JP2019502768A - Polyurethane binder containing alcohol solvent - Google Patents

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Abstract

成形材料混合物のための結合剤系は、芳香族溶剤の低放出が必要とされるときに有用である。この結合剤系は、使用の際に組み合わせるために別々に包装された2つの成分を有する。第1の成分は、分子当り少なくとも2つの−OH基を有するポリオールベース樹脂と、溶剤としての2から5の炭素原子を有するアルキルアルコールとを有する。第2の成分は、分子当り少なくとも2つの−NCO基を有するポリイソシアネートを有する。アルキルアルコールは無水エタノールであってもよく、第1の成分は芳香族炭化水素溶剤を実質的に含まない。第2の成分は通常は、本質的に0.1%未満のベンチライフエクステンダーを伴うジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)からなるであろう。第1の成分は、少なくとも1つの脂肪酸メチルエステルと、少なくとも1つの二塩基エステルとを含有してもよい。この結合剤系は、「コールドボックス」または「非焼成」法のいずれかを実施するために用いられてもよい。Binder systems for molding material mixtures are useful when low release of aromatic solvents is required. This binder system has two components that are packaged separately for combination in use. The first component has a polyol-based resin having at least two —OH groups per molecule and an alkyl alcohol having 2 to 5 carbon atoms as a solvent. The second component has a polyisocyanate having at least two —NCO groups per molecule. The alkyl alcohol may be absolute ethanol and the first component is substantially free of aromatic hydrocarbon solvent. The second component will usually consist essentially of diphenylmethane diisocyanate (MDI) with a bench life extender of less than 0.1%. The first component may contain at least one fatty acid methyl ester and at least one dibasic ester. This binder system may be used to carry out either a “cold box” or “non-fired” method.

Description

関連出願の相互参照
本出願は、本明細書に完全に述べられているのと同様に引用により援用される2015年10月30日に出願された米国特許仮出願第62/248,543号の非仮出願であり、それに対する優先権の主張を行うものである。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is a copy of US Provisional Application No. 62 / 248,543, filed Oct. 30, 2015, which is incorporated by reference as if fully set forth herein. It is a non-provisional application and claims priority.

技術分野
本発明は、コールドボックスまたは非焼成プロセスにおいて用いるためのポリウレタンベースの結合剤系に関する。この系においては、芳香族溶剤を少なくとも部分的に置き換えるためにアルコールが用いられる。特に、選択されるアルコールは2から5の炭素原子を有するアルキルアルコールである。最も具体的には、選択されるアルコールはエタノールである。加えてより具体的には、2成分ポリウレタンベース結合剤系のポリオール含有成分においてアルコールが用いられる。
TECHNICAL FIELD This invention relates to polyurethane-based binder systems for use in cold box or non-fired processes. In this system, alcohol is used to at least partially replace the aromatic solvent. In particular, the alcohol selected is an alkyl alcohol having 2 to 5 carbon atoms. Most specifically, the alcohol selected is ethanol. In addition, more specifically, alcohol is used in the polyol-containing component of the two-component polyurethane-based binder system.

モールドおよびコアを生産するときは、特にコールドボックスまたはポリウレタン非焼成プロセスを用いたモールドおよびコア生産のために大量のポリウレタンベース結合剤系が用いられる。これらの系は溶剤を必要とし、使用されるときのこれらの系からの放出を低減することが必要とされ続けている。   When producing molds and cores, large amounts of polyurethane-based binder systems are used, particularly for mold and core production using a cold box or polyurethane unfired process. These systems require solvents and there continues to be a need to reduce emissions from these systems when used.

典型的なポリウレタンベース結合剤系においては、ユーザに対して2成分系が提供される。第1の成分は、分子当り少なくとも2つの−OH基を有する化合物を含むポリオール成分を含有する。第2の成分は、分子当り少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物を含むポリイソシアネート成分である。これらの成分の少なくとも1つに溶剤が含まれることはほぼ公理的であると考えられ、多くの場合には両方の成分が溶剤を含有する。それぞれの成分とともに溶剤が含まれるとき、それらの成分は通常別々の容器に入れられて販売されており、使用時にのみ組み合わされるようになっている。   In a typical polyurethane-based binder system, a two-component system is provided to the user. The first component contains a polyol component that includes a compound having at least two —OH groups per molecule. The second component is a polyisocyanate component that includes a compound having at least two isocyanate groups per molecule. The inclusion of a solvent in at least one of these components is considered almost axiom, and in many cases both components contain a solvent. When a solvent is included with each component, the components are usually sold in separate containers and are combined only at the time of use.

ポリオールおよびポリイソシアネート成分の特定の詳細は当該技術分野において十分に実証されているため、それらをここにより詳細に説明する必要はない。しかし、各成分に溶剤が用いられるときは、成分が混合されるときに溶剤が適合性であることが特に有用であることを注記することは有用である。ポリオールおよびポリイソシアネート成分の両方が液体の形で使用されるだろう。液体ポリイソシアネートが未希釈の形で使用されてもよいが、固体または粘性のポリイソシアネートが有機溶剤の溶液の形で使用されてもよい。当該技術分野において公知のいくつかの場合に、溶剤はポリイソシアネート溶液の最大80重量%を占め得る。第1の成分に用いられるポリオールが固体または高粘性の液体であるとき、適切な適用特性を可能にするように粘度を調整するために、好適な溶剤が用いられる。   Certain details of the polyol and polyisocyanate components are well documented in the art and need not be described in more detail here. However, when a solvent is used for each component, it is useful to note that it is particularly useful that the solvent is compatible when the components are mixed. Both polyol and polyisocyanate components will be used in liquid form. Liquid polyisocyanates may be used in undiluted form, but solid or viscous polyisocyanates may be used in the form of organic solvent solutions. In some cases known in the art, the solvent may comprise up to 80% by weight of the polyisocyanate solution. When the polyol used for the first component is a solid or highly viscous liquid, a suitable solvent is used to adjust the viscosity to allow proper application properties.

先行技術から容易に教示されるとおり、選択される溶剤(または複数の溶剤)は、ポリイソシアネートおよびポリオール化合物間の触媒反応に任意の関連する態様で関与することは意図されていないが、それらは反応に非常によく影響し得る。たとえば、2つの結合剤成分は実質的に異なる極性を有する。このことは、使用され得る溶剤の数を制限する。もしそれらの溶剤が両方の結合剤成分と適合性でなければ、結合剤系の完全な反応および硬化は非常に困難である。プロトン性および非プロトン性のタイプの極性溶剤は、通常ポリオール化合物に対する良好な溶剤であるが、それらはポリイソシアネート化合物に対してあまり好適ではない。一方、芳香族溶剤はポリイソシアネートに対して適合性であるが、ポリオール樹脂に対しては完全に好適ではない。   As readily taught from the prior art, the solvent (s) selected are not intended to participate in any relevant manner in the catalytic reaction between the polyisocyanate and the polyol compound, but they are It can affect the reaction very well. For example, the two binder components have substantially different polarities. This limits the number of solvents that can be used. If these solvents are not compatible with both binder components, complete reaction and curing of the binder system is very difficult. Protic and aprotic types of polar solvents are usually good solvents for polyol compounds, but they are less suitable for polyisocyanate compounds. On the other hand, aromatic solvents are compatible with polyisocyanates, but are not entirely suitable for polyol resins.

当該技術分野において、一般的な芳香族溶剤はいわゆる「BTX」溶剤を含む。すなわちベンゼン(benzene)、トルエン(toluene)、およびキシレン(xylene)である。工業的に受容されるために、所与の溶剤は溶剤のコスト、その環境との関わり、ならびにその健康および安全性との関わりを含むいくつかの基準を満たす必要がある。いくつかの状況においては、これらの組み合わせによって、これらの基準を満たすために芳香族溶剤、特にBTX溶剤の量を低減または除去したポリウレタンベース結合剤系が要求されることがある。   In the art, common aromatic solvents include so-called “BTX” solvents. Benzene, toluene, and xylene. In order to be industrially acceptable, a given solvent must meet several criteria, including the cost of the solvent, its environmental implications, and its health and safety implications. In some situations, these combinations may require a polyurethane-based binder system that reduces or eliminates the amount of aromatic solvent, particularly BTX solvent, to meet these criteria.

したがって、コールドボックスまたは非焼成プロセスで用いるための、BTX溶剤または揮発性有機炭素(VOC:volatile organic carbon)放出に対する低くした限界を満たすポリウレタンベース結合剤系を提供することは、先行技術のまだ対処されていない目標である。   Accordingly, it is still a challenge of the prior art to provide a polyurethane-based binder system that meets the lower limits on BTX solvent or volatile organic carbon (VOC) emissions for use in cold box or non-fired processes. It is not a goal.

先行技術のこれらの欠点は、以下により詳細に説明される本発明によって少なくとも部分的に克服される。芳香族溶剤の低放出が必要とされるときに、成形材料混合物のための結合剤系が用いられる。この結合剤系は、使用時に組み合わせるために別々に包装された2つの成分を有する。第1の成分は、分子当り少なくとも2つの−OH基を有するポリオールベース樹脂と、溶剤としての2から5の炭素原子を有するアルキルアルコールとを有する。第2の成分は、分子当り少なくとも2つの−NCO基を有するポリイソシアネートを有する。アルキルアルコールは無水エタノールであってもよく、第1の成分は実質的に芳香族炭化水素溶剤を含まない。第2の成分は典型的に、0.1%未満のベンチライフエクステンダーを伴うジフェニルメタンジイソシアネート(MDI:diphenylmethane diisocyanate)から本質的になる。第1の成分は、少なくとも1つの脂肪酸メチルエステルと、少なくとも1つの二塩基エステルとを含有してもよい。この結合剤系は、「コールドボックス」または「非焼成」法を実施するために用いられてもよい。   These disadvantages of the prior art are overcome at least in part by the present invention described in more detail below. A binder system for the molding material mixture is used when low release of aromatic solvents is required. This binder system has two components that are packaged separately for combination in use. The first component has a polyol-based resin having at least two —OH groups per molecule and an alkyl alcohol having 2 to 5 carbon atoms as a solvent. The second component has a polyisocyanate having at least two —NCO groups per molecule. The alkyl alcohol may be absolute ethanol and the first component is substantially free of aromatic hydrocarbon solvent. The second component typically consists essentially of diphenylmethane diisocyanate (MDI) with less than 0.1% bench life extender. The first component may contain at least one fatty acid methyl ester and at least one dibasic ester. This binder system may be used to perform “cold box” or “non-fired” methods.

いくつかの実施形態において、それぞれ第1および第2の成分は、第1の成分が第2の成分よりも少ない重さになるような重量比で存在する。より具体的には、好ましい実施形態は、約48重量部の第1の成分と、約52重量部の第2の成分とを用いる。   In some embodiments, the first and second components, respectively, are present in a weight ratio such that the first component weighs less than the second component. More specifically, a preferred embodiment uses about 48 parts by weight of the first component and about 52 parts by weight of the second component.

好ましい実施形態の1つにおいて、第1の成分は約56.8重量%のポリオール樹脂と、23.9重量%の少なくとも1つの二塩基エステルと、16.9重量%のアルキルアルコールとを含有し、残部は少なくとも1つの脂肪酸メチルエステルである。   In one preferred embodiment, the first component contains about 56.8% by weight polyol resin, 23.9% by weight of at least one dibasic ester, and 16.9% by weight alkyl alcohol. The balance is at least one fatty acid methyl ester.

成形材料混合物として使用するために、ある量の耐火性モールドベース材料が結合剤系成分と混合される。   For use as a molding material mixture, an amount of refractory mold base material is mixed with the binder system components.

好ましい耐火性モールドベース材料は、以下を含む。石英鉱石砂、ジルコニウム鉱石砂、クロム鉱石砂、カンラン石、シャモット、ボーキサイト、ケイ酸アルミニウム中空球、ガラスビーズ、ガラス顆粒、球状セラミック成形材料、およびそれらの組み合わせ。   Preferred refractory mold base materials include: Quartz ore sand, zirconium ore sand, chrome ore sand, olivine, chamotte, bauxite, aluminum silicate hollow spheres, glass beads, glass granules, spherical ceramic molding materials, and combinations thereof.

成形材料混合物において、結合剤系は耐火性モールドベース材料の重量に基づいて0.2〜5重量%の量で存在し、好ましくは0.3〜4重量%の範囲、最も好ましくは0.4〜3重量%の範囲で存在する。   In the molding material mixture, the binder system is present in an amount of 0.2-5% by weight, preferably in the range of 0.3-4% by weight, most preferably 0.4, based on the weight of the refractory mold base material. It is present in the range of ˜3% by weight.

このアルコール溶剤の使用によって、溶融金属の鋳造のためのモールドまたはコアを生産する方法は、硬化剤が結合剤系にどのように適用されるかによってポリウレタン「コールドボックス」法またはポリウレタン「非焼成」法となり得る。   Through the use of this alcohol solvent, the method of producing molds or cores for molten metal casting is dependent on how the curing agent is applied to the binder system, the polyurethane “cold box” method or the polyurethane “non-fired” Can be law.

「コールドボックス法」と呼ばれる、コアを生産するための公知の方法は、鋳造産業において非常に重要になってきた。この方法においては、基本的な耐火性成形材料を結合するために2成分ポリウレタン系が用いられる。ポリオール成分は、分子当り少なくとも2つのOH基を有するポリオールからなり、イソシアネート成分は、分子当り少なくとも2つのNCO基を有するポリイソシアネートからなる。成形材料/結合剤系混合物を成形キャビティに注入する際に気体三級アミンをそこに通すことによって、結合剤系が硬化する(米国特許第3,409,579号)。非焼成プロセスにおいては、成形前の結合剤系に液体アミンを加えて、2つの成分を反応させる(米国特許第3,676,392号)。   A known method for producing cores, called the “cold box process”, has become very important in the casting industry. In this method, a two-component polyurethane system is used to bond the basic refractory molding material. The polyol component consists of a polyol having at least two OH groups per molecule, and the isocyanate component consists of a polyisocyanate having at least two NCO groups per molecule. The binder system is cured by passing gaseous tertiary amine therethrough as the molding material / binder system mixture is injected into the molding cavity (US Pat. No. 3,409,579). In the non-fired process, liquid amine is added to the binder system prior to molding to react the two components (US Pat. No. 3,676,392).

米国特許第3,676,392号および米国特許第3,409,579号に従うと、ポリオールとしてフェノール樹脂が用いられ、これは触媒量の金属イオンの存在下で最大約130℃の温度にて液相においてアルデヒド、好ましくはホルムアルデヒドをフェノールと縮合することによって得られる。米国特許第3,485,797号は、こうしたフェノール樹脂の生成を詳細に記載している。未置換フェノールに加えて、置換フェノール、好ましくはo−クレゾールおよびp−ノニルフェノールが用いられ得る(たとえば米国特許第4,590,229号などを参照)。付加的な反応成分として、欧州特許出願公開第0177871 A2号に従うと、1から8の炭素原子を有する脂肪族モノアルコール基で修飾されたフェノール樹脂が用いられ得る。アルコキシル化の結果として、結合剤系の熱安定性が増加したはずである。ポリオール成分に対する溶剤として、主に高沸点極性溶剤(例、エステルおよびケトン)および高沸点芳香族炭化水素の混合物が用いられる。これに対し、ポリイソシアネートは好ましくは高沸点芳香族炭化水素に溶解される。   According to U.S. Pat. No. 3,676,392 and U.S. Pat. No. 3,409,579, phenolic resins are used as polyols, which are liquids at temperatures up to about 130 ° C. in the presence of catalytic amounts of metal ions. It is obtained by condensing an aldehyde in the phase, preferably formaldehyde, with phenol. U.S. Pat. No. 3,485,797 describes the production of such phenolic resins in detail. In addition to unsubstituted phenol, substituted phenols, preferably o-cresol and p-nonylphenol may be used (see, eg, US Pat. No. 4,590,229). As an additional reaction component, according to EP-A-0177871 A2, phenolic resins modified with aliphatic monoalcohol groups having 1 to 8 carbon atoms can be used. As a result of alkoxylation, the thermal stability of the binder system should have increased. As a solvent for the polyol component, a mixture of a high boiling polar solvent (eg, ester and ketone) and a high boiling aromatic hydrocarbon is mainly used. In contrast, polyisocyanates are preferably dissolved in high boiling aromatic hydrocarbons.

欧州特許出願公開第0771599 A1号および国際公開第00/25957 A1号が記載する調合物においては、脂肪酸エステルを用いることによって、芳香族溶剤の全体または少なくとも大部分が置き換えられ得る。   In the formulations described in EP 0 771599 A1 and WO 00/25957 A1, all or at least most of the aromatic solvent can be replaced by using fatty acid esters.

米国特許第4,051,092号によって公知であるポリウレタン系においては、たとえばジブトキシメタン、ジプロポキシメタン、ジイソブトキシメタン、ジペンチルオキシメタン、ジヘキシルオキシメタン、ジシクロヘキシルオキシメタン、n−ブトキシイソプロポキシメタン、イソブトキシブトキシメタンおよびイソプロポキシペンチルオキシメタン、アセトアルデヒド−n−プロピルアセタール、ベンズアルデヒド−n−ブチルアセタール、アセトアルデヒド−n−ブチルアセタール、アセトン−ジ−n−ブチルケタールおよびアセトフェノン−ジプロピルケタールなどの溶剤の存在下で、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、または水性フェノールホルムアルデヒド樹脂がジイソシアネートと反応する。実施例においては、ケタールブチラール(1−(ブトキシメトキシ)ブタン)が用いられる。米国特許第4,116,916号および米国特許第4,172,068号は、類似の開示内容を有する。   In the polyurethane systems known from US Pat. No. 4,051,092, for example, dibutoxymethane, dipropoxymethane, diisobutoxymethane, dipentyloxymethane, dihexyloxymethane, dicyclohexyloxymethane, n-butoxyisopropoxymethane, Of solvents such as isobutoxybutoxymethane and isopropoxypentyloxymethane, acetaldehyde-n-propyl acetal, benzaldehyde-n-butyl acetal, acetaldehyde-n-butyl acetal, acetone-di-n-butyl ketal and acetophenone-dipropyl ketal In the presence, an epoxy resin, a polyester resin, or an aqueous phenol formaldehyde resin reacts with the diisocyanate. In the examples, ketal butyral (1- (butoxymethoxy) butane) is used. U.S. Pat. No. 4,116,916 and U.S. Pat. No. 4,172,068 have similar disclosures.

ポリウレタン系におけるジアセタール、具体的にはCからCジアルデヒドおよびCからC12アルコールの転換生成物の使用が国際公開第2006/092716 A1号に開示されている。ジアセタールとして挙げられているのは1,1,2,2−テトラメトキシエタン、1,1,2,2−テトラエトキシエタン、1,1,2,2−テトラプロポキシエタン、1,1,3,3−テトラメトキシプロパン、および1,1,3,3−テトラエトキシプロパンである。ジアセタールは、成形材料混合物の加工時間の延長を可能にすることが定められた。しかし、これは新鮮な混合物の安定性に対して実質的に不利な影響を有する(「即時発射」)。非修飾結合剤に関する安定性の損失は、約15%から約20%である。 The use of diacetals in polyurethane systems, in particular the conversion products of C 2 to C 6 dialdehydes and C 2 to C 12 alcohols, is disclosed in WO 2006/092716 A1. Listed as diacetals are 1,1,2,2-tetramethoxyethane, 1,1,2,2-tetraethoxyethane, 1,1,2,2-tetrapropoxyethane, 1,1,3, 3-tetramethoxypropane and 1,1,3,3-tetraethoxypropane. Diacetal has been determined to allow for an extended processing time of the molding material mixture. However, this has a substantially detrimental effect on the stability of the fresh mixture (“immediate firing”). The loss of stability for the unmodified binder is from about 15% to about 20%.

ほとんどの適用に対して、公知のポリウレタン結合剤によって生産されたコアおよびモールドの強度は十分に高い。   For most applications, the strength of the core and mold produced by known polyurethane binders is sufficiently high.

しかしながら、もし可能であれば強度を失うことなく、すなわち良好な鋳造および安全な取り扱いのために必要なレベルより落とすことなく結合剤含有量を低くするために、強度レベルをさらに増加させることへの関心が高まっている。結合剤の量を減らすことにはいくつかの理由があり、それはたとえば、鋳造の欠陥をもたらすことがありかつ環境を汚染し得る、鋳造中に生成される気体および縮合物の量を減らすためなどである。さらに、結合剤含有量が低いことによって、前に使用した使用済みの砂を再生するコストが低減され、特に鋳造工場は、商業的理由のために可能な限り少量の結合剤を用いることに関心がある。   However, if possible, to further increase the strength level to reduce the binder content without losing strength, i.e. without dropping below that required for good casting and safe handling. Interest is growing. There are several reasons for reducing the amount of binder, such as to reduce the amount of gases and condensates produced during casting, which can lead to casting defects and can contaminate the environment, etc. It is. In addition, the low binder content reduces the cost of reclaiming previously used used sand, and in particular, foundries are interested in using as little binder as possible for commercial reasons. There is.

強度レベルに関してとりわけ重要なのは、特に複雑なコアパッケージを形成するために(部分的に)自動化した設備においてコアが生産の直後に組み立てられるか、または永続的な金属モールドに入れられるときに、適切な初期強度レベルを確実にすることである。   Of particular importance with regard to the strength level is appropriate when the core is assembled immediately after production or placed in a permanent metal mold, particularly in (partly) automated equipment to form complex core packages. It is to ensure the initial strength level.

したがって本発明によって対処される課題は、より低く低められたBTXおよび揮発性有機炭素(VOC)排出をもたらす経済的および生態学的に有利な溶剤を用いて、鋳造産業のための成形物品を生産することを可能にする、ポリウレタンベースの成形材料混合物を提供することであった。   Accordingly, the problem addressed by the present invention is to produce molded articles for the casting industry using economically and ecologically advantageous solvents that result in lower and lower BTX and volatile organic carbon (VOC) emissions. It was to provide a polyurethane-based molding compound mixture that makes it possible to do so.

本発明の目的は、分子当り少なくとも2つの−OH基を有するポリオールを有する少なくとも1つのポリオール成分と、分子当り少なくとも2つの−NCO基を有するポリイソシアネートを有する少なくとも1つのイソシアネート成分とを含有する、成形材料混合物のための結合剤を提供することである。ポリオール成分はさらに、少なくとも少なくとも1つのアルキルアルコール、特に2から5の炭素原子を有するアルキルアルコールを含む。最も具体的には、アルキルアルコールは無水エタノールである。   The object of the present invention comprises at least one polyol component having a polyol having at least two —OH groups per molecule and at least one isocyanate component having a polyisocyanate having at least two —NCO groups per molecule. It is to provide a binder for a molding material mixture. The polyol component further comprises at least one alkyl alcohol, in particular an alkyl alcohol having 2 to 5 carbon atoms. Most specifically, the alkyl alcohol is absolute ethanol.

本発明はさらに、基本的耐火性成形材料と、その基本的耐火性成形材料の重量に対して最大5wt%、好ましくは最大4wt%、特に好ましくは最大3wt%の本発明に従う結合剤系とを含む成形材料混合物に関する。好適な耐火性材料は、たとえば石英鉱石砂、ジルコニウム鉱石砂、またはクロム鉱石砂、カンラン石、シャモット、およびボーキサイトなどを含む。たとえばケイ酸アルミニウム中空球(いわゆるミクロスフェア)、ガラスビーズ、ガラス顆粒、または「セラビーズ(cerabeads)」もしくは「carboaccucast」として公知の球状セラミック成形材料などの、合成によって生産された成形材料も使用され得る。上述の耐火性材料の混合物も可能である。   The invention further comprises a basic refractory molding material and a binder system according to the invention with a maximum of 5 wt%, preferably a maximum of 4 wt%, particularly preferably a maximum of 3 wt%, based on the weight of the basic refractory molding material. It relates to a molding material mixture comprising. Suitable refractory materials include, for example, quartz ore sand, zirconium ore sand, or chromium ore sand, olivine, chamotte, bauxite, and the like. Molded materials produced synthetically can also be used, such as aluminum silicate hollow spheres (so-called microspheres), glass beads, glass granules, or spherical ceramic molding materials known as “cerabeads” or “carbaccucast”. . Mixtures of the above-mentioned refractory materials are also possible.

加えて本発明は、鋳造モールドピースまたはコアを生産するための方法に関する。これは、耐火性材料を、耐火性材料の量に対して0.2〜5wt%、好ましくは0.3〜4wt%、特に好ましくは0.4〜3wt%の結合量の本発明の結合剤系と混合して、成形混合物を得ることによって達成される。この成形混合物をモールドに入れてパターン内で硬化させて、自立する鋳造モールドピースを得る。硬化した成形混合物をパターンから分離して、必要であればさらに硬化させて、硬い固体の硬化鋳造モールドピースを得る。この時点で、溶融金属が鋳造モールドに注ぎ込まれてもよい。   In addition, the present invention relates to a method for producing a cast mold piece or core. This is because the refractory material has a binding amount of the invention of 0.2-5 wt%, preferably 0.3-4 wt%, particularly preferably 0.4-3 wt%, relative to the amount of refractory material. This is accomplished by mixing with the system to obtain a molding mixture. This molding mixture is placed in a mold and cured in a pattern to obtain a self-supporting cast mold piece. The cured molding mixture is separated from the pattern and further cured if necessary to obtain a hard solid cured cast mold piece. At this point, molten metal may be poured into the casting mold.

驚くべきことに、結合剤調合物の一部としてアルキルアルコール、特にエタノールを使用すると、結合剤の経済的、生態学的および実際的な性能基準が容易に果たされることが見出された。さらなる利点として、アルキルアルコールは結合剤成分の低い温度抵抗性を改善することが見出された。   Surprisingly, it has been found that the use of alkyl alcohols, particularly ethanol, as part of the binder formulation, easily meets the economic, ecological and practical performance criteria of the binder. As a further advantage, it has been found that alkyl alcohols improve the low temperature resistance of the binder component.

ポリウレタンコールドボックス(PUCB:polyurethane cold−box)またはポリウレタン非焼成(PUNB:polyurethane no−bake)結合剤系を提供するために2成分アプローチを用いる結合剤組成物においては、放出問題に対する解決策が見出されているようにみえる。こうした系において、パートI成分はポリオールベース樹脂と、一組の好適な補体と、アルキルアルコールとを含み、パートII成分は一組の好適な補体を伴うポリイソシアネートを含む。   In binder compositions that use a two-component approach to provide a polyurethane cold-box (PUCB) or polyurethane-no-bake (PUNB) binder system, there is a solution to the release problem. Looks like it ’s been served. In such systems, the Part I component comprises a polyol-based resin, a set of suitable complements, and an alkyl alcohol, and the Part II component includes a polyisocyanate with a set of suitable complements.

フェノール樹脂およびポリイソシアネートは、コールドボックスプロセスまたは非焼成プロセスに用いられることが従来から公知である化合物からなる群れより選択され得る。なぜなら、本発明の概念は組成物のこれらの部分に固有のものではないと考えられるからである。   The phenolic resin and polyisocyanate may be selected from the group consisting of compounds conventionally known to be used in cold box processes or non-calcined processes. This is because the concepts of the present invention are not believed to be inherent to these parts of the composition.

フェノール樹脂により具体的に言及すると、フェノール樹脂は一般的にフェノールとアルデヒド、特に式RCHOのアルデヒドとの縮合生成物より選択され、ここでRは水素または1から8の炭素原子を有するアルキル部分である。縮合反応は液相において、典型的には130℃未満の温度にて行われる。いくつかのこうしたフェノール樹脂は商業的に入手可能であり、容易に知られるであろう。   Specifically referring to phenolic resin, the phenolic resin is generally selected from the condensation product of phenol and an aldehyde, in particular an aldehyde of the formula RCHO, where R is hydrogen or an alkyl moiety having 1 to 8 carbon atoms. is there. The condensation reaction is carried out in the liquid phase, typically at temperatures below 130 ° C. Some such phenolic resins are commercially available and will be readily known.

好ましいフェノール樹脂成分は、ベンジルエーテルタイプのフェノール樹脂を含むであろう。個々の場合において、フェノール樹脂の調製のために、たとえばo−クレゾール、p−ノニルフェノール、またはp−tert−ブチルフェノールなどのアルキルフェノールを、特にフェノールとの混合物にて用いることが好都合であり得る。必要に応じて、これらの樹脂は、たとえばメチル、エチル、プロピル、およびブチル基などのアルキル基によってヒドロキシメチレン基をキャッピングすることによって得られるアルコキシル化末端基を特徴としてもよい。   Preferred phenolic resin components will include benzyl ether type phenolic resins. In individual cases, it may be advantageous to use alkylphenols, such as, for example, o-cresol, p-nonylphenol, or p-tert-butylphenol, in particular in a mixture with phenol, for the preparation of phenolic resins. If desired, these resins may be characterized by alkoxylated end groups obtained by capping hydroxymethylene groups with alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl groups.

ポリマーイソシアネートに関しては、いくつかの商業的に入手可能なポリマーイソシアネートがこの特定の市場に向けられているが、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を含むポリイソシアネート成分を用いることが好ましいかもしれない。ポリウレタンコールドボックスまたは非焼成プロセスのための2成分結合剤系のイソシアネート成分(第2の成分)は通常、好ましくは2から5のイソシアネート基を有する脂肪族、脂環式、または芳香族ポリイソシアネートを含み、こうしたポリイソシアネートの混合物も使用されてもよい。脂肪族ポリイソシアネートの中でも特に好適なポリイソシアネートは、たとえばヘキサメチレンジイソシアネートなどであり、脂環式ポリイソシアネートの中でも特に好適なものは、たとえば4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどであり、芳香族ポリイソシアネートの中でも特に好適なものは、たとえば2,4’−および2,6’−トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、およびそれらのジメチル誘導体などである。好適なポリイソシアネートのさらなる例は、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシレンジイソシアネート、およびそれらのメチル誘導体、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(ポリマーMDI)などである。すべてのポリイソシアネートが架橋ポリマー構造の形成を伴ってフェノール樹脂と反応するが、実際には芳香族ポリイソシアネートが好ましい。ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(ポリマーMDI)、およびそれらの混合物が特に好ましい。   With respect to polymeric isocyanates, several commercially available polymeric isocyanates are directed to this particular market, but it may be preferable to use a polyisocyanate component including diphenylmethane diisocyanate (MDI). The isocyanate component (second component) of a two-component binder system for a polyurethane cold box or non-baking process usually comprises an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyisocyanate preferably having 2 to 5 isocyanate groups. And mixtures of such polyisocyanates may also be used. Particularly suitable polyisocyanates among aliphatic polyisocyanates are, for example, hexamethylene diisocyanate, and particularly preferred among alicyclic polyisocyanates are, for example, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate. Particularly suitable among the isocyanates are, for example, 2,4′- and 2,6′-toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and dimethyl derivatives thereof. Further examples of suitable polyisocyanates are 1,5-naphthalene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, xylene diisocyanate, and their methyl derivatives, polymethylene polyphenyl isocyanate (polymer MDI), and the like. All polyisocyanates react with the phenolic resin with the formation of a crosslinked polymer structure, but in practice aromatic polyisocyanates are preferred. Particularly preferred are diphenylmethane diisocyanate (MDI), triphenylmethane triisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate (polymer MDI), and mixtures thereof.

ポリイソシアネートは、フェノール樹脂の硬化をもたらすために十分な濃度で用いられる。一般的に、使用される(未希釈)フェノール樹脂の質量に基づいて10〜500重量%、好ましくは20〜300重量%のポリイソシアネートが使用される。ポリイソシアネートは液体の形で用いられる。液体ポリイソシアネートが未希釈の形で用いられてもよく、固体または粘性のポリイソシアネートは有機溶剤の溶液の形で用いられ、溶剤はポリイソシアネート溶液の最大80重量%を占めることが可能である。   The polyisocyanate is used at a concentration sufficient to effect curing of the phenolic resin. Generally, 10 to 500% by weight, preferably 20 to 300% by weight of polyisocyanate is used, based on the mass of the (undiluted) phenolic resin used. The polyisocyanate is used in liquid form. Liquid polyisocyanates may be used in undiluted form, solid or viscous polyisocyanates are used in the form of organic solvent solutions, and the solvent can account for up to 80% by weight of the polyisocyanate solution.

従来より、いくつかの溶剤がパートIおよびパートII成分に用いられてきた。1つは二塩基エステル、一般的にはジカルボン酸のメチルエステルである。シグマアルドリッチ(Sigma−Aldrich)は、このタイプの二塩基エステルをDBEという商品名で販売しており、これは構造式CHC(CHCOCHを有すると考えられ、ここでnは2から4の整数である。別の溶剤は灯油であり、これは150〜275℃の範囲の沸点を有する石油留出物カットの一般名称であると理解される。 Traditionally, several solvents have been used for Part I and Part II components. One is a dibasic ester, generally a methyl ester of a dicarboxylic acid. Sigma-Aldrich sells this type of dibasic ester under the name DBE, which is believed to have the structural formula CH 3 O 2 C (CH 2 ) n CO 2 CH 3 , Here, n is an integer from 2 to 4. Another solvent is kerosene, which is understood to be the generic name for petroleum distillate cuts having boiling points in the range of 150-275 ° C.

有用な他の溶剤は芳香族溶剤は、AROMATIC SOLVENT 100、AROMATIC SOLVENT 150、およびAROMATIC SOLVENT 200として商業的に販売されており、これらはそれぞれSOLVESSO100、SOLVESSO150、およびSOLVESSO200としても公知である。これらはそれぞれCAS登録番号(Registry numbers)64742−95−6、64742−95−5、および64742−94−5を有する。SOLVESSOはエクソン(Exxon)の存続期間が満了した登録商標であるが、これらの溶剤はたとえ他の供給源に由来するものであってもそれらの名称で呼ばれている。   Other useful solvents are aromatic solvents commercially available as AROMATIC SOLVENT 100, AROMATIC SOLVENT 150, and AROMATIC SOLVENT 200, which are also known as SOLVESSO 100, SOLVESSO 150, and SOLVESSO 200, respectively. These have CAS registry numbers 64742-95-6, 64742-95-5, and 64742-94-5, respectively. SOLVESSO is a registered trademark whose Exxon has expired, but these solvents are called by their names even if they come from other sources.

調合物のそれぞれの部分には、性能添加剤も含まれる。パートI成分における特に好ましい性能添加剤は、フッ化水素酸である(これは通常49%水溶液として用いられるが、異なる希釈度または異なる希釈剤によって用いられてもよい)。カップリング剤および脂肪酸に基づく添加剤も使用され得る。パートII成分における好ましい性能添加剤は、修飾脂肪油およびベンチライフエクステンダーを含み、それはホスホールオキシトリクロリド(POCl)、フェニルジクロロホスフェート、およびベンジルホスホールオキシジクロリドを含むだろう。 Each part of the formulation also includes performance additives. A particularly preferred performance additive in the Part I component is hydrofluoric acid (which is usually used as a 49% aqueous solution, but may be used with different dilutions or different diluents). Coupling agents and additives based on fatty acids can also be used. Preferred performance additives in the Part II component include modified fatty oils and bench life extenders, which will include phospholeoxytrichloride (POCl 3 ), phenyl dichlorophosphate, and benzyl phospholeoxydichloride.

近年開発された結合剤系は、従来用いられていた芳香族溶剤の代わりに溶剤としてアルキルアルコール、特にエタノールを用いる。従来の系と同様に、結合剤は2つの部分にして提供され、これら2つの部分は好ましくは別々に包装されて、使用の際にのみ組み合わされる。パートI成分はベースポリオール樹脂と、二塩基エステル(「DBE」)と、たとえばナタネメチルエステルまたはダイズメチルエステルなどの脂肪酸アルキルエステルと、エタノールとを含有する。パートII成分は実質的にジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)であるが、一般的には少量だが有効量(約0.05重量%)の従来のベンチライフエクステンダーを含む。この調合物は芳香族溶剤ベンゼン、トルエン、およびキシレン(一般的に集合的に「BTX」と呼ばれる)を含まないことが直ちに注目されるだろう。したがって、この組成を有する結合剤系はBTX排出が厳しく制限される市場においては有用であろうが、この系の引火点は、引火点の制限が実施される市場においては不利であり得る。しかし、エタノールの経済性および「グリーン」性は、選択された市場に利点を提供するだろう。   Recently developed binder systems use alkyl alcohols, especially ethanol, as the solvent instead of the conventionally used aromatic solvents. As with conventional systems, the binder is provided in two parts, which are preferably packaged separately and combined only in use. The Part I component contains a base polyol resin, a dibasic ester (“DBE”), a fatty acid alkyl ester such as rapeseed methyl ester or soy methyl ester, and ethanol. The Part II component is substantially diphenylmethane diisocyanate (MDI), but generally contains a small but effective amount (about 0.05% by weight) of a conventional bench life extender. It will be immediately noted that this formulation does not contain the aromatic solvents benzene, toluene, and xylene (commonly referred to collectively as “BTX”). Thus, binder systems having this composition may be useful in markets where BTX emissions are severely limited, but the flash point of this system may be disadvantageous in markets where flash point limitation is implemented. However, the economics and “green” nature of ethanol will provide benefits for selected markets.

エタノールが溶剤のBTXファミリーと異なるのは、エタノールが結合剤系における反応性希釈剤だからである。単なる例示の目的として、他の反応性希釈剤はフラン、エポキシ、およびウレタン樹脂調合物に用いられる。再び単なる例示の目的として、これらの反応性希釈剤のいくつかは、トリエチレングリコール、レゾルシノール、およびさまざまな単官能または二官能グリシジルエーテルを含む。しかし、従来のフェノールポリウレタンにおいて反応性希釈剤の使用は、主にコストを下げる目的のために一般的ではない。反応性溶剤または希釈剤は、硬化プロセスの間に重合できて、ポリマーマトリックス内に分散される。反応性希釈剤が反応に関与するため、より低い量の揮発性有機化合物(「VOC」)が予期される。エタノールは単官能アルコールであるため、パートII組成物のイソシアネートと反応してポリウレタンを終結できる。より高い官能性を有するアルコールは、ポリマーを延長または架橋し得る。   Ethanol is different from the BTX family of solvents because it is a reactive diluent in the binder system. For exemplary purposes only, other reactive diluents are used in furan, epoxy, and urethane resin formulations. Again by way of example only, some of these reactive diluents include triethylene glycol, resorcinol, and various mono- or bifunctional glycidyl ethers. However, the use of reactive diluents in conventional phenolic polyurethanes is not common mainly for the purpose of reducing costs. The reactive solvent or diluent can be polymerized during the curing process and dispersed within the polymer matrix. Because reactive diluents are involved in the reaction, lower amounts of volatile organic compounds (“VOC”) are expected. Since ethanol is a monofunctional alcohol, it can react with the isocyanate of the Part II composition to terminate the polyurethane. Alcohols with higher functionality can extend or crosslink the polymer.

反応性ヒドロキシル基を有する溶剤を用いるときは、ポリオールおよび溶剤の総量と完全に反応するために必要とされるイソシアネート基の量を考慮することが重要である。低「当量」溶剤は、必要なイソシアネートの量を大きく増加させる。当量に対する公式はこの産業において公知であり、当業者が容易に使用できる。「当量(equivalent weight)」の逆数は「当量(equivalent)」であり、これも公知の等式に従って各成分に対して算出され得る。最も有用には、−NCO対−OHの比率に最も一般的には100を掛けたものが「指数」として表される。   When using a solvent with reactive hydroxyl groups, it is important to consider the amount of isocyanate groups required to react completely with the total amount of polyol and solvent. Low “equivalent” solvents greatly increase the amount of isocyanate required. The formula for equivalence is well known in the industry and can be readily used by one skilled in the art. The inverse of “equivalent weight” is “equivalent”, which can also be calculated for each component according to known equations. Most usefully, the ratio of -NCO to -OH, most commonly multiplied by 100, is expressed as an "index".

一般的な原則として、この指数は100の約15%以内であるべきである。しかし、エタノールおよび115g/eqの当量を有するポリオール樹脂を含有し、かつパートIおよびIIを60/40の比率で含有する結合剤組成物に基づいてこれらの算出が行われるとき、指数58が得られる。たとえパートIIが99.95%MDIであっても、この系は完全な反応のために十分なイソシアネートを欠いている。比率を48/52に調整するとき、指数は理想的な範囲内の94に改善する。この算出は、混合の際の蒸発によるエタノール損失を想定していない。したがって、比率をさらに精密にすることによって、改善した性能が得られるかもしれない。   As a general rule, this index should be within about 15% of 100. However, when these calculations are made based on a binder composition containing ethanol and a polyol resin having an equivalent of 115 g / eq and containing parts I and II in a ratio of 60/40, an index of 58 is obtained. It is done. Even if Part II is 99.95% MDI, this system lacks sufficient isocyanate for complete reaction. When adjusting the ratio to 48/52, the index improves to 94 within the ideal range. This calculation does not assume ethanol loss due to evaporation during mixing. Thus, improved performance may be obtained by further refinement of the ratio.

加えてこの算出は、1重量%のエタノールが2.94重量%のMDIを消費することを明らかにする。よって、エタノールの使用によってMDI量の増加が必要となり、その結果としてコストが伴い得ることを考慮する必要がある。   In addition, this calculation reveals that 1 wt% ethanol consumes 2.94 wt% MDI. Therefore, it is necessary to consider that the use of ethanol requires an increase in the amount of MDI, which can result in costs.

第一アルコールとしてのエタノールは、結合剤系における溶剤として使用されてきたジアセトンアルコール(CAS Reg.Nr.123−42−2)よりも反応性が高い。この反応性の増加は、実際の作業時間の結果などにおいて明らかである。ベンチライフエクステンダーの添加によっていくつかの反応性の問題を解決できるが、他の問題が引き起こされる。エタノールが用いられるとき、標準的な系に匹敵する反応性を達成するために、結合剤は付加的な触媒を必要とし得る。加えて非焼成結合剤系は、非常に強力な触媒を伴っても2.5分間の作業時間よりも速く加速する問題を有する。混合される砂は、溶剤の総量が低くなること、またはエタノールの反応が未熟であることによって、流動性が低くなることが観察される。最後に、ベンチライフエクステンダーは、硬化したコアおよびモールドの全体的強度性能を減少させる。   Ethanol as the primary alcohol is more reactive than diacetone alcohol (CAS Reg. Nr. 1234-24-2) which has been used as a solvent in the binder system. This increase in reactivity is apparent in the results of actual working time. The addition of a bench life extender can solve some reactivity problems, but causes other problems. When ethanol is used, the binder may require additional catalyst to achieve reactivity comparable to standard systems. In addition, unfired binder systems have the problem of accelerating faster than 2.5 minutes of working time even with very strong catalysts. It is observed that the sand to be mixed is less fluid due to the lower total amount of solvent or the immature ethanol reaction. Finally, the bench life extender reduces the overall strength performance of the cured core and mold.

この概念を実証するために、いくつかの実験調合物を考案し、次いで引張り強度テストに用いた。これらの実施例において、ポリオール樹脂は、ヒドロキシル当量115g/eqを有するベンジリックエーテルフェノール樹脂、CAS Reg.Nr.9003−35−4である。使用される二塩基エステルは、グルタル酸ジメチルと、コハク酸ジメチルと、アジピン酸ジメチルとの混合物である。INNOVATI 170は、ダイズ油の脂肪酸の商業的に入手可能なメチルエステル、CAS Reg.Nr.67784−80−9である。   To demonstrate this concept, several experimental formulations were devised and then used for tensile strength testing. In these examples, the polyol resin is a benzylic ether phenolic resin having a hydroxyl equivalent weight of 115 g / eq, CAS Reg. Nr. 9003-35-4. The dibasic ester used is a mixture of dimethyl glutarate, dimethyl succinate and dimethyl adipate. INNOVATI 170 is a commercially available methyl ester of fatty acids of soybean oil, CAS Reg. Nr. 67784-80-9.

提供される実施例において、イソシアネートタイプ1は、31〜33%のNCO含有量を有するポリマージフェニルメタンジイソシアネートである。4−PPPは4−(3−フェニルプロピル)ピリジン(4−(3−phenylpropyl)pyridine)、CAS Reg.Nr.2057−49−0である。NMIはN−メチルイミダゾール(N−methyl imidazole)、CAS Reg.Nr.616−47−7である。エタノールに対する言及は、無水エタノールに対するものである。   In the examples provided, isocyanate type 1 is a polymer diphenylmethane diisocyanate having an NCO content of 31-33%. 4-PPP is 4- (3-phenylpropyl) pyridine (4- (3-phenylpropyl) pyridine), CAS Reg. Nr. 2057-49-0. NMI is N-methyl imidazole, CAS Reg. Nr. 616-47-7. References to ethanol are to absolute ethanol.

組成物A
組成物Aと呼ばれる第1の調合物は、次のパートI成分を有した。
Composition A
The first formulation, called Composition A, had the following Part I ingredients.

Figure 2019502768
Figure 2019502768

組成物Aに対するパートII成分は次のとおりであった。   The Part II ingredients for Composition A were as follows:

Figure 2019502768
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モノフェニルジクロロホスフェートは、CAS Reg No770−12−7を有する。組成物Aは一般的に、パートI成分のエタノールによってBTX溶剤が完全に置き換えられた結合剤系と特徴付けられてもよい。こうした系は、エタノールが容易に入手可能であり、かつBTX放出が厳しく制限されるような市場において商業的適用を有してもよい。一例として、こうした市場はブラジル(Brazil)に見出され得る。   Monophenyl dichlorophosphate has CAS Reg No 770-12-7. Composition A may be generally characterized as a binder system in which the BTX solvent is completely replaced by the ethanol of Part I component. Such systems may have commercial applications in markets where ethanol is readily available and BTX release is severely limited. As an example, such a market can be found in Brazil.

組成物B
組成物Bと呼ばれる第2の調合物は、次のパートI成分を有した。
Composition B
A second formulation, called Composition B, had the following Part I ingredients.

Figure 2019502768
Figure 2019502768

組成物Bに対するパートII成分は次のとおりであった。   The Part II ingredients for Composition B were as follows:

Figure 2019502768
Figure 2019502768

組成物BのパートI成分は、組成物AのパートIのDBEおよびINNOVATI 170溶剤を芳香族炭化水素溶剤(「BTX溶剤」)で置き換えることによって変更したものである。加えて組成物Bは、組成物AのパートIIと同一のパートII成分を有する。   The Part I component of Composition B was modified by replacing the Part I DBE and INNOVATI 170 solvent of Composition A with an aromatic hydrocarbon solvent ("BTX solvent"). In addition, Composition B has the same Part II ingredients as Part II of Composition A.

組成物C
組成物Cと呼ばれる第3の調合物は、次のパートI成分を有した。
Composition C
A third formulation, called Composition C, had the following Part I ingredients.

Figure 2019502768
Figure 2019502768

組成物Cに対するパートII成分は次のとおりであった。   The Part II ingredients for Composition C were as follows:

Figure 2019502768
Figure 2019502768

組成物Cは、合衆国(United States)で用いられる従来のフェノール結合剤系と特徴付けられ、その市場に対するフェノールウレタン非焼成結合剤ベースライン比較として提供される。ともに用いられるパートI成分にエタノールがないため、パートIIは組成物AおよびBよりも低いパーセンテージのイソシアネートタイプIを有する。   Composition C is characterized as a conventional phenolic binder system used in the United States and is provided as a phenolurethane non-calcined binder baseline comparison for that market. Part II has a lower percentage of isocyanate type I than Compositions A and B because there is no ethanol in the Part I component used together.

引張り強度テスト
各場合に1.2重量%の結合剤レベルを有するウェドロン(Wedron)410,51GFNケイ砂に対して、引張り強度テストを行った。
Tensile Strength Test Tensile strength tests were performed on Wedron 410, 51 GFN quartz sand having a binder level of 1.2% by weight in each case.

下の表1に示される最初のテストにおいて、従来のフェノールウレタン非焼成結合剤調合物(組成物C)を、エタノール含有パートIを有する結合剤(組成物AおよびB)と比較した。予想に反することなく、エタノール含有系は比較可能な作業時間およびストリップ時間を達成するためにより多くの触媒を必要とし、組成物Cの88という高い指数に対して−NCO対−OHの指数が58しかなかったため、イソシアネートが不十分であったために時間とともに引張り強度を発達させることができなかった。なお、組成物AおよびBはエタノールとイソシアネートとの未熟な反応を抑制するためにパートIIにベンチライフエクステンダーを含んだために、高い触媒要求がもたらされた。   In the first test shown in Table 1 below, a conventional phenolurethane unfired binder formulation (Composition C) was compared to binders with ethanol-containing Part I (Compositions A and B). Unexpectedly, ethanol-containing systems require more catalyst to achieve comparable working and strip times, with an index of -NCO vs. -OH of 58 for the high index of 88 for composition C. However, because of insufficient isocyanate, the tensile strength could not be developed over time. Note that compositions A and B included a bench life extender in Part II to inhibit premature reaction between ethanol and isocyanate, resulting in high catalyst requirements.

Figure 2019502768
Figure 2019502768

周知であるとおり、上記で用いられる「作業時間」とは、結合剤成分と砂とを混合してから、形成された鋳造形状がパターン内のさらなる作業を有効に妨げる硬さに達するまでの間に経過する時間の表現であると大まかに理解され得る。より技術的には、「作業時間」とは、形成された鋳造形状が、デトロイト(Detroit)、MIのハリー(Harry)W.ディタート(Dietert)社の販売するゲージを用いてグリーン硬度(Green Hardness)「B」スケールにおいて60のレベルに達するまでに経過した時間のことである。このテストの詳細は、共有された米国特許第6,602,931号を含む多くの場所で見出される。「ストリップ時間」は、結合剤成分と砂とを混合してから、形成された鋳造形状がパターンから取り出され得るまでの経過時間を大まかに定義するものである。本明細書において用いられる技術的な意味では、「ストリップ時間」とは、形成された鋳造形状が同じグリーン硬度「B」スケールにおいて90のレベルを達成するために必要とされる時間である。したがって、ストリップ時間と作業時間との差は、形成されたモールドに対して作業を行うことができないが、まだパターンから取り出すことができない無駄時間の量である。   As is well known, the “working time” used above refers to the time between mixing the binder component and sand until the cast shape formed reaches a hardness that effectively prevents further work in the pattern. It can be understood roughly as an expression of the time that elapses. More technically, “working time” refers to the shape of the cast formed when the Detroit, MI Harry W. It is the time elapsed to reach a level of 60 on the Green Hardness “B” scale using a gauge sold by Dietert. Details of this test are found in many places, including shared US Pat. No. 6,602,931. “Strip time” is a rough definition of the elapsed time from mixing the binder component and sand to when the cast shape formed can be removed from the pattern. In the technical sense used herein, “strip time” is the time required for the cast shape formed to achieve a level of 90 on the same green hardness “B” scale. Therefore, the difference between the strip time and the work time is the amount of wasted time that cannot be worked on the formed mold but cannot yet be removed from the pattern.

より早い作業時間を提供するための「よりホットな」NMI触媒を用いて、組成物CおよびAを再びテストした。組成物Aは、所望の作業時間/ストリップ時間特性を達成するために、混合された触媒系においてより高いNMI含有量を必要とした。下の表2に示されるとおり、その結果は表1の結果と一致しており、予想に反しないものである。   Compositions C and A were tested again using a “hotter” NMI catalyst to provide faster working times. Composition A required a higher NMI content in the mixed catalyst system in order to achieve the desired working time / strip time characteristics. As shown in Table 2 below, the results are consistent with the results in Table 1 and are not against expectations.

Figure 2019502768
Figure 2019502768

表1に関して述べられたとおり、組成物Aは最初に、約90から110という所望の指数よりもかなり低い指数にてテストされた。所望の指数は、パートI対パートIIの比率を60/40から48/52に調整することによって得ることができる。これを行って表1の条件を繰り返すとき、ここでも引張り強度は従来のフェノールウレタン非焼成結合剤ベースライン(表1の組成物C)と一致できないが、この結合剤は時間とともに強度を発達させ続ける。   As stated with respect to Table 1, Composition A was first tested at an index well below the desired index of about 90 to 110. The desired index can be obtained by adjusting the Part I to Part II ratio from 60/40 to 48/52. When this is done and the conditions in Table 1 are repeated, the tensile strength again does not match the conventional phenol urethane unfired binder baseline (Composition C in Table 1), but this binder develops strength over time. to continue.

Figure 2019502768
Figure 2019502768

述べられたとおり、表1において結合剤は1.2重量%にて適用された。結合剤を1.48重量%に増やし、かつ48/52の比率を用いることによって、組成物Aは157の1hr引張り強度と、3hrおよび24hrにおけるそれぞれ302および309の引張り強度とを有することが判定された。よって組成物A(1.48%結合剤)は、使用される結合剤の比率および量を調整することによって、組成物Cベースラインの場合(1.2%結合剤)の性能に近づき得ることが分かる。   As stated, in Table 1, the binder was applied at 1.2% by weight. By increasing the binder to 1.48% by weight and using a ratio of 48/52, composition A was determined to have a 1 hr tensile strength of 157 and a tensile strength of 302 and 309 at 3 hr and 24 hr, respectively. It was done. Thus Composition A (1.48% binder) can approach the performance of the Composition C baseline (1.2% binder) by adjusting the proportion and amount of binder used. I understand.

VOCテスト
揮発性有機炭素(「VOC」)は、いくつかの異なるテストによって測定され得る。これらのテストの第1のものは、EPAメソッド(Method)24である。そのテストにおいては、重量0.3〜0.5gのサンプルを3mlのアセトンに溶解して、110℃のオーブンに1時間入れる。VOCのパーセンテージは失った重量に基づく。組成物C、AおよびB、すなわちフェノールウレタン非焼成結合剤ベースラインと、2つのエタノール含有系とのパートI成分に対して、このテストを行った。それぞれの%VOCは53.9%、51.8%、および49.8%であった。これらの結果は本質的に等しく、区別できるものではない。パートII成分は実際にEPAメソッド24に従ってテストされなかったが、組成物AおよびBについては、高いイソシアネートおよびAROMATIC 100構成要素の不在のために5%VOC未満であると考えられる。従来のパートII成分は、20%から40%の範囲のEPAメソッド24に従うVOC含有量を有するため、エタノール含有系は系全体に対するVOC含有量を低減させることが予期されるだろう。
VOC Tests Volatile organic carbon (“VOC”) can be measured by several different tests. The first of these tests is the EPA method (Method) 24. In that test, a sample weighing 0.3-0.5 g is dissolved in 3 ml of acetone and placed in an oven at 110 ° C. for 1 hour. The percentage of VOC is based on the weight lost. This test was performed on Compositions C, A, and B, a Part I component of a phenolurethane non-fired binder baseline and two ethanol-containing systems. The respective% VOCs were 53.9%, 51.8%, and 49.8%. These results are essentially equal and cannot be distinguished. The Part II component was not actually tested according to EPA Method 24, but for Compositions A and B, it is believed to be less than 5% VOC due to the high isocyanate and absence of AROMATIC 100 components. Since conventional Part II components have a VOC content according to EPA Method 24 in the range of 20% to 40%, an ethanol containing system would be expected to reduce the VOC content for the entire system.

第2のタイプのVOCテストは、EPAメソッド24「反応」テストである。このテストにおいては、重量約0.3gの多成分結合剤(すなわちパートI、パートII、および触媒を含む)のサンプルを好ましい比率で混合し、次いで3mlのアセトンに溶解する。これを1〜24時間順化して、110℃のオーブンに1時間入れる。VOCのパーセンテージは失った重量に基づく。ベースライン組成物(C)は、EPAメソッド24「反応」テストにおいて30.2%VOCを有した。エタノール含有組成物AをパートI/パートII比率60/40にて測定したとき、EPAメソッド24「反応」は14.4%VOCであった。同じ組成物をより好ましい48/52の比率で測定したとき、EPAメソッド24「反応」VOC含有量は7.2%に落ち、これは50%の低減であり、ベースライン組成物の約20%の量である。   The second type of VOC test is the EPA Method 24 “Reaction” test. In this test, a sample of multi-component binder (ie, containing Part I, Part II, and catalyst) weighing about 0.3 g is mixed in the desired ratio and then dissolved in 3 ml of acetone. This is acclimated for 1-24 hours and placed in an oven at 110 ° C. for 1 hour. The percentage of VOC is based on the weight lost. Baseline composition (C) had 30.2% VOC in the EPA Method 24 “Reaction” test. When the ethanol-containing composition A was measured at a Part I / Part II ratio of 60/40, the EPA Method 24 “Reaction” was 14.4% VOC. When the same composition was measured at a more preferred 48/52 ratio, the EPA Method 24 “Reaction” VOC content dropped to 7.2%, a 50% reduction, about 20% of the baseline composition. Is the amount.

1つまたはそれ以上の規制当局によって関連性があると考えられている第3のタイプのVOCテストは、OCMAテスト(オハイオ・キャスト・メタルズ・アソシエーション(Ohio Cast Metals Association))である。このテストにおいては、24時間にわたって砂と結合剤との混合ボウルに対する重量損失が測定される。結合剤の量が変わり得るため、結果は混合した砂1トン当りのVOCのポンド数、または結合剤1ポンド当りのVOCのポンド数として報告され得る。ベースライン組成物Cを、55/45の比率および1.25重量%BOBの4−PPPを用いてテストしたとき、砂1トン当りのVOCのポンド数は12時間後に1.03、24時間後に1.41と測定され、これらはそれぞれ結合剤1ポンド当り0.050および0.069ポンドのVOCに変換される。エタノール含有組成物Aの重量損失の大部分は混合の際に起こったことが注目され、これは予想に反しない。   A third type of VOC test that is considered relevant by one or more regulatory authorities is the OCMA test (Ohio Cast Metals Association). In this test, weight loss is measured for the sand and binder mixing bowl over a 24 hour period. Since the amount of binder can vary, the results can be reported as pounds of VOC per ton of mixed sand or pounds of VOC per pound of binder. When Baseline Composition C was tested with 4-PPP at a 55/45 ratio and 1.25 wt% BOB, the pounds of VOC per tonne of sand was 1.03 after 12 hours and after 24 hours. It is measured as 1.41, which translates to 0.050 and 0.069 pounds of VOC per pound of binder, respectively. It is noted that most of the weight loss of the ethanol-containing composition A occurred during mixing, which is not unexpected.

低分子量を有するアルコールの中でも、エタノールはこの適用に対する一意の位置にあるだろう。メタノールは引火点がより低く、毒性がより高い。加えて、メタノールは再生可能な「グリーン」供給源から入手できないと思われる。プロパノールのいずれの異性体も、より高分子量のアルコールも、すべてエタノールよりも高い引火点を有するが、典型的に再生可能な資源の発酵によって入手できない。   Among alcohols with low molecular weight, ethanol will be in a unique position for this application. Methanol has a lower flash point and higher toxicity. In addition, methanol is unlikely to be available from renewable “green” sources. None of the isomers of propanol, higher molecular weight alcohols, all have a higher flash point than ethanol, but are typically not available by fermentation of renewable resources.

Claims (14)

成形材料混合物のための結合剤系であって、
分子当り少なくとも2つの−OH基を有するポリオールベース樹脂と、溶剤としての2から5の炭素原子を有するアルキルアルコールとを有する第1の成分と、
分子当り少なくとも2つの−NCO基を有するポリイソシアネートを有する第2の成分とを含み、
前記それぞれの成分は別々に包装されて、使用の際に組み合わされる、結合剤系。
A binder system for a molding material mixture comprising:
A first component having a polyol-based resin having at least two —OH groups per molecule and an alkyl alcohol having 2 to 5 carbon atoms as a solvent;
A second component having a polyisocyanate having at least two -NCO groups per molecule;
A binder system in which the respective components are packaged separately and combined in use.
前記アルキルアルコールは無水エタノールである、請求項1に記載のポリウレタン結合剤前駆物質。   The polyurethane binder precursor of claim 1, wherein the alkyl alcohol is absolute ethanol. 少なくとも前記第1の成分は、芳香族炭化水素溶剤を実質的に含まない、請求項1または請求項2に記載の結合剤系。   3. A binder system according to claim 1 or claim 2 wherein at least the first component is substantially free of aromatic hydrocarbon solvent. 前記それぞれ第1および第2の成分は、前記第1の成分が前記第2の成分よりも少ない重さになるような重量比で存在する、請求項1または請求項2に記載の結合剤系。   The binder system of claim 1 or claim 2, wherein the first and second components, respectively, are present in a weight ratio such that the first component is less weight than the second component. . 前記第2の成分は、本質的に0.1%未満のベンチライフエクステンダーを伴うジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)からなる、請求項1または請求項2に記載の結合剤系。   3. A binder system according to claim 1 or claim 2, wherein the second component consists essentially of diphenylmethane diisocyanate (MDI) with a bench life extender of less than 0.1%. 前記第1の成分は、前記ポリオールベース樹脂および前記アルキルアルコールに加えて、少なくとも1つの脂肪酸メチルエステルおよび少なくとも1つの二塩基エステルを含む、請求項1または請求項2に記載の結合剤系。   3. The binder system according to claim 1 or claim 2, wherein the first component comprises at least one fatty acid methyl ester and at least one dibasic ester in addition to the polyol base resin and the alkyl alcohol. 前記第1の成分は、約56.8重量%の前記ポリオール樹脂と、23.9重量%の前記少なくとも1つの二塩基エステルと、16.9重量%の前記アルキルアルコールとを含有し、残部は前記少なくとも1つの脂肪酸メチルエステルである、請求項6に記載の結合剤系。   The first component contains about 56.8% by weight of the polyol resin, 23.9% by weight of the at least one dibasic ester, and 16.9% by weight of the alkyl alcohol, with the balance being 7. The binder system according to claim 6, wherein the at least one fatty acid methyl ester. 約48重量部の前記第1の成分が約52重量部の前記第2の成分とともに用いられるように、前記第1および第2の成分が包装される、請求項1または請求項2に記載の結合剤系。   3. The first and second components of claim 1 or claim 2, wherein the first and second components are packaged such that about 48 parts by weight of the first component is used with about 52 parts by weight of the second component. Binder system. 耐火性モールドベース材料と、
請求項1から8のいずれか一項に記載の結合剤系と
を含む、成形材料混合物。
Fireproof mold base material,
A molding material mixture comprising a binder system according to any one of the preceding claims.
前記耐火性モールドベース材料は、石英鉱石砂、ジルコニウム鉱石砂、クロム鉱石砂、カンラン石、シャモット、ボーキサイト、ケイ酸アルミニウム中空球、ガラスビーズ、ガラス顆粒、球状セラミック成形材料、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項9に記載の成形材料混合物。   The refractory mold base material comprises quartz ore sand, zirconium ore sand, chromium ore sand, olivine, chamotte, bauxite, aluminum silicate hollow sphere, glass beads, glass granules, spherical ceramic molding material, and combinations thereof 10. Molding material mixture according to claim 9, selected from the group. 前記結合剤系は、前記耐火性モールドベース材料の重量に基づいて0.2〜5重量%の量で存在し、好ましくは0.3〜4重量%の範囲、最も好ましくは0.4〜3重量%の範囲で存在する、請求項9または請求項10に記載の成形材料混合物。   The binder system is present in an amount of 0.2-5% by weight based on the weight of the refractory mold base material, preferably in the range of 0.3-4% by weight, most preferably 0.4-3. 11. Molding material mixture according to claim 9 or claim 10, present in the range of% by weight. 溶融金属の鋳造のためのモールドまたはコアを生産するための方法であって、
有機結合剤系および耐火性成形材料を提供するステップであって、前記有機結合剤系は使用時まで組み合わされない2つの成分として提供される、ステップと、
前記有機結合剤系の前記2つの成分を前記耐火性成形材料と混合して、成形可能な鋳造混合物を提供するステップと、
前記成形可能な鋳造混合物でモールドまたはコアを形成するステップと、
形成された前記モールドまたはコアを硬化させるステップとを含む、方法。
A method for producing a mold or core for casting molten metal, comprising:
Providing an organic binder system and a refractory molding material, wherein the organic binder system is provided as two components that are not combined until in use;
Mixing the two components of the organic binder system with the refractory molding material to provide a moldable casting mixture;
Forming a mold or core with the moldable casting mixture;
Curing the formed mold or core.
前記方法はポリウレタン「コールドボックス」法であり、前記硬化させるステップは、前記形成されたモールドまたはコアに気体三級アミンを通すことによって達成される、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the method is a polyurethane “cold box” method and the curing step is accomplished by passing a gaseous tertiary amine through the formed mold or core. 前記方法はポリウレタン「非焼成」法であり、前記硬化させるステップは、前記2つの成分および前記耐火性成形材料に液相の三級アミンを加えることによって達成される、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the method is a polyurethane “non-fired” method and the curing step is accomplished by adding a liquid phase tertiary amine to the two components and the refractory molding material. .
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61502387A (en) * 1984-06-04 1986-10-23 アシユランド・オイル・インコ−ポレ−テツド binder composition
JPH0347647A (en) * 1989-07-11 1991-02-28 Yamaha Motor Co Ltd Continuous production of sand mold for casting
JPH05271380A (en) * 1986-02-25 1993-10-19 Ashland Oil Inc Molding composition and its use
JPH08510007A (en) * 1993-08-13 1996-10-22 アシュランド サドヘミ ケルンフェスト ゲーエムベーハー Composition for mold and core production
JPH09253786A (en) * 1995-11-01 1997-09-30 Huettenes Albertus Chem Werke Gmbh Polyurethane binder of mixture of forming material in manufacturing molding die and core die
AU5825999A (en) * 1995-02-21 2000-02-03 Mancuso Chemicals Limited Chemical binder
JP2011510818A (en) * 2008-02-01 2011-04-07 アッシュランド−ズードケミー−ケルンフェスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Use of branched alkanediol carboxylic acid diesters in polyurethane-based casting binders.
JP2012533433A (en) * 2009-07-16 2012-12-27 エーエスケー ケミカルズ リミテッド パートナーシップ Casting binder containing one or more cycloalkanes as solvent

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3485797A (en) 1966-03-14 1969-12-23 Ashland Oil Inc Phenolic resins containing benzylic ether linkages and unsubstituted para positions
US3429848A (en) 1966-08-01 1969-02-25 Ashland Oil Inc Foundry binder composition comprising benzylic ether resin,polyisocyanate,and tertiary amine
US3676392A (en) 1971-01-26 1972-07-11 Ashland Oil Inc Resin compositions
US4051092A (en) 1975-11-13 1977-09-27 International Minerals & Chemical Corporation Foundry core composition of aggregate and a binder therefor
US4116916A (en) 1976-10-26 1978-09-26 International Minerals & Chemical Corp. Foundry resin components
US4172068A (en) 1978-07-24 1979-10-23 International Minerals & Chemical Corporation Foundry core composition of aggregate and a binder therefor
US4546124A (en) 1984-10-12 1985-10-08 Acme Resin Corporation Polyurethane binder compositions
DE19850833C2 (en) 1998-11-04 2001-06-13 Ashland Suedchemie Kernfest Binder system for the production of cores and molds based on polyurethane, their use and method for producing a mold part based on polyurethane
US6602931B2 (en) 2001-07-24 2003-08-05 Ashland Inc. Polyurethane-forming binders
FR2882668B1 (en) 2005-03-04 2007-06-15 Clariant France Soc Par Action COMPOSITION FOR FOUNDRY

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61502387A (en) * 1984-06-04 1986-10-23 アシユランド・オイル・インコ−ポレ−テツド binder composition
JPH05271380A (en) * 1986-02-25 1993-10-19 Ashland Oil Inc Molding composition and its use
JPH0347647A (en) * 1989-07-11 1991-02-28 Yamaha Motor Co Ltd Continuous production of sand mold for casting
JPH08510007A (en) * 1993-08-13 1996-10-22 アシュランド サドヘミ ケルンフェスト ゲーエムベーハー Composition for mold and core production
AU5825999A (en) * 1995-02-21 2000-02-03 Mancuso Chemicals Limited Chemical binder
JPH09253786A (en) * 1995-11-01 1997-09-30 Huettenes Albertus Chem Werke Gmbh Polyurethane binder of mixture of forming material in manufacturing molding die and core die
JP2011510818A (en) * 2008-02-01 2011-04-07 アッシュランド−ズードケミー−ケルンフェスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Use of branched alkanediol carboxylic acid diesters in polyurethane-based casting binders.
JP2012533433A (en) * 2009-07-16 2012-12-27 エーエスケー ケミカルズ リミテッド パートナーシップ Casting binder containing one or more cycloalkanes as solvent

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