EP3829798A1 - Schlichtezusammensetzung zur reduzierung von formaldehyd-emissionen - Google Patents

Schlichtezusammensetzung zur reduzierung von formaldehyd-emissionen

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EP3829798A1
EP3829798A1 EP19748504.8A EP19748504A EP3829798A1 EP 3829798 A1 EP3829798 A1 EP 3829798A1 EP 19748504 A EP19748504 A EP 19748504A EP 3829798 A1 EP3829798 A1 EP 3829798A1
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EP
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formaldehyde
group
core
mold
composition
Prior art date
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Pending
Application number
EP19748504.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gérard LADÉGOURDIE
Bernd Donner
Klaus Seeger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huettenes Albertus Chemische Werke GmbH
Original Assignee
Huettenes Albertus Chemische Werke GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C08K5/22—Compounds containing nitrogen bound to another nitrogen atom
    • C08K5/24—Derivatives of hydrazine

Definitions

  • Molds and cores for metal casting are produced by molding a molding material mixture comprising a molding material (eg sand) and a binder and then curing the molded molding material mixture.
  • Organic binders which emit formaldehyde when heated for example polyurethanes formed by polyaddition of a phenol-formaldehyde resin with a polyisocyanate, or formaldehyde condensation resins, for example formaldehyde condensation resins from the group consisting of phenol-formaldehyde, are frequently used. dehyde resins, furan-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins.
  • Molds are negatives, they contain the cavity to be poured, which results in the casting to be manufactured.
  • the inner contours of a casting can be formed by cores.
  • the cavity can be molded into the molding material by means of a model of the casting to be produced.
  • Cores are usually formed in a core box.
  • a base body of the mold or core is first formed, which already has the contours of the required mold or core having.
  • a coating is usually produced on the base body thus formed, the coating forming a surface of the mold or core which comes into contact with a molten metal during the casting process.
  • Such coatings are usually referred to as sizing.
  • shape or “core” denotes the entirety of the base body of the shape or core and the coating arranged on this base body (size coating).
  • This coating acts as a boundary and / or barrier layer between the base body of the core or the mold and the cast metal, and serves, among other things. for the targeted suppression of mechanisms of casting defect formation at the interface between metal and core or form or for the use of metallurgical effects.
  • coatings in foundry technology should fulfill the following functions, which are known to those skilled in the art:
  • Ready-to-use compositions for coating the basic bodies of molds and cores are usually suspensions of fine-grained, refractory to highly refractory inorganic materials (refractories) in a carrier liquid (e.g. water, alkanols, or mixtures thereof), where further constituents can be suspended or dissolved in the carrier liquid.
  • a carrier liquid e.g. water, alkanols, or mixtures thereof
  • the size composition is suitably applied to the base body, and then the carrier liquid is removed by drying, a coating being formed on the base body. Drying usually takes place at a temperature above 40 ° C., preferably in the range from 50 ° C. to 200 ° C. At these temperatures, the base bodies of the molds or cores emit significant amounts of formaldehyde. Such emissions represent a significant workload.
  • DE 10 2008 025 31 1 A1 discloses a casting mold for metal casting, a layer of a pollutant-absorbing material being arranged at least in sections on gas outlet surfaces of the casting mold.
  • Gas exit surfaces are understood to mean the surfaces of the casting mold through which gaseous components can escape from the casting mold during casting.
  • the gas exit surface can correspond to the entire outer surface of the mold.
  • box-bound metal casting a box is used for the construction of the casting mold, which covers the underside and the side surfaces of the casting mold. In this case, essentially only the top of the mold is available for dispensing gaseous components.
  • An outer surface of the casting mold is understood to mean the surfaces through which the exhaust gases generated during casting can leave the casting mold. This outer surface is visible from the outside when looking at the casting mold and does not come into contact with the liquid metal during casting.
  • an inner surface is understood to mean, for example, the surface of the mold cavity surrounded by the casting mold.
  • EP 0 012 169 A1 discloses a particle board or fiberboard which is predominantly bound with aminoplasts, characterized in that a portion of the panel, preferably the middle layer, at least partially contains a binder which does not belong to the group of aminoplasts and at the same time tolerates the introduction of formaldehyde-reactive substances in certain quantities which react with formaldehyde under the influence of moisture and / or heat or which release substances which in turn can bind formaldehyde.
  • the object of the present invention is to reduce the emissions of formaldehyde which arise when drying the size coating of molds or cores which release formaldehyde when heated.
  • this object is achieved by using a composition comprising
  • the total mass of the compounds (b) being 0.1% by weight to 10% by weight, preferably 0.1% by weight to 5% by weight, based on the total mass of the particles (a) of the refractory materials
  • the coating for producing a coating on a base body of a mold or a core for metal casting which emits formaldehyde when heated, the coating forming a surface of the mold or core which comes into contact with a molten metal during the casting process.
  • the coating preferably not only forms the surface of the mold or core that comes into contact with a molten metal during the casting process, but also extends over other areas of the mold or core.
  • the coating preferably extends over 50% or more, more preferably over 70% or more, more preferably over 80% or more, particularly preferably over 90% or more, in particular over 95% or more of the surface of the mold or of the core.
  • the coating very particularly preferably extends over the entire surface of the mold or core.
  • the base body of the mold or core is typically formed from a molding material mixture which is bound with a binder which emits formaldehyde when heated, the binder preferably being selected from the group consisting of:
  • Formaldehyde condensation resins preferably selected from the group consisting of phenol-formaldehyde resins, furan-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins.
  • the base body of the mold or core is particularly preferably formed from a molding material mixture which is bonded with a binder which emits formaldehyde when heated, the binder being selected from the group consisting of
  • polyurethanes formed by polyaddition of a phenol-formaldehyde resin with polyisocyanate, Phenol-formaldehyde resins and
  • the binder is present in the hardened form in the base body of the mold or core.
  • the compounds (b) are preferably selected from the group consisting of dialkyl esters of malonic acid (in particular diethyl malonate), resorcinol, pyrogallol, phloroglucinol, glycine, melamine, urea, carbonohydrazide, and tannins soluble in and in the carrier liquid (c) Carrier liquid (c) soluble lignins. Lignins, melamine, glycine and resorcinol are particularly preferred.
  • Phenol-formaldehyde novolaks and resorcinol-formaldehyde novolaks are also formaldehyde scavengers, but their use is generally not preferred. Phenol-formaldehyde novolaks or resorcinol-formaldehyde novolaks are preferably not used in the form of aerogels.
  • the total mass of the compounds (b) is 0.1% by weight to 10% by weight, preferably 0.1% by weight to 9% by weight, more preferably 0.1% by weight.
  • % to 8% by weight more preferably 0.1% by weight to 7% by weight, more preferably 0.1% by weight to 6% by weight, particularly preferably 0.1% by weight up to 5% by weight, based on the total mass of the particles (a) of the refractories.
  • no significant reduction in formaldehyde emissions would be achieved.
  • a higher amount of compounds (b) could affect the quality of the coating produced.
  • powdered refractories then have an average grain size (preferably measured by means of light scattering in accordance with ISO 13320: 2009-10) in the range from 0.1 to 500 pm, preferably in the range from 1 to 200 pm.
  • Particularly suitable refractories are those materials which have melting points which are at least 200 ° C. above the temperature of the metal melt used in each case and / or which do not react with the metal melt.
  • refractory (a) as used here also includes highly refractory materials.
  • the refractories (a) are selected from those refractories that are usually used in sizes, e.g. Refractories selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable layered silicates, zirconium silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, metakaolinite, iron oxide and bauxite.
  • Refractories selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable layered silicates, zirconium silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, metakaolinite, iron oxide and bauxite.
  • the refractory materials (a) preferably comprise one or more refractory materials selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable sheet silicates, zirconium silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, Metakaolinite, iron oxide and bauxite.
  • the refractory materials (a) particularly preferably comprise
  • one or more refractory materials selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable sheet silicates, zircon silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, metakaolinite, iron oxide and bauxite
  • Swellable layered silicates also act as a rheological additive (inorganic thickener).
  • the swellable layered silicates are preferably selected from the group of
  • the zeolites can be natural or synthetic zeolites.
  • the mass ratio of the refractory (i) to the refractory (ii) is preferably in the range from 20: 1 to 5: 1, particularly preferably 15: 1 to 7: 1.
  • the refractories include (a)
  • one or more refractory materials selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable sheet silicates, zircon silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, metakaolinite, iron oxide and bauxite
  • the refractories include (a)
  • one or more refractory materials selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable sheet silicates, zircon silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, metakaolinite, iron oxide and bauxite
  • the refractory materials (a) particularly preferably comprise
  • one or more refractory materials selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable sheet silicates, zircon silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, metakaolinite, iron oxide and bauxite
  • compositions whose refractories (a) in addition to one or more refractories (i) as defined above also one or more
  • Refractories (i) and (ii) contains, and no compound (b) as defined above, achieve a significant reduction in formaldehyde emissions, see the comparative examples in which a comparative size composition was used, which was a combination of the above.
  • Refractories (i) and (ii) contains, and no compound (b) as defined above.
  • the mass ratio of the refractory (i) to the refractory (ii) is preferably in the range from 20: 1 to 5: 1, particularly preferably 15: 1 to 7: 1.
  • one or more refractory materials selected from the group consisting of quartz, aluminum oxide, zirconium dioxide, aluminum silicates, non-swellable sheet silicates, zircon silicates, olivine, talc, mica, graphite, coke, feldspar, diatomite, kaolines, calcined kaolines, metakaolinite, iron oxide and bauxite
  • refractory materials selected from the group of the swellable layered silicates and the zeolites
  • a carrier liquid selected from the group consisting of water, alkanols and mixtures thereof
  • the coating for producing a coating on a base body of a mold or a core for metal casting which emits formaldehyde when heated, the coating forming a surface of the mold or core which comes into contact with a molten metal during the casting process.
  • the carrier liquid (c) merely serves as a vehicle for applying the substances suspended and dissolved in it to the base body of the core or the mold, and is removed during drying.
  • the carrier liquid is liquid under normal conditions (20 ° C and 1013.25 hPa) and can be evaporated under normal pressure (1013.25 hPa) at temperatures in the range from 50 ° C to 200 ° C.
  • the carrier liquid (c) is preferably selected from the group consisting of water, methanol, ethanol and isopropanol.
  • compositions for the production of size coatings often contain further constituents such as
  • Suitable wetting agents (d), rheological additives (e), binders (f), adjusting agents (g) and biocides (h) and their function and action are known to the person skilled in the art.
  • Anionic, cationic and nonionic surfactants are preferably used as wetting agents (d).
  • the wetting agents (d) are preferably selected from the group consisting of the group of surfactants, particularly preferably alkynediols and their derivatives.
  • Organic thickeners are used as rheological additives. These are preferably selected from the group consisting of polysaccharides, proteins and cellulose ethers. Inorganic thickeners from the group comprising swellable clay minerals, for example band silicates such as palygorskites (attapulgites), and pyrogenic silicas can also be used. The swellable sheet silicates and zeolites mentioned above also act as inorganic thickeners. However, such inorganic thickeners are refractories and are therefore assigned to component (a) for concentration information. Binding agents which are self-hardening in air or which dry when the carrier liquid (c) is removed are used as binding agents (f).
  • binding agents which are self-hardening in air or which dry when the carrier liquid (c) is removed are used as binding agents (f).
  • Preferred binders (f) are selected from the group of polyvinyl alcohols, polyacrylates, polyvinyl acetates, copolymers of the aforementioned polymers, natural resins, dextrins, starches and peptides.
  • the adjusting agents (g) are preferably selected from the group consisting of salts of metals soluble in the carrier liquid (c) from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, iron and aluminum, and mixtures thereof.
  • compositions to be used according to the invention as described above include ready-to-use sizing compositions and precursors for the formation of ready-to-use sizing compositions.
  • Ready-to-use sizing compositions have a sufficiently high level of carrier liquid so that they can be applied directly to the base body to form a coating.
  • the mass of the carrier liquid (c) is preferably 60% by weight to 80% by weight, based on the total mass of the composition.
  • Precursors for producing a ready-to-use size composition contain no carrier liquid (c) (solid mixture) or a significantly smaller amount of carrier liquid (c) (concentrate) compared to the ready-to-use size composition.
  • the total mass of the carrier liquid (c) in the concentrates is 40% by weight to 65% by weight, preferably 40% by weight to 59% by weight, in each case based on the total mass of the composition.
  • a ready-to-use size composition can be obtained by suspending the solid mixture in a carrier liquid (c) (in which soluble components of the solid mixture dissolve in the carrier liquid (c)) or diluting the concentrate with a carrier liquid (c).
  • a carrier liquid (c) which has the same composition as the carrier liquid (c) of the concentrate is usually used to dilute the concentrate.
  • a ready-to-use size composition can thus be produced by a method comprising the steps
  • carrier liquid (c) selected from the group consisting of water, alkanols and mixtures thereof, the amount of carrier liquid (c) added being such that a composition results in which the total amount of carrier liquid (c) is 60% by weight. % to 80 wt .-%, based on the total mass of the resulting composition.
  • suitable and preferred components (a) - (h) apply both to concentrates and to ready-to-use size compositions.
  • suitable and preferred refractories (a) and the above statements regarding suitable and preferred components (b) and (d) - (h) apply, insofar as these are solids.
  • a second aspect of the present invention relates to a composition for producing a coating on a base body of a mold or a core for metal casting which emits formaldehyde when heated, the coating forming a surface of the mold or core which comes into contact with a molten metal during the casting process ,
  • a composition according to the invention comprises
  • the total mass of the compounds (b) is 0.1% by weight to 10% by weight, preferably 0.1% by weight to 9% by weight, more preferably 0.1% by weight to 8% by weight %, more preferably 0.1% by weight to 7% by weight, more preferably 0.1% by weight to 6% by weight, particularly preferably 0.1% by weight to 5% by weight % based on the total mass of the particles (a)
  • compositions are preferred whose components (a) - (h) from the above for the first aspect of the invention are selected as preferred components (a) - (h).
  • compositions of the invention include ready-to-use sizing compositions (as described above in the context of the first aspect of the invention) and concentrates (as described above in the context of the first aspect of the invention) to form ready-to-use sizing compositions.
  • a third aspect of the present invention relates to a mold or core for metal casting.
  • a core according to the invention or a form according to the invention comprises:
  • the coating comprising:
  • a shape according to the invention or a core according to the invention comprises a base body and a coating arranged on this base body, which contains the non-volatile constituents of the composition to be used according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • This coating forms a surface of the mold or core that comes into contact with a molten metal during the casting process.
  • the coating preferably has a thickness in the range from 0.05 mm to 0.6 mm, particularly preferably 0.05 to 0.4 mm.
  • the coating not only forms the surface of the mold or core that comes into contact with a molten metal during the casting process, but also extends over other areas of the mold or core.
  • the coating preferably extends over 50% or more, more preferably over 70% or more, more preferably over 80% or more, particularly preferably over 90% or more, in particular over 95% or more of the surface of the mold or of the core.
  • the coating very particularly preferably extends over the entire surface of the mold or core.
  • the base body of the mold according to the invention or of the core according to the invention emits formaldehyde when heated. At least a noticeable proportion of the formaldehyde emitted by the base body is bound by the compounds (b) present in the coating to form non-volatile reaction products. Therefore, the coating contains the compounds (b) (especially before drying) and / or their reaction products with formaldehyde (which are formed during drying).
  • the base body of the mold or core is typically formed from a molding material mixture which is bound with a binder which emits formaldehyde when heated.
  • the binder is present in the hardened form in the base body of the mold or core.
  • the binder is particularly preferably selected from the group consisting of
  • polyurethanes formed by polyaddition of a phenol-formaldehyde resin with polyisocyanate
  • Phenol-formaldehyde resins and Furan-formaldehyde resins are Phenol-formaldehyde resins and Furan-formaldehyde resins.
  • a fourth aspect of the present invention relates to a method for producing a mold according to the invention or a core according to the invention for metal casting.
  • the process includes the steps
  • a coating is produced on the base body of the mold or core, which contains the non-volatile constituents of the composition to be used according to the invention in accordance with the first aspect of the invention.
  • This coating forms a surface of the mold or core that comes into contact with a molten metal during the casting process.
  • the coating not only forms the surface of the mold or core that comes into contact with a molten metal during the casting process, but also extends over other areas of the mold or core.
  • the coating preferably extends over 50% or more, more preferably over 70% or more, more preferably over 80% or more, particularly preferably over 90% or more, in particular over 95% or more of the surface of the mold or of the core.
  • the coating very particularly preferably extends over the entire surface of the mold or core.
  • the production of the base body of the mold or of the core typically comprises the following steps:
  • the binder of the molding material mixture is preferably selected from the group consisting of
  • Two-component systems comprising a phenol-formaldehyde resin and a polyisocyanate to form a polyurethane
  • Formaldehyde condensation resins preferably selected from the group consisting of phenol-formaldehyde resins, furan-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins.
  • the binder is particularly preferably selected from the group consisting of
  • polyurethanes formed by polyaddition of a phenol-formaldehyde resin with polyisocyanate
  • a process according to the invention is preferred in which the base body of the core or the mold is produced by the cold box process.
  • the cold box process is known to the person skilled in the art.
  • a two-component system comprising a phenol-formaldehyde resin and a polyisocyanate is used as the binder.
  • the components of the binder are only brought into contact with one another during the production of the molding material mixture and form a polyurethane in the molded molding material mixture.
  • the binder is cured by contacting the molded molding mixture with a gaseous tertiary amine or a mixture of two or more gaseous tertiary amines.
  • the ready-to-use size composition used in the process according to the invention is preferably selected from the ready-to-use size compositions which comprise the components (a) - (c) preferred according to the first aspect of the invention and optionally the components (d) - (h ) contain.
  • the ready-to-use size composition is usually applied to the base body by a process selected from the group consisting of spraying, dipping, flooding and brushing, preferably dipping, because this process is particularly suitable in order to form a coating which extends over the entire Surface of the mold or core extends or at least a large part of the total surface of the mold or core.
  • the applied size composition is dried at temperatures of 40 ° C. or more, preferably at a temperature in the range from 50 ° C. to 200 ° C., preferably from 100 ° C. to 180 ° C.
  • the base of the mold or core emits formaldehyde when it dries. At least a noticeable proportion of the formaldehyde emitted by the base body is bound by the compounds (b) present in the coating to form non-volatile reaction products, so that the amount of formaldehyde released to the environment when the mold or core is dried is markedly reduced.
  • a fifth aspect of the invention relates to the use of a compound (b) selected from the group consisting of
  • a formaldehyde scavenger in a coating on a base body of a mold or a core for metal casting which emits formaldehyde when heated, the coating forming a surface of the mold or core which comes into contact with a molten metal during the casting process, or in a composition for producing a such a coating (ready-to-use size composition as described above in the context of the first aspect of the invention) or for the production of such a composition.
  • the coating not only forms the surface of the mold or core that comes into contact with a molten metal during the casting process, but also extends over other areas of the mold or core.
  • the coating preferably extends over 50% or more, more preferably over 70% or more, more preferably over 80% or more, particularly preferably over 90% or more, in particular over 95% or more of the surface of the mold or core.
  • the coating very particularly preferably extends over the entire surface of the mold or core.
  • a formaldehyde scavenger is understood to mean a chemical compound which is able to react with formaldehyde to form a non-volatile reaction product, and thus to reduce the formaldehyde emission to the environment.
  • the coating or the composition for producing such a coating further comprises
  • a sixth aspect of the invention relates to a kit for producing a mold or a core for metal casting according to the third aspect of the invention as defined above.
  • a kit according to the invention comprises
  • composition as described above for the first aspect of the invention, wherein the composition is preferably a solid mixture as described above in the context of the first aspect of the invention or a concentrate as described above in the context of the first aspect of the invention,
  • the contact of components of component (A) with components of component (B) is excluded, for example by providing component (A) on the one hand and component (B) on the other in a separate container, or by providing the component (A) on the one hand and component (B) on the other hand are each provided in a separate chamber of a container.
  • the composition (A) is preferably selected from the solid mixtures and concentrates which contain the constituents (a) and (b) preferred according to the first aspect of the invention and optionally (c) - (h).
  • the binder (B) is preferably selected from the group consisting of
  • Two-component systems comprising a phenol-formaldehyde resin and a polyisocyanate to form a polyurethane
  • Formaldehyde condensation resins preferably selected from the group consisting of phenol-formaldehyde resins, furan-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins.
  • the binder is particularly preferably selected from the group consisting of
  • polyurethanes formed by polyaddition of a phenol-formaldehyde resin with polyisocyanate
  • base bodies for brake disc cores were shaped in the usual manner by means of a core shooter, and in the usual manner Fumigation with tertiary amine hardened (cold box process).
  • a coating is then produced on the core base bodies thus produced by applying a composition according to the invention (size composition according to the invention) or a comparison composition (comparison size composition) which does not contain any of the compounds (b) to be used according to the invention.
  • This coating forms the surface of the core that comes into contact with the molten metal during the casting process.
  • the cores were then dried in a drying cabinet (Memmert UFP 700). During drying, samples were taken from the oven air at certain times using a probe and their formaldehyde content was determined using an in-house method (see below for details). For comparison, cores produced in the same way without coating (un-sized comparison cores) were dried in a drying cabinet, and the amount of formaldehyde emitted was measured in the same way.
  • the molding material mixture from which the cores for this test series were produced contained 0.8% by weight of phenol-formaldehyde resin and 0.8% by weight of polyisocyanate.
  • the molding material mixture from which the cores for this test series were produced contained 0.8% by weight of phenol-formaldehyde resin and 0.8% by weight of polyisocyanate, in each case based on the mass of the molding material (sand H32).
  • the size composition according to the invention contained resorcinol as compound (b).
  • a comparison size composition is as follows
  • the size composition according to the invention was produced by adding 3 parts by weight of resorcinol to 100 parts by weight of the comparison size.
  • the amount of formaldehyde emitted is already less than when the unsized comparative core V1 is dried.
  • the core E1 according to the invention is dried (with the coating formed from the size composition according to the invention), the amount of formaldehyde emitted is still significantly lower (FIG. 2).
  • the molding material mixture from which the cores for this test series were produced contained 1.0% by weight of phenol-formaldehyde resin and 1.0% by weight of polyisocyanate, in each case based on the mass of the basic molding material (sand H32).
  • the cores E2 and E3 each have size coatings with different proportions of resorcinol.
  • an unsized comparison core V3 and a comparison core V4 with a coating formed from a size not according to the invention were dried under the same conditions.
  • the comparison size composition is as indicated above.
  • the size compositions according to the invention were produced by adding 0.8 parts by weight of resorcinol (core E2) or 3 parts by weight of resorcinol (core E3) to 100 parts by weight of the comparison size.
  • the amount of formaldehyde emitted is already less than when the unfinished comparison core V3 is dried.
  • the cores E2 and E3 according to the invention are dried, the amount of formaldehyde emitted is significantly lower and decreases with increasing resorcinol content in the size composition according to the invention (FIG. 3).
  • the influence of the composition of the size coating (core E4; comparative size composition, cores E5-E7, various size compositions according to the invention) on the formaldehyde emissions was observed during drying at 200 ° C. for 35 minutes.
  • the molding material mixture from which the cores for this test series were produced contained 1% by weight of phenol-formaldehyde resin and 1% by weight of polyisocyanate, each based on the mass of the molding material (sand H32). For comparison, an unsized comparison core was dried under the same conditions.
  • the comparison size composition is as indicated above.
  • the size compositions according to the invention were produced by adding 0.9 part by weight of lignin (Core E5) or 0.9 parts by weight of melamine (core E6) or 3 parts by weight of resorcinol (core E7) to 100 parts by weight of the comparison size.
  • test specimens (cores for the manufacture of brake disks) were produced in a conventional manner from a molding material mixture containing 1% by weight of phenol-formaldehyde resin and 1% by weight of polyisocyanate, based in each case on the mass of the basic molding material (sand H32) which have been cured in the usual way by gassing with a tertiary amine (cold box process).
  • test specimens were provided with a size coating by immersion (test specimen E8 with the size composition according to the invention or test specimen V5 with the comparison size composition).
  • the comparison size composition is as indicated above.
  • a size composition according to the invention was produced by adding 1 part by weight of glycine to 100 parts by weight of the comparison size.
  • the test specimen provided with the size coating was placed in a preheated drying oven from Elpo (internal temperature 170 ° C.). The during the drying period of The amount of exhaust air discharged from the drying chamber of the furnace in 10 minutes is 267 m 3 .
  • the measurement of the formaldehyde concentration in the furnace air started one minute after the test specimen was placed in the furnace and the furnace door was closed.
  • a rod probe was inserted into the exhaust pipe of the drying oven for sampling.
  • the air was drawn out of the drying chamber with a volume flow of 1.5 L / min during the drying period of 10 minutes, and the sample volume drawn via LpDNPH cartridges (LpDNPH Cartridge S10 from Supelco).
  • the analysis is carried out using HPLC analogous to DIN 16000-3.
  • the concentration of formaldehyde in the exhaust air from the furnace is reduced by more than a third compared to the comparison test specimen V5 with the coating formed from the size according to the invention.

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Abstract

Beschrieben wird die Verwendung einer Zusammensetzung, die eine oder mehrere Formaldehydfänger enthält, zur Herstellung eines Überzugs auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt.

Description

HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Wiesenstraße 23, 40549 Düsseldorf
Schlichtezusammensetzung zur Reduzierung von Formaldehyd-Emissionen
Beschrieben wird die Verwendung bestimmter Verbindungen als Formaldehydfänger in einem Überzug auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, sowie die Verwendung einer Zusammensetzung, die eine oder mehrere dieser Verbindungen enthält, zur Herstellung eines Überzugs auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt. Beschrieben werden auch entsprechende Formen und Kerne sowie deren Herstellung. Formen und Kernen für den Metallguss werden durch Formen einer Formstoffmischung umfassend einen Formgrundstoff (z.B. Sand) und ein Bindemittel und anschließendes Aushärten der geformten Formstoffmischung hergestellt. Dabei werden häufig organische Bindemittel verwendet, die beim Erhitzen Formaldehyd emittieren, z.B. durch Polyaddition eines Phenol-Formalde- hyd-Harzes mit einem Polyisocyanat gebildete Polyurethane, oder Formaldehyd-Kondensations- harze, z.B. Formaldehyd-Kondensationsharze aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formal- dehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, Melamin-Formal- dehyd-Harzen. Formen sind Negative, sie enthalten den auszugießenden Hohlraum, der das zu fertigende Gussstück ergibt. Die Innenkonturen eines Gussstückes können durch Kerne gebildet werden. Bei der Herstellung der Form kann mittels eines Modells des zu fertigenden Gussstücks der Hohlraum in den Formstoff geformt werden. Kerne werden meist in einem Kernkasten geformt.
Typischerweise wird bei der Herstellung von Formen und Kernen für den Metallguss durch Formen einer Formstoffmischung (wie oben beschreiben) und anschließendes Aushärten der geformten Formstoffmischung zunächst ein Grundkörper der Form bzw. des Kerns gebildet, der bereits die Konturen der benötigten Form bzw. des benötigten Kerns aufweist. Insbesondere beim Stahl- und Eisenguss wird auf dem so gebildeten Grundkörper üblicherweise ein Überzug hergestellt, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt. Derartige Überzüge werden üblicherweise als Schlichte bezeichnet. Im Kontext der vorliegenden Anmeldung bezeichnet der Begriff„Form“ bzw.„Kern“ jeweils die Gesamtheit aus dem Grundkörper der Form bzw. des Kerns und dem auf diesem Grundkörper angeordneten Überzug (Schlichteüberzug). Dieser Überzug wirkt als Grenz- und/oder Sperrschicht zwischen dem Grundkörper des Kerns bzw. der Form und dem gegossenen Metall, und dient u.a. zur gezielten Unterdrückung von Mechanismen der Gussfehlerbildung an der Grenzfläche zwischen Metall und Kern bzw. Form oder zur Nutzung metallurgischer Effekte. Allgemein sollen Schlichten in der Gießereitechnik vor allem folgende, dem Fachmann bekannte, Funktionen erfüllen:
Verbesserung der Glätte der Gussstückoberfläche und/oder;
Vermeidung von chemischen Reaktionen zwischen Bestandteilen der Formstoffmischung und der Metallschmelze, dadurch Erleichterung der Trennung zwischen Form/Kern und Gussstück und/oder
Vermeidung von Oberflächenfehlern am Gussstück wie z.B. Gasblasen, Penetrationen, Blattrippen und/oder Schülpen.
Gebrauchsfertige Zusammensetzungen zur Beschichtung der Grundköper von Formen und Kernen sind üblicherweise Suspensionen von feinkörnigen, feuerfesten bis hochfeuerfesten anorganischen Materialien (Feuerfeststoffen) in einer Trägerflüssigkeit (z.B. Wasser, Alkanole, oder deren Mischungen), wobei weitere Bestandteile in der Trägerflüssigkeit suspendiert oder gelöst sein können. Die Schlichtezusammensetzung wird in geeigneter Weise auf den Grundkörper aufgetragen, und anschließend wird durch Trocknen die Trägerflüssigkeit entfernt, wobei auf dem Grundkörper ein Überzug ausgebildet wird. Die Trocknung erfolgt üblicherweise bei einer Temperatur oberhalb von 40 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 200 °C. Bei diesen Temperaturen emittieren die Grundkörper der Formen bzw. Kerne signifikante Mengen an Formaldehyd. Derartige Emissionen stellen eine erhebliche Arbeitsplatzbelastung dar. DE 10 2008 025 31 1 A1 offenbart eine Gießform für den Metallguss, wobei auf Gasaustrittsflächen der Gießform zumindest abschnittsweise eine Schicht aus einem Schadstoffe absorbierenden Material angeordnet ist. Unter Gasaustrittsflächen werden die Flächen der Gießform verstanden, durch welche während des Abgusses gasförmige Komponenten aus der Gießform ent- weichen können. Die Gasaustrittsfläche kann der gesamten äußeren Oberfläche der Gießform entsprechen. Es ist aber auch möglich, dass nur ein Teil der äußeren Oberfläche der Gießform für die Abgabe gasförmiger Komponenten genutzt wird. So wird beim kastengebundenen Metallguss ein Kasten für den Aufbau der Gießform genutzt, welcher die Unterseite sowie die Seitenflächen der Gießform abdeckt. In diesem Fall steht im Wesentlichen nur noch die Oberseite der Gießform für eine Abgabe gasförmiger Komponenten zur Verfügung. Unter einer äußeren Oberfläche der Gießform werden die Flächen verstanden, durch welche beim Abguss entstehende Abgase die Gießform verlassen können. Diese äußere Oberfläche ist beim Betrachten der Gießform von außen sichtbar und kommt beim Abguss mit dem flüssigen Metall nicht in Kontakt. Im Gegensatz dazu wird unter einer inneren Oberfläche beispielsweise die Oberfläche des von der Gießform umgebenen Formhohlraums verstanden.
Materialien, welche Formaldehyd durch chemische Reaktionen zu nichtflüchtigen Reaktionsprodukten binden, werden in DE 10 2008 025 311 A1 nicht offenbart.
EP 0 012 169 A1 offenbart eine Span- oder Faserplatte, die vorwiegend mit Aminoplasten gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich der Platte, vorzugsweise die Mittel- Schicht, mindestens teilweise ein Bindemittel enthält, das nicht zu der Gruppe der Aminoplaste gehört und zugleich die Einbringung von formaldehydreaktiven Stoffen in bestimmten Mengen toleriert, die unter Feuchte- und/oder Wärmeeinwirkung mit Formaldehyd reagieren oder Stoffe abgeben, die ihrerseits Formaldehyd abbinden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Emissionen vom Formaldehyd zu vermindern, welche beim Trocknen des Schlichteüberzugs von Formen oder Kernen entstehen, die beim Erhitzen Formaldehyd freisetzen.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch die Verwendung einer Zusammensetzung umfassend
(a) Partikel eines oder mehrerer Feuerfeststoffe
(b) eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake Aminosäuren
primäre und sekundäre Aminosilane
Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate
Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate
- primäre und sekundäre Amine
Baumharze, Tannine und Lignine
wobei die Gesamtmasse der Verbindungen (b) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% beträgt, bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Partikel (a) der Feuerfeststoffe
(c) optional eine Trägerflüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Alka- nolen und deren Mischungen,
zur Herstellung eines Überzugs auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt. Bevorzugt bildet der Überzug nicht nur die Oberfläche der Form oder des Kerns, die beim Gieß- Vorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, sondern erstreckt sich darüber hinaus auch über weitere Bereiche der Form bzw. des Kerns. Bevorzugt erstreckt sich der Überzug über 50% oder mehr, weiter bevorzugt über 70 % oder mehr, mehr bevorzugt über 80 % oder mehr, besonders bevorzugt über 90 % oder mehr, insbesondere über 95 % oder mehr der Oberfläche der Form bzw. des Kerns. Ganz besonders bevorzugt erstreckt sich der Überzug über die gesamte Oberfläche der Form bzw. des Kerns.
Der Grundkörper der Form bzw. des Kerns ist dabei typischerweise aus einer Formstoffmischung gebildet, die mit einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Bindemittel gebunden ist, wobei das Bindemittel bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
durch Polyaddition eines Phenol-Formaldehyd-Harzes mit einem Polyisocyanat gebilde- ten Polyurethanen
Formaldehyd-Kondensationsharzen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formaldehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd- Harzen, Melamin-Formaldehyd-Harzen.
Besonders bevorzugt ist der Grundkörper der Form bzw. des Kerns aus einer Formstoffmischung gebildet, die mit einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Bindemittel gebunden ist, wobei das Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
durch Polyaddition eines Phenol-Formaldehyd-Harzes mit Polyisocyanat gebildete Polyurethane, Phenol-Formaldehyd-Harze und
Furan-Formaldehyd-Harze.
Im Grundkörper der Form bzw. des Kerns liegt das Bindemittel in ausgehärteter Form vor.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass bei Formen und Kernen, die beim Erhitzen For- maldehyd emittieren, die Menge des beim Trocknen des Schlichteüberzugs an die Umgebung abgegebenen Formaldehyds deutlich vermindert ist, wenn zur Herstellung des Schlichteüberzugs die oben definierte Zusammensetzung verwendet wird. Es wird derzeit angenommen, dass die Verbindungen (b) in der Lage sind, Formaldehyd durch chemische Reaktionen zu binden, bei denen nichtflüchtige Reaktionsprodukte entstehen, so dass weniger Formaldehyd aus dem Kern bzw. der Form in die Umgebung entweicht. Daher werden die Verbindungen (b) hier als Formaldehydfänger bezeichnet.
Neben der Fähigkeit zur irreversiblen Bildung eines nichtflüchtigen Reaktionsprodukts mit Formaldehyd sind bei der Auswahl der Verbindungen (b) eine Reihe weiterer Kriterien zu beachten. So darf die Verbindung (b) selbst nicht flüchtig sein, und sie darf sich nicht bei den Temperaturen, bei denen die Trocknung der Kerne und Formen erfolgt, zersetzen. Die Zersetzungstemperatur muss daher höher liegen als die Temperatur, bei der die Formen und Kerne getrocknet werden (50 °C bis 200 °C, bevorzugt 100 °C bis 180 °C). Bevorzugt sind daher solche Verbindungen (b), die Feststoffe sind bzw. hochsiedende Flüssigkeiten mit niedrigem Dampfdruck. Weiterhin muss Verbindung (b) in ausreichender Menge in der Trägerflüssigkeit (c) löslich sein. Darüber hinaus sollte die Verbindung (b) möglichst nicht toxisch sein, keine besonderen Arbeitsschutz- und Sicherheitsvorkehrungen erfordern, und zuverlässig am Markt zu akzeptablen Konditionen verfügbar sein.
Die Verbindungen (b) sind bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Dial- kylestern der Malonsäure (insbesondere Diethylmalonat), Resorcin, Pyrogallol, Phloroglucin, Glycin, Melamin, Harnstoff, Carbonohydrazid, und in der Trägerflüssigkeit (c) löslichen Tanninen und in der Trägerflüssigkeit (c) löslichen Ligninen. Besonders bevorzugt sind Lignine, Melamin, Glycin und Resorcin.
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake sind ebenfalls Formaldehydfänger, ihr Einsatz ist jedoch im Allgemeinen nicht bevorzugt. Phenol-Formaldehyd-Novolake bzw. Resorcin-Formaldehyd-Novolake werden vorzugsweise nicht in Form von Aerogelen eingesetzt. In der erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung beträgt die Gesamtmasse der Verbindungen (b) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 9 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 7 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 6 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Partikel (a) der Feuerfeststoffe. Bei einer geringeren Menge an Verbindungen (b) würde keine signifikante Verringerung der Formaldehyd-Emissionen erreicht. Eine höhere Menge an Verbindungen (b) könnte die Qualität des hergestellten Überzugs beeinflussen.
Als„feuerfest“ werden im Einklang mit dem üblichen fachmännischen Verständnis (vgl. DIN 51060:2000-06) Massen, Werkstoffe und Mineralien bezeichnet, die zumindest kurzzeitig der Temperaturbelastung beim Abguss bzw. bei der Erstarrung einer Eisenschmelze, meist Gusseisen, widerstehen können. Als„hochfeuerfest“ werden Massen, Werkstoffe und Mineralien bezeichnet, die kurzfristig der Gießhitze einer Stahlschmelze widerstehen können. Die Temperaturen, die beim Abguss von Stahlschmelzen auftreten können, liegen meist höher, als die Temperaturen, welche beim Abguss von Eisen- bzw. Gusseisenschmelzen auftreten können. Feuerfeste Massen, Werkstoffe und Mineralien (Feuerfeststoffe) und hochfeuerfeste Massen, Werkstoffe und Mineralien sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der DIN 51060:2000-06. Sofern nicht anders angegeben, weisen pulverförmige Feuerfeststoffe dann eine mittlere Korngröße (vorzugsweise gemessen mittels Lichtstreuung nach ISO 13320:2009-10) im Bereich von 0,1 bis 500 pm, bevorzugt im Bereich von 1 bis 200 pm, auf. Als Feuerfeststoffe sind insbesondere sol- che Materialien geeignet, welche Schmelzpunkte aufweisen, die zumindest 200 °C oberhalb der Temperatur der jeweils eingesetzten Metallschmelze liegen und/oder die keine Reaktion mit der Metallschmelze eingehen.
Der Begriff„Feuerfeststoff (a) wie hier verwendet umfasst auch hochfeuersfeste Stoffe.
Die Feuerfeststoffe (a) sind ausgewählt aus jenen Feuerfeststoffen, die üblicherweise in Schlich- ten eingesetzt werden, z.B. Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit.
Bevorzugt umfassen die Feuerfeststoffe (a) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit. Besonders bevorzugt umfassen die Feuerfeststoffe (a)
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
und
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate, und der Zeolithe
Quellbare Schichtsilikate wirken auch als rheologisches Additiv (anorganisches Verdickungsmit- tel). Die quellbaren Schichtsilikate sind dabei vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der
Smectite, Hectorite, Saponite, Nontronite, Vermikulite und Montmorillonite.
Die Zeolithe können natürliche oder synthetische Zeolithe sein.
Das Massenverhältnis der Feuerfeststoffe (i) zu den Feuerfeststoffen (ii) liegt bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 5:1 , besonders bevorzugt 15:1 bis 7:1. Beispielsweise umfassen die Feuerfeststoffe (a)
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
und
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate.
Beispielsweise umfassen die Feuerfeststoffe (a)
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
und
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der Zeolithe. Besonders bevorzugt umfassen die Feuerfeststoffe (a)
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
und
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate, und einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe Zeolithe.
Überaschenderweise wurde festgestellt, dass mit Zusammensetzungen, deren Feuerfeststoffe (a) neben einem oder mehreren Feuerfeststoffen (i) wie oben definiert auch einen oder mehrere
Feuerfeststoffe (ii) ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate und der Zeolithe enthalten, wobei die quellbaren Schichtsilikate bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe der Smectite, Hectorite, Saponite, Nontronite Vermikulite und Montmorillonite, eine besonders starke Verminderung der Formaldehyd-Emissionen erreicht wird. Dies war nicht zu erwarten, da von den oben genannten Feuerfeststoffen (ii) bislang lediglich für einige Vertreter eine Funktion als rheologisches Additiv beschrieben war.
In bestimmten Fällen bzw. unter bestimmten Versuchsbedingungen lässt sich sogar mit einer Schlichtezusammensetzung, welche eine Kombination der o.g. Feuerfeststoffe (i) und (ii) enthält, und keine Verbindung (b) wie oben definiert, eine signifikante Verminderung der Formaldehyd- Emissionen erreichen, siehe dazu die Vergleichsbeispiele, bei denen eine Vergleichs-Schlichtezusammensetzung verwendet wurde, welche eine Kombination der o.g. Feuerfeststoffe (i) und (ii) enthält, und keine Verbindung (b) wie oben definiert. Das Massenverhältnis der Feuerfeststoffe (i) zu den Feuerfeststoffen (ii) liegt bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 5:1 , besonders bevorzugt 15:1 bis 7:1. Beschrieben wird hier somit auch Verwendung einer Zusammensetzung umfassend
(a) Partikel eines oder mehrerer Feuerfeststoffe, wobei die Feuerfeststoffe (a) umfassen:
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
und
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate und der Zeolithe (c) optional eine Trägerflüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Alka- nolen und deren Mischungen,
zur Herstellung eines Überzugs auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt.
Die Trägerflüssigkeit (c) dient lediglich als Vehikel zum Aufträgen der in ihr suspendierten und gelösten Stoffe auf den Grundkörper des Kerns bzw. der Form, und wird beim Trocknen entfernt. Die Trägerflüssigkeit liegt unter Normalbedingungen (20 °C und 1013,25 hPa) flüssig vor und ist unter Normaldruck (1013,25 hPa) bei Temperaturen im Bereich von 50 °C bis 200 °C verdampf- bar. Die Trägerflüssigkeit (c) ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Methanol, Ethanol und Isopropanol.
Zusammensetzungen zur Herstellung von Schlichteüberzügen enthalten häufig weitere Bestandteile wie
(d) Netzmittel,
(e) rheologische Additive,
(f) Bindemittel,
(g) Stellmittel
(h) Biozide.
Geeignete Netzmittel (d), rheologische Additive (e), Bindemittel (f), Stellmittel (g) und Biozide (h) und deren Funktion und Wirkung sind dem Fachmann bekannt.
Als Netzmittel (d) werden bevorzugt anionische, kationische und nicht-ionische Tenside eingesetzt. Bevorzugt sind die Netzmittel (d) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Gruppe der Tenside, besonders bevorzugt aus Alkindiolen und deren Derivaten.
Als rheologische Additive werden z.B. organische Verdickungsmittel eingesetzt. Diese sind be- vorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polysacchariden, Proteinen und Cellulose- ethern. Es können auch anorganische Verdickungsmittel eingesetzt werden aus der Gruppe umfassend quellfähige Tonminieralien, z.B. Bandsilikate wie Palygorskite (Attapulgite), und pyrogene Kieselsäuren. Auch die oben erwähnten quellbaren Schichtsilikate und Zeolithe wirken als anorganische Verdickungsmittel. Derartige anorganische Verdickungsmittel sind jedoch Feuer- feststoffe und werden daher für Konzentrationsangaben dem Bestandteil (a) zugerechnet. Als Bindemittel (f) werden an Luft selbsthärte bzw. bei Entfernung der Trägerflüssigkeit (c) trocknende Bindemittel eingesetzt. Bevorzugte Bindemittel (f) sind ausgewählt aus der Gruppe der Polyvinylalkohole, Polyacrylate, Polyvinylacetate, Copolymerisate der vorgenannten Polymere, Naturharze, Dextrine, Stärken und Peptide. Die Stellmittel (g) sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus in der Trägerflüssigkeit (c) löslichen Salzen von Metallen aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Eisen und Aluminium, und deren Mischungen.
Erfindungsgemäß zu verwendende Zusammensetzungen wie oben beschrieben umfassen gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzungen und Vorstufen zur Bildung gebrauchsfertiger Schlichtezusammensetzungen. Gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzungen weisen einen ausreichenden hohen Gehalt an Trägerflüssigkeit auf, so dass sie direkt zur Bildung eines Überzugs auf den Grundkörper aufgetragen werden können. In einer gebrauchsfertigen Schlichtezusammensetzung beträgt die Masse der Trägerflüssigkeit (c) vorzugsweise 60 Gew.-% bis 80 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung. Vorstufen zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Schlichtezusammensetzung enthalten keine Trägerflüssigkeit (c) (Feststoffmischung) oder eine im Vergleich zur gebrauchsfertigen Schlichtezusammensetzung deutlich geringere Menge an Trägerflüssigkeit (c) (Konzentrat). In den Konzentraten beträgt die Gesamtmasse der Trägerflüssigkeit (c) 40 Gew.-% bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 40 Gew.-% bis 59 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung. Eine gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzung ist erhältlich durch Suspendieren der Feststoffmischung in einer Trägerflüssigkeit (c) (wobei sich in der Trägerflüssigkeit (c) lösliche Bestandteile der Feststoffmischung auflösen) bzw. Verdünnen des Konzentrats mit einer Trägerflüssigkeit (c). Zum Verdünnen des Konzentrats wird üblicherweise eine Trägerflüssigkeit (c) eingesetzt, welche dieselbe Zusammensetzung hat wie die Trägerflüssigkeit (c) des Konzentrats. Eine gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzung ist somit herstellbar durch ein Verfahren umfassend die Schritte
Herstellen oder Bereitstellen einer Feststoffmischung oder eines Konzentrats wie oben definiert
Zugeben von Trägerflüssigkeit (c) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Alkanolen und deren Mischungen, wobei die Menge an zugegebener Trägerflüssigkeit (c) so bemessen ist, dass eine Zusammensetzung resultiert, in der die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit (c) 60 Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der resultierenden Zusammensetzung. Die obigen Ausführungen betreffend geeignete und bevorzugte Bestandteile (a)-(h) gelten sowohl für Konzentrate als auch für gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzungen. Für Feststoffmischungen gelten die obigen Ausführungen betreffend geeignete und bevorzugte Feuerfeststoffe (a) sowie die obigen Ausführungen betreffend geeignete und bevorzugte Bestandteile (b) und (d)-(h), soweit diese Feststoffe sind.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Herstellung eines Überzugs auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt. Eine erfindungs- gemäße Zusammensetzung umfasst
(a) Partikel eines oder mehrerer Feuerfeststoffe
(b) eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
- Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake
Aminosäuren
primäre und sekundäre Aminosilane
Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate
Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate
- primäre und sekundäre Amine
Baumharze, Tannine und Lignine
wobei die Gesamtmasse der Verbindungen (b) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% beträgt, bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 9 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 7 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 6 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Partikel (a) der
Feuerfeststoffe
(c) eine Trägerflüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Alkanolen und deren Mischungen, wobei die Gesamtmasse der Trägerflüssigkeit (c) 40 Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung. Zur Auswahl der Feuerfeststoffe (a), Verbindungen (b), Trägerflüssigkeiten (c) und weiterer Bestandteile (d) bis (h) wie oben definiert gilt dasselbe wie oben für den ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt. Bevorzugt sind Zusammensetzungen, deren Bestandteile (a)-(h) aus den oben für den ersten Aspekt der Erfindung als bevorzugt gekennzeichneten Bestandteilen (a)-(h) ausgewählt sind.
Erfindungsgemäße Zusammensetzungen umfassen gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzungen (wie oben im Kontext des ersten Aspekts der Erfindung beschrieben) und Konzentrate (wie oben im Kontext des ersten Aspekts der Erfindung beschrieben) zur Bildung gebrauchsfertiger Schlichtezusammensetzungen.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Form bzw. einen Kern für den Metallguss. Ein erfindungsgemäßer Kern bzw. eine erfindungsgemäße Form umfasst:
einen Grundkörper, der beim Erhitzen Formaldehyd emittiert,
- und einen auf dem Grundkörper angeordneten Überzug, der eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, wobei der Überzug umfasst:
(a) Partikel eines oder mehrerer Feuerfeststoffe
(b) eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus - ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake Aminosäuren
primäre und sekundäre Aminosilane
- Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate
Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate
primäre und sekundäre Amine
Baumharze, Tannine und Lignine
und/oder deren Reaktionsprodukte mit Formaldehyd,
wobei in dem Überzug die Gesamtmasse der freien und in Reaktionsprodukten mit Formaldehyd gebundenen Verbindungen (b) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% beträgt, bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 9 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 7 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 6 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Partikel (a) der Feuer- feststoffe. Eine erfindungsgemäße Form bzw. ein erfindungsgemäßer Kern umfasst einen Grundkörper und einen auf diesem Grundkörper angeordneten Überzug, der die nichtflüchtigen Bestandteile der erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthält. Zur Auswahl der Feuerfeststoffe (a) und Verbindungen (b) wie oben definiert gilt dasselbe wie oben für den ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt. Bevorzugt sind Formen und Kerne, die einen Überzug aufweisen wie oben definiert, wobei die Feuerfeststoffe (a) und die Verbindungen (b) aus den oben für den ersten Aspekt der Erfindung als bevorzugt gekennzeichneten Bestandteilen (a) und (b) ausgewählt sind.
Dieser Überzug bildet eine Oberfläche der Form oder des Kerns, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt. Der Überzug weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,05 mm bis 0,6 mm auf, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,4 mm.
Bevorzugt bildet der Überzug nicht nur die Oberfläche der Form oder des Kerns, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, sondern erstreckt sich darüber hinaus auch über weitere Bereiche der Form bzw. des Kerns. Bevorzugt erstreckt sich der Überzug über 50% oder mehr, weiter bevorzugt über 70 % oder mehr, mehr bevorzugt über 80 % oder mehr, besonders bevorzugt über 90 % oder mehr, insbesondere über 95 % oder mehr der Oberfläche der Form bzw. des Kerns. Ganz besonders bevorzugt erstreckt sich der Überzug über die gesamte Oberfläche der Form bzw. des Kerns.
Der Grundkörper der erfindungsgemäßen Form bzw. des erfindungsgemäßen Kerns emittiert beim Erhitzen Formaldehyd. Zumindest ein merklicher Anteil des vom Grundkörper emittierten Formaldehyds wird durch die in dem Überzug vorliegenden Verbindungen (b) unter Bildung nichtflüchtiger Reaktionsprodukte gebunden. Daher enthält der Überzug die Verbindungen (b) (insbesondere vor dem Trocknen) und/oder deren Reaktionsprodukte mit Formaldehyd (die während des Trocknens entstehen). Der Grundkörper der Form bzw. des Kerns ist typischerweise aus einer Formstoffmischung gebildet, die mit einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Bindemittel gebunden ist. Im Grundkörper der Form bzw. des Kerns liegt das Bindemittel in ausgehärteter Form vor. Zur Auswahl der Bindemittel gilt dasselbe wie oben für den ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt. Bevorzugt sind Bindemittel, die aus den oben für den ersten Aspekt der Erfindung als bevorzugt gekennzeichneten Bindemitteln ausgewählt sind. Besonders bevorzugt ist das Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
durch Polyaddition eines Phenol-Formaldehyd-Harzes mit Polyisocyanat gebildete Polyurethane,
Phenol-Formaldehyd-Harze und Furan-Formaldehyd-Harze.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Form bzw. eines erfindungsgemäßen Kerns für den Metallguss. Das Verfahren umfasst die Schritte
- Herstellen oder Bereitstellen des Grundkörpers
Herstellen oder Bereitstellen einer gebrauchsfertigen Schlichtezusammensetzung wie oben definiert
Aufträgen der gebrauchsfertigen Schlichtezusammensetzung auf den Grundkörper und anschließendes Trocknen, so dass auf dem Grundkörper ein Überzug hergestellt wird, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf dem Grundkörper der Form bzw. des Kerns ein Überzug hergestellt, der die nichtflüchtigen Bestandteile der erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthält. Dieser Überzug bildet eine Oberfläche der Form oder des Kerns, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt.
Bevorzugt bildet der Überzug nicht nur die Oberfläche der Form oder des Kerns, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, sondern erstreckt sich darüber hinaus auch über weitere Bereiche der Form bzw. des Kerns. Bevorzugt erstreckt sich der Überzug über 50% oder mehr, weiter bevorzugt über 70 % oder mehr, mehr bevorzugt über 80 % oder mehr, besonders bevorzugt über 90 % oder mehr, insbesondere über 95 % oder mehr der Oberfläche der Form bzw. des Kerns. Ganz besonders bevorzugt erstreckt sich der Überzug über die gesamte Oberfläche der Form bzw. des Kerns.
Das Herstellen des Grundkörpers der Form oder des Kerns umfasst typischerweise folgende Schritte:
Herstellen oder Bereitstellen einer Formstoffmischung enthaltend einen oder mehrere Formgrundstoffe und ein beim Erhitzen Formaldehyd emittierendes Bindemittel,
Formen der Formstoffmischung
Aushärten des Bindemittels in der geformten Formstoffmischung, wobei der Grundkörper der Form oder des Kerns gebildet wird. Entsprechende Formstoffmischungen, Formungsmethoden und Aushärtungsmethoden sind dem Fachmann bekannt.
Das Bindemittel der Formstoffmischung ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Zweikomponenten-Systemen umfassend ein Phenol-Formaldehyd-Harz und ein Polyiso- cyanat zur Bildung eines Polyurethans
Formaldehyd-Kondensationsharzen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formaldehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd- Harzen, Melamin-Formaldehyd-Harzen.
Besonders bevorzugt ist das Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- durch Polyaddition eines Phenol-Formaldehyd-Harzes mit Polyisocyanat gebildete Polyurethane,
Phenol-Formaldehyd-Harze und
Furan-Formaldehyd-Harze.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem der Grundkörper des Kerns bzw. der Form durch das Cold-Box-Verfahren hergestellt wird. Das Cold-Box-Verfahren ist dem Fachmann bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Zweikomponenten-System umfassend ein Phenol-For- maldehyd-Harz und ein Polyisocyanat als Bindemittel eingesetzt. Die Komponenten des Bindemittels werden erst bei der Herstellung der Formstoffmischung miteinander in Kontakt gebracht und bilden in der geformten Formstoffmischung ein Polyurethan. In der geformten Formstoffmi- schung wird das Bindemittel durch Kontaktieren der geformten Formstoffmischung mit einem gasförmigen tertiären Amin oder einer Mischung aus zwei oder mehreren gasförmigen tertiären Aminen ausgehärtet.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzung ist bevorzugt ausgewählt aus den gebrauchsfertigen Schlichtzusammensetzungen, welche die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bevorzugten Bestandteile (a)-(c) und optional die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bevorzugten Bestandteile (d)-(h) enthalten.
Das Aufträgen der gebrauchsfertigen Schlichtezusammensetzung auf den Grundkörper erfolgt üblicherweise durch ein Verfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sprühen, Tauchen, Fluten und Streichen, vorzugsweise Tauchen, denn dieses Verfahren ist besonders geeig- net, um einen Überzug zu bilden, der sich über die gesamte Oberfläche der Form bzw. des Kerns erstreckt oder zumindest einen großen Teil der gesamten Oberfläche der Form bzw. des Kerns. Das Trocknen der aufgetragenen Schlichtezusammensetzung erfolgt bei Temperaturen von 40 °C oder mehr, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 50 °C bis 200 °C, vorzugsweise von 100°C bis 180°C.
Der Grundkörper der Form bzw. des Kerns emittiert beim Trocknen Formaldehyd. Zumindest ein merklicher Anteil des vom Grundkörper emittierten Formaldehyds wird durch die in dem Überzug vorliegenden Verbindungen (b) unter Bildung nichtflüchtiger Reaktionsprodukte gebunden, so dass die Menge des beim Trocknen der Form bzw. des Kerns an seine Umgebung abgegebenen Formaldehyds merklich reduziert wird.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung (b) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake
Aminosäuren
- primäre und sekundäre Aminosilane
Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate
Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate
primäre und sekundäre Amine
Baumharze, Tannine und Lignine
als Formaldehydfänger in einem Überzug auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, oder in einer Zusammensetzung zur Herstellung eines solchen Überzugs (gebrauchsfertige Schlichtezusammensetzung wie oben im Kontext des ersten Aspekts der Erfindung beschrie- ben) oder zur Herstellung einer solchen Zusammensetzung.
Bevorzugt bildet der Überzug nicht nur die Oberfläche der Form oder des Kerns, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, sondern erstreckt sich darüber hinaus auch über weitere Bereiche der Form bzw. des Kerns. Bevorzugt erstreckt sich der Überzug über 50% oder mehr, weiter bevorzugt über 70 % oder mehr, mehr bevorzugt über 80 % oder mehr, be- sonders bevorzugt über 90 % oder mehr, insbesondere über 95 % oder mehr der Oberfläche der Form bzw. des Kerns. Ganz besonders bevorzugt erstreckt sich der Überzug über die gesamte Oberfläche der Form bzw. des Kerns. Unter einem Formaldehydfänger wird eine chemische Verbindung verstanden, die in der Lage ist, mit Formaldehyd zu einem nichtflüchtigen Reaktionsprodukt zu reagieren, und so die Emission vom Formaldehyd an die Umgebung zu reduzieren.
Zur Auswahl der Verbindungen (b) wie oben definiert gilt dasselbe wie oben für den ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt. Bevorzugt sind Verbindungen (b), die aus den oben für den ersten Aspekt der Erfindung als bevorzugt gekennzeichneten Verbindungen (b) ausgewählt sind.
Bei der Verwendung der Verbindungen (b) gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass der Überzug oder die Zusammensetzung zur Herstellung eines solchen Überzugs weiter umfasst
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz,
Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
(ii) optional einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate und der Zeolithe.
Zur Auswahl der Feuerfeststoffe (i) und (ii) gilt dasselbe wie oben für den ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt.
Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft einen Kit zur Herstellung einer Form oder eines Kerns für den Metallguss gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wie oben definiert. Ein erfindungs- gemäßer Kit umfasst
(A) eine Zusammensetzung wie oben für den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben, wobei die Zusammensetzung bevorzugt eine Feststoffmischung ist wie oben im Kontext des ersten Aspekts der Erfindung beschrieben oder ein Konzentrat wie oben im Kontext des ersten Aspekts der Erfindung beschrieben,
(B) ein beim Erhitzen Formaldehyd emittierendes Bindemittel
wobei im Kit die Bestandteile (A) und (B) voneinander getrennt sind.
Innerhalb des erfindungsgemäßen Kits ist der Kontakt von Bestandteilen der Komponente (A) mit Bestandteilen der Komponente (B) ausgeschlossen, beispielsweise indem die Komponente (A) einerseits sowie die Komponente (B) andererseits jeweils in einem separaten Behälter bereitgestellt sind, oder indem die Komponente (A) einerseits sowie die Komponente (B) andererseits jeweils in einer separaten Kammer eines Behälters bereitgestellt sind. In dem erfindungsgemäßen Kit ist die Zusammensetzung (A) bevorzugt ausgewählt aus den Feststoffmischungen und Kontentraten, welche die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bevorzugten Bestandteile (a) und (b) und optional (c)-(h) enthalten.
In dem erfindungsgemäßen Kit ist das Bindemittel (B) bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Zweikomponenten-Systemen umfassend ein Phenol-Formaldehyd-Harz und ein Polyiso- cyanat zur Bildung eines Polyurethans
Formaldehyd-Kondensationsharzen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formaldehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd- Harzen, Melamin-Formaldehyd-Harzen.
Besonders bevorzugt ist das Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
durch Polyaddition eines Phenol-Formaldehyd-Harzes mit Polyisocyanat gebildete Polyurethane,
Phenol-Formaldehyd-Harze und
- Furan-Formaldehyd-Harze.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Ausführungsbeispiele
Aus einer Formstoffmischung umfassend Sand H32 als Formgrundstoff und ein für die Kernherstellung übliches Zweikomponenten-Bindemittelsystem umfassend ein Phenol-Formaldehyd- Harz und ein Polyisocyanat zur Bildung eines Polyurethans wurden mittels einer Kernschießmaschine in der üblichen Weise Grundkörper für Bremsscheibenkerne geformt, und in der üblichen Weise durch Begasung mit tertiärem Amin ausgehärtet (Cold-Box-Prozess). Anschließend wird auf den so hergestellten Kerngrundkörpern durch Aufträgen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (erfindungsgemäße Schlichtezusammensetzung) bzw. einer Vergleichszusammen- Setzung (Vergleichs-Schlichtezusammensetzung), die keine der erfindungsgemäß einzusetzenden Verbindungen (b) enthält, ein Überzug hergestellt. Dieser Überzug bildet die Oberfläche des Kerns, die beim Gießvorgang mit der Metallschmelze in Kontakt kommt. Anschließend wurden die Kerne im Trockenschrank (Firma Memmert UFP 700) getrocknet. Während des Trocknens wurden zu bestimmten Zeitpunkten Proben aus der Ofenluft über eine Sonde entnommen und nach einer in-house-Methode (zu Details siehe unten) deren Gehalt an Formaldehyd bestimmt. Zum Vergleich wurden in derselben Weise hergestellte Kerne ohne Überzug (ungeschlichete Vergleichskerne) im Trockenschrank getrocknet, und dabei in derselben Weise die Menge des emittierten Formaldehyds gemessen.
In einer ersten Testreihe wurde der Einfluss der Trocknungstemperatur auf die Formaldehyd- Emissionen ungeschlichteter Vergleichskerne untersucht. Die Formstoffmischung, aus der die Kerne für diese Testreihe hergestellt wurden, enthielt 0,8 Gew.-% Phenol-Formaldehyd-Harz und 0,8 Gew.-% Polyisocyanat.
Während des Trocknens wurden zu bestimmten Zeitpunkten Proben aus der Ofenluft entnommen und deren Gehalt an Formaldehyd bestimmt. Dazu wird über den Zeitraum ab Beginn des Trock- nens bis zum ersten Messzeitpunkt (1 min) bzw. ab einem Messzeitpunkt bis zum jeweils nächsten Messzeitpunkt (5, 10, 15, 20, 25 bzw. 30 min Trocknungszeit) mittels einer Pumpe Xact 5000 (Fa. Dräger) 1 ,5I Luft über eine Sonde aus dem Ofen in ein Kurzzeitmessröhrchen (Dräger) für Formaldehyd (0.2 bis 5ppm) gezogen und die Formaldehydkonzentration ermittelt.
Der Der zu bestimmten Zeitpunkten während des Trocknens ermittelte Formaldehyd-Gehalt (in ppm) ist in der folgenden Tabelle angegeben:
Diese Testreihe zeigt, dass die Menge des emittierten Formaldehyds mit zunehmender Trocknungstemperatur ansteigt (Figur 1 ).
In einer zweiten Testreihe wurde der Einfluss der Zusammensetzung des Schlichteüberzugs (Kern E1 mit erfindungsgemäßer Schlichtezusammensetzung bzw. Kern V2 mit Vergleichs- Schlichtezusammensetzung) auf die Formaldehyd-Emissionen während der Trocknung (30 Minuten bei 180 °C) untersucht. Die Formstoffmischung, aus der die Kerne für diese Testreihe hergestellt wurden, enthielt 0,8 Gew.-% Phenol-Formaldehyd-Harz und 0,8 Gew.-% Polyisocyanat, jeweils bezogen auf die Masse des Formgrundstoffs (Sand H32). Die erfindungsgemäße Schlichtezusammensetzung enthielt Resorcin als Verbindung (b). Zum Vergleich wurde ein ungeschlich- teter Vergleichskern V1 unter denselben Bedingungen getrocknet. Die Vergleichs-Schlichtezusammensetzung ist wie folgt
Die erfindungsgemäße Schlichtezusammensetzung wurde hergestellt durch Zusatz von 3 Gewichtsteilen Resorcin zu 100 Gewichtsteilen der Vergleichsschlichte.
Der zu bestimmten Zeitpunkten während des Trocknens wie oben beschrieben ermittelte Formal- dehyd-Gehalt (in ppm) ist in der folgenden Tabelle angegeben:
Beim Trocknen des Vergleichskerns V 2 mit dem aus der nicht erfindungsgemäßen Schlichte gebildeten Überzug ist die Menge des emittierten Formaldehyds bereits geringer als beim Trocknen des ungeschlichteten Vergleichskerns V1. Beim Trocknen des erfindungsgemäßen Kerns E1 (mit dem aus der erfindungsgemäßen Schlichtezusammensetzung gebildeten Überzug) ist die Menge des emittierten Formaldehyds jedoch noch deutlich geringer (Figur 2).
In einer dritten Testreihe wurde der Einfluss der Menge von Resorcin als erfindungsgemäß einzusetzender Verbindung (b) auf die Formaldehyd-Emissionen während der Trocknung (30 Minuten bei 180 °C) Minuten untersucht. Die Formstoffmischung, aus der die Kerne für diese Testreihe hergestellt wurden, enthielt 1 ,0 Gew.-% Phenol-Formaldehyd-Harz und 1 ,0 Gew.-% Polyisocya- nat, jeweils bezogen auf die Masse des Formgrundstoffs (Sand H32). Die Kerne E2 und E3 weisen jeweils Schlichteüberzüge mit unterschiedlichen Anteilen an Resorcin auf. Zum Vergleich wurden ein ungeschlichteter Vergleichskern V3 sowie ein Vergleichskern V4 mit einem aus einer nicht erfindungsgemäßen Schlichte gebildeten Überzug unter denselben Bedingungen getrocknet.
Die Vergleichs-Schlichtezusammensetzung ist wie oben angegeben. Die erfindungsgemäßen Schlichtezusammensetzungen wurden hergestellt durch Zusatz von 0,8 Gewichtsteilen Resorcin (Kern E2) bzw. 3 Gewichtsteilen Resorcin (Kern E3) zu je 100 Gewichtsteilen der Vergleichsschlichte.
Der zu bestimmten Zeitpunkten während des Trocknens wie oben beschrieben ermittelte Formaldehyd-Gehalt (in ppm) ist in der folgenden Tabelle angegeben:
Beim Trocknen des Vergleichskerns V4 mit dem aus der nicht erfindungsgemäßen Schlichte gebildeten Überzug ist die Menge des emittierten Formaldehyds bereits geringer als bei der Trocknung des ungeschlichteten Vergleichskerns V3. Beim Trocknen der erfindungsgemäßen Kerne E2 und E3 ist die Menge des emittierten Formaldehyds deutlich geringer, und sinkt mit zunehmendem Gehalt der erfindungsgemäßen Schlichtezusammensetzung an Resorcin (Figur 3). In einer vierten Testreihe wurde der Einfluss der Zusammensetzung des Schlichteüberzugs (Kern E4; Vergleichs-Schlichtezusammensetzung, Kerne E5-E7, verschiedene erfindungsgemäße Schlichtezusammensetzungen) auf die Formaldehyd-Emissionen während der Trocknung bei 200 °C über 35 Minuten verfolgt. Die Formstoffmischung, aus der die Kerne für diese Testreihe hergestellt wurden, enthielt 1 Gew.-% Phenol-Formaldehyd-Harz und 1 Gew.-% Polyisocyanat jeweils bezogen auf die Masse des Formgrundstoffs (Sand H32). Zum Vergleich wurde ein ungeschlichteter Vergleichskern unter denselben Bedingungen getrocknet.
Die Vergleichs-Schlichtezusammensetzung ist wie oben angegeben. Die erfindungsgemäßen Schlichtezusammensetzungen wurde hergestellt durch Zusatz von 0,9 Gewichtsteilen Lignin (Kern E5) bzw. 0,9 Gewichtsteilen Melamin (Kern E6) bzw. 3 Gewichtsteilen Resorcin (Kern E7) zu ja 100 Gewichtsteilen der Vergleichsschlichte.
Der zu bestimmten Zeitpunkten während des Trocknens ermittelte Formaldehyd-Gehalt (in mg/cm3) ist in der folgenden Tabelle angegeben:
Beim Trocknen aller erfindungsgemäßen Kerne E4 - E7 ist die Menge des emittierten Formaldehyds deutlich geringer als bei dem Vergleichskern (Figur 4).
Mit Zusatz von Glycin als Verbindung (b) wurden ähnliche Resultate erhalten.
In einer weiteren Testreihe wurde der Einfluss von Glycin als Formaldehydfänger auf die Formaldehyd-Emissionen während der Trocknung (30 Minuten bei 180 °C) untersucht. Dazu wurden in üblicher Weise aus einer Formstoffmischung enthaltend 1 Gew.-% Phenol-Formaldehyd-Harz und 1 Gew.-% Polyisocyanat, jeweils bezogen auf die Masse des Formgrundstoffs (Sand H32), mit einer Kernschießmaschine Prüfkörper (Kerne für die Bremsscheibenherstellung) hergestellt, die in der üblichen Weise durch Begasung mit einem tertiären Amin ausgehärtet wurden (Cold- Box-Prozess). Diese Prüfkörper wurden durch Tauchen mit einem Schlichteüberzug versehen (Prüfkörper E8 mit erfindungsgemäßer Schlichtezusammensetzung bzw. Prüfkörper V5 mit Vergleichs-Schlichtezusammensetzung). Die Vergleichs-Schlichtezusammensetzung ist wie oben angegeben. Eine erfindungsgemäße Schlichtezusammensetzung wurde hergestellt durch Zusatz von 1 Gewichtsteil Glycin zu 100 Gewichtsteilen der Vergleichsschlichte.
Der mit dem Schlichteüberzug versehene Prüfkörper wurden in einen vorgeheizten Trockenofen der Firma Elpo (Innentemperatur 170 °C) gegeben. Die während des Trocknungszeitraums von 10 Minuten aus der Trockenkammer des Ofens abgeführte Abluftmenge beträgt 267 m3. Die Messung der Formaldehydkonzentration in der Ofenluft begann eine Minute, nachdem der Prüfkörper in den Ofen gegeben und die Ofentür geschlossen wurde. Zur Probennahme wurde eine Stabsonde in das Abgasrohr des Trockenofens eingeführt Mit Hilfe einer Dräger-Pumpe Xact 5000 wurde während des Trocknungszeitraums von 10 Minuten mit einem Volumenstrom von 1 ,5 L/min die Luft aus der Trockenkammer gezogen, und das gezogene Probenvolumen über LpDNPH Kartuschen (LpDNPH Cartridge S10 der Firma Supelco) geleitet. Die Analyse erfolgt mittels HPLC analog zur DIN 16000-3.
Beim Trocknen des erfindungsgemäßen Prüfkörpers E8 (mit dem aus der erfindungsgemäßen Schlichtezusammensetzung gebildeten Überzug) ist die Konzentration an Formaldehyd in der Abluft des Ofens um mehr als ein Drittel vermindert gegenüber dem Vergleichs-Prüfkörper V5 mit dem aus der nicht erfindungsgemäßen Schlichte gebildeten Überzug.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung einer Zusammensetzung umfassend
(a) Partikel eines oder mehrerer Feuerfeststoffe
(b) eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake Aminosäuren
primäre und sekundäre Aminosilane
Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate
Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate primäre und sekundäre Amine
Baumharze, Tannine und Lignine
wobei die Gesamtmasse der Verbindungen (b) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der Partikel (a) der Feuerfeststoffe
(c) optional eine Trägerflüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Alkanolen und deren Mischungen,
zur Herstellung eines Überzugs auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , wobei
die Verbindungen (b) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Dial- kylestern der Malonsäure, Resorcin, Pyrogallol, Phloroglucin, Glycin, Harnstoff, Melamin, Carbonohydrazid, in der Trägerflüssigkeit (c) lösliche Tannine und Lignine
und/oder
die Feuerfeststoffe (a) umfassen:
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
und
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate und der Zeolithe
und/oder
die Trägerflüssigkeit (c) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Methanol, Ethanol und Isopropanol.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
der Grundkörper der Form bzw. des Kerns aus einer Formstoffmischung gebildet ist, die mit einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Bindemittel gebunden ist, wobei das Bindemittel bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: durch Polyaddition eines Phenol-Formaldehyd-Harzes mit einem Polyisocya- nat gebildeten Polyurethanen
Formaldehyd-Kondensationsharzen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formaldehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen und Melamin-Formaldehyd-Harzen.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zusammensetzung einen oder mehrere weitere Bestandteile enthält ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
(d) Netzmittel,
(e) rheologische Additive,
(f) Bindemittel,
(g) Stellmittel
(h) Biozide.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zusammensetzung keine Trägerflüssigkeit (c) enthält,
oder eine Trägerflüssigkeit (c) enthält, wobei die Gesamtmasse der Trägerflüssigkeit (c) 40 Gew.-% bis 65 Gew.-% beträgt, vorzugsweise 40 Gew.-% bis 59 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zusammensetzung eine Trägerflüssigkeit (c) enthält, wobei die Gesamtmasse der Trägerflüssigkeit (c) 60
Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung.
7. Verfahren zum Herstellen einer Zusammensetzung wie in Anspruch 6 definiert, umfassend die Schritte
- Herstellen oder Bereitstellen einer Zusammensetzung wie in Anspruch 5 definiert
Zugeben von T rägerflüssigkeit (c) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Alkanolen und deren Mischungen, wobei die Menge an zugegebener Trägerflüssigkeit (c) so bemessen ist, dass eine Zusammensetzung resultiert, in der die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit (c) 60 Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der resultierenden Zusammensetzung.
8. Zusammensetzung zur Herstellung eines Überzugs auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metall- guss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim
Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, wobei die Zusammensetzung umfasst
(a) Partikel eines oder mehrerer Feuerfeststoffe
(b) eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus - ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake Aminosäuren
primäre und sekundäre Aminosilane
Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate
primäre und sekundäre Amine
Baumharze, Tannine und Lignine
wobei die Gesamtmasse der Verbindungen (b) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der Partikel (a) der Feuerfeststoffe
(c) eine Trägerflüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Al- kanolen und deren Mischungen, wobei die Gesamtmasse der Trägerflüssigkeit (c) 40 Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei
die Verbindungen (b) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Dial- kylestern der Malonsäure, Resorcin, Pyrogallol, Phloroglucin, Glycin, Melamin, Harnstoff, Carbonohydrazid, in der Trägerflüssigkeit (c) lösliche Tannine und Lignine
und/oder
die Feuerfeststoffe (a) umfassen:
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Gra- phit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate und der Zeolithe
und/oder
- die Trägerflüssigkeit (c) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Methanol, Ethanol und Isopropanol und deren Mischungen.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin enthaltend einen oder mehrere Bestandteile enthält ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
(d) Netzmittel
(e) rheologische Additive (f) Bindemittel
(g) Stellmittel
(h) Biozide.
11. Form oder Kern für den Metallguss, umfassend
- einen Grundkörper, der beim Erhitzen Formaldehyd emittiert,
und einen auf dem Grundkörper angeordneten Überzug, der eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt, wobei der Überzug umfasst:
(a) Partikel eines oder mehrerer Feuerfeststoffe
(b) eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake - Aminosäuren
primäre und sekundäre Aminosilane
Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate
Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate primäre und sekundäre Amine
- Baumharze, Tannine und Lignine
und/oder deren Reaktionsprodukte mit Formaldehyd wobei in dem Überzug die Gesamtmasse der freien und in Reaktionsprodukten mit Formaldehyd gebundenen Verbindungen (b) 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.- % beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der Partikel (a) der Feuerfeststoffe.
12. Form oder Kern nach Anspruch 11 , wobei
die Verbindungen (b) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Dial- kylestern der Malonsäure, Resorcin, Pyrogallol, Phloroglucin, Glycin, Melamin, Harnstoff, Carbonohydrazid, Tannine und Lignine und/oder
die Feuerfeststoffe (a) umfassen:
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
und
(ii) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate, und der Zeolithe.
13. Form oder Kern nach Anspruch 11 oder 12, wobei
der Grundkörper der Form bzw. des Kerns aus einer Formstoffmischung gebildet ist, die mit einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Bindemittel gebunden ist, wobei das Bindemittel bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: - durch Polyaddition eines Phenol-Formaldehyd-Harzes mit einem Polyisocya- nat gebildeten Polyurethanen
Formaldehyd-Kondensationsharzen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formaldehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen und Melamin-Formaldehyd-Harzen.
14. Form oder Kern nach einem der Ansprüche 11 bis 1 , wobei der Überzug eine Dicke im Bereich von 0,05 mm bis 0,6 mm aufweist.
15. Verfahren zum Herstellen einer Form bzw. eines Kerns für den Metallguss nach einem der Ansprüche 11 bis 14, umfassend die Schritte
Herstellen oder Bereitstellen des Grundkörpers
- Herstellen oder Bereitstellen einer Zusammensetzung wie in Anspruch 6 definiert
Aufträgen der Zusammensetzung wie in Anspruch 6 definiert auf den Grundkörper und anschließendes Trocknen, so dass auf dem Grundkörper ein Überzug hergestellt wird, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Herstellen des Grundkörpers der Form oder des Kerns folgende Schritte umfasst:
Herstellen oder Bereitstellen einer Formstoffmischung enthaltend einen oder mehrere Formgrundstoffe und ein beim Erhitzen Formaldehyd emittierendes Bindemittel,
Formen der Formstoffmischung
Aushärten des Bindemittels in der geformten Formstoffmischung, wobei der Grundkörper der Form oder des Kerns gebildet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Zweikomponenten-Systemen umfassend ein Phenol-Formaldehyd-Harz und ein Polyisocyanat zur Bildung eines Polyurethans
Formaldehyd-Kondensationsharzen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formaldehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen und Melamin-Formaldehyd-Harzen
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei
das Bindemittel ein Zweikomponenten-System umfassend ein Phenol-For- maldehyd-Harz und ein Polyisocyanat zur Bildung eines Polyurethans ist und in der geformten Formstoffmischung das Bindemittel durch Kontaktieren der geformten Formstoffmischung mit einem gasförmigen tertiären Amin oder einer Mischung aus zwei oder mehreren gasförmigen tertiären Aminen ausgehärtet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Zusammensetzung wie in Anspruch 6 definiert auf den Grundkörper aufgetragen wird durch ein Verfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sprühen, Tauchen, Fluten und Streichen, vorzugsweise Tauchen.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Trocknen bei einer Temperatur im Bereich von 50 °C bis 200 °C, vorzugsweise von 100 °C bis 180 °C erfolgt.
21. Verwendung einer Verbindung (b) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ß-Dicarbonylverbindungen
zwei- und dreiwertige Phenole
Phenol-Formaldehyd-Novolake und Resorcin-Formaldehyd-Novolake - Aminosäuren
primäre und sekundäre Aminosilane
Melamin, Benzoguanamin, Harnstoff und deren Derivate
Hydrazin und Carbonohydrazid und deren Derivate
primäre und sekundäre Amine
- Baumharze, Tannine und Lignine
als Formaldehydfänger in einem Überzug auf einem beim Erhitzen Formaldehyd emittierenden Grundkörper einer Form oder eines Kerns für den Metallguss, wobei der Überzug eine Oberfläche der Form oder des Kerns bildet, die beim Gießvorgang mit einer Metallschmelze in Kontakt kommt
oder in einer Zusammensetzung zur Herstellung eines solchen Überzugs oder zur Herstellung einer solchen Zusammensetzung.
22. Verwendung nach Anspruch 21 , wobei der Überzug oder die Zusammensetzung zur Herstellung eines solchen Überzugs weiter umfasst
(i) einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Aluminiumsilikaten, nicht quellbaren Schichtsilikaten, Zirkonsilikaten, Olivin, Talk, Glimmer, Graphit, Koks, Feldspat, Diatomit, Kaolinen, kalzinierten Kaolinen, Metakaolinit, Eisenoxid und Bauxit
(ii) optional einen oder mehrere Feuerfeststoffe ausgewählt aus der Gruppe der quellbaren Schichtsilikate und der Zeolithe.
23. Kit zur Herstellung einer Form oder eines Kerns für den Metallguss wie in einem der Ansprüche 11 bis 14 definiert
wobei der Kit umfasst (A) eine Zusammensetzung wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, vorzugsweise eine Zusammensetzung nach Anspruch 5
(B) ein beim Erhitzen Formaldehyd emittierendes Bindemittel
wobei im Kit die Bestandteile (A) und (B) voneinander getrennt sind.
24. Kit nach Anspruch 23, wobei das Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Zweikomponenten-Systemen umfassend ein Phenol-Formaldehyd-Harz und ein Polyisocyanat zur Bildung eines Polyurethans
Formaldehyd-Kondensationsharzen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenol-Formaldehyd-Harzen, Furan-Formaldehyd-Harzen, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen und Melamin-Formaldehyd-Harzen.
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