlich den raschen und starken Abfall der Biegefestigkeit der Hotboxkerne, während die Kerne, die mit den erfindungsgemäß hergestellten Harzen 1 - 7 erhalten wurden, in ihrer Resistenz den Croningkernen vergleichbar sind.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, daß die erfindungsgemäß hergestellten Harze sich in der Gießereitechnik überall dort einsetzen lassen, wo bislang Resol- oder Novolakharze eingesetzt werden. Sie vereinigen in sich die einfache Verarbeitungsweise der Hotboxharze mit den guten technologischen Eigenschaften der Croningharze. Infolge der zu erzielenden höheren Biegefestigkeiten ist es dem Verarbeiter weiterhin an die Hand gegeben, durch Reduktion des Binderanteiles auch eine Verminderung des Gasvolumens während des Gießprozesses zu erreichen. Außerdem ist durch die guten Lagerstabilität der erfindungsgemäß hergestellten Harze eine gleichbleibende Qualität über einen längeren Zeitraum gewährleistet.
  • Tabelle 1 Herstellungsdaten der harze Reaktionsmischung Kondensationsstufe 1 Kondensationsstufe 2 Beispiel Molverhältnis Paraformaldehyd Formalin 37 % Art und Menge Art des pH-Wert Phenol: CH2O (in g/mol Phenol) Katalysators des Katalysators 1 1 : 0,9 + + 0,2 g Pb++ NaOH 7,5 V 1 1 : 0,9 + - 0,2 g Pb++ -2 1 : 1,1 + + 0,4 g Pb++ NaOH 7,7 V 2 1 : 1,1 + - 0,4 g Pb++ -3 1 : 1,3 + + 0,5 g Zn++ Ca(OH)2 8,0 V 3 1 : 1,3 + - 0,5 g Zn++ -4 1 : 1.5 + + 0,5 g Pb++ Ba(OH)2 7,8 V 4 1 : 1,5 + - 0,5 g Pb++ -5 1 : 2,0 + + 0,5 g Pb++ NaOH 8,8 V 5 1 : 2,0 + - 0,5 g Pb++ -6 1 : 1,3 + + 1,0ß g Pb++ NaOH 8,5 V 6 1 : 1,3 + - 1,0 g Pb++ -7 1 : 1,3 + + 1,0 g Zn** NaOH 9,1 V 7 1 : 1,3 + - 1,0 g zn++ - Tabelle 2 Analytische Daten der Harze Beispiel CH2O - Gehalt % H2o - Gehalt % Viskosität in mPa.s bei 20 °C 1 0,3 4,6 200 V 1 0,3 0,7 400 2 0,45 5,5 250 V 2 0,5 1,0 500 3 1,2 8,0 400 V 3 11,4 2,5 800 4 1,5 12,7 450 V 4 1,6 4,0 950 5 3,2 13,2 900 V 5 3,1 4,5 1500 6 1,5 9,3 450 V 6 1,7 2,7 800 7 1,8 9,1 460 V 7 1,9 2,6 820 Tabelle 3 Prüffung der Lagerfähigkeit Viskosität (mPa.s) bei Lagerung unter Normalbedingungen Beispiel Augangsviskosität nach 30 Tagen nach 60 Tagen nach 90 Tagen 1 200 200 200 210 2 250 250 255 255 3 400 400 410 420 4 450 450 460 470 5 900 1000 1100 1300 6 450 450 460 480 7 460 450 465 490 A 700 1000 1800 2500 B 480 750 1400 2100 Tabelle 4 Biegefestigkeit in N/cm² Heißprüfung bei Kaltprüfung bei Beispiel 15 30 60 90 15 30 60 90 Sekunden Härtzeit Sekunden Härtzeit 1 0 0 160 230 0 0 460 980 V 1 0 0 10 200 0 0 300 750 2 0 40 210 300 0 200 600 1000 V 2 0 0 170 240 0 0 400 980 3 30 160 260 370 100 400 700 1000 V 3 0 70 200 260 0 100 500 980 4 20 180 2250 350 120 420 730 1100 V 4 0 70 210 320 0 120 520 950 5 0 120 220 300 0 120 560 980 V 5 0 70 200 300 0 120 500 900 6 30 150 250 330 150 430 750 1050 V 6 0 70 200 300 0 110 500 950 7 40 180 280 380 200 450 780 1100 V 7 0 80 220 310 0 120 520 920 A 180 300 400 450 400 700 720 750 B 200 310 450 480 650 800 800 850 C 0 0 180 200 0 0 630 820 D 0 0 150 200 0 0 530 600 Tabelle 5 Prüfung der Sandlebenszeit Biegefestigkeit (N/Cm²) in Abhängigkeit von der Lagerzeit der Sandmischung sofort bei nach 3 Stunden bei nach 6 Stunden bei nach 24 Stunden bei Beispiel 15 30 60 90 15 30 60 90 15 30 60 90 15 30 60 90 Sekunden Härtezeit Sekunden Härtezeit Sekunden Härtezeit Sekunden Härtezeit 1 0 0 460 980 0 0 450 970 0 0 400 900 0 0 350 900 2 0 200 600 1000 0 180 580 970 0 180 580 950 0 90 500 900 3 100 400 700 1000 80 390 6870 980 70 380 700 980 50 300 700 900 4 120 420 730 1100 110 400 700 1000 100 400 700 950 80 320 650 900 5 0 120 560 980 0 100 500 900 0 90 500 900 0 20 420 800 6 150 430 750 1050 130 420 700 950 100 400 710 960 40 370 700 900 7 200 450 780 1100 150 430 720 980 120 420 730 970 50 350 680 920 A 400 700 720 750 300 480 550 550 200 320 400 400 0 0 0 0 B 650 800 800 850 480 700 700 680 320 500 500 420 0 0 0 0 Tabelle 6 Biegefestigkeitsverhalten unter Einfluß hoher Luftfauchtigkeit Biegefestigkeit in N/cm² nach Lagerung bei 98 - 100% Feuchte, 23 - 25 °C Beispiel Ausgangsfestigkeit 1 Tag 3 Tage 5 Tage 7 Tage 1 980 980 960 950 2 1000 1000 990 970 970 3 1000 1000 990 980 980 4 1100 1100 1000 990 990 5 980 970 970 960 960 6 1050 1050 1000 980 980 7 1100 1100 1000 1000 1000 A 750 350 300 270 200 B 850 400 340 290 220 C 820 820 820 800 800 D 600 600 590 590 570

Claims (2)

  1. Patentansprüche Verfahren zur Herstellung eines Gießerei-Bindemittels durch Kondensation von Phenol und Aldehyd im Molverhältnis von 1 : 0,9 bis 2,0 in Gegenwart von zweiwertigen Metallionen als Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensation im wässrigen Medium durchgeführt wird, daß die Reaktionsmischung alkalisch eingestellt wird, sobald ihr Gehalt an feiem Formaldehyd auf unter 15 Gew.% gesunken ist, und daß die Kondensation beendet wird, wenn der Gehalt der Reaktionsmischung an freiem Formaldehyd auf unter 3 Gew.% abgesunken ist (wobei die Prozentangaben jeweils auf die Reaktionsmischung bezogen sind).
  2. 2.) Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten Bindemittels in wässriger Lösung und mit aldehydabspaltenden Stoffen als Härter zur Herstellung von Gießerei-Formteilen.
DE19843423878 1984-06-25 1984-06-25 Verfahren zur herstellung von phenol-aldehyd-kondensaten und deren verwendung als bindemittel fuer giessereiformteile Withdrawn DE3423878A1 (de)

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