JPS58224039A - 鋳物用結合剤 - Google Patents

鋳物用結合剤

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Publication number
JPS58224039A
JPS58224039A JP57106209A JP10620982A JPS58224039A JP S58224039 A JPS58224039 A JP S58224039A JP 57106209 A JP57106209 A JP 57106209A JP 10620982 A JP10620982 A JP 10620982A JP S58224039 A JPS58224039 A JP S58224039A
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JP
Japan
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binder
compd
compound
polyol
amino group
Prior art date
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Pending
Application number
JP57106209A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadayoshi Matsuura
松浦 忠義
Shinjiro Otsuka
大塚 新次郎
Hideo Kunitomo
秀夫 国友
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication of JPS58224039A publication Critical patent/JPS58224039A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B22C1/2233Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B22C1/2273Polyurethanes; Polyisocyanates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規にして有用なる鋳物用結合剤に関し、さら
に詳細には、特定のポリオール化合物を結合剤のベース
樹脂成分として用いた、室温で硬化可能な、二液型で自
硬性の鋳物用結合剤に関する。
インシアネート化合物と汎用のポリオール化合物または
アミン化合物中の活性水素との反応により硬化させると
いう結合剤は公知であるが、性能的には好ましいものと
は言えなく、これに代わって特公昭45−15481号
、49−10569号、54−42842号および55
−7558号公報などに記載されているような種々の方
法が提案されている。
これらの方法を簡単に記載するならば、第一成分として
 ポリインシアネート化合J′@:、第二成分として 
オキシラン環化合物と、三核体以上の7工ノール系化合
物との反応によるポリオール化合物、あるいはオキシラ
ン環を1個有する化合物とアミン類との反応により得ら
れる分子中に第三級アミノ基を有するポリオール化合物
を、 第三成分として硬化促進剤 を用いる方法である。
そのうち、オキシラン環化合物とフェノール系化合物と
の反応によるポリオール化合物を用いる方法によった場
合には、非常に好ましい強度性能を有するものが得られ
るが、主として第三級アミン単体または金属含有化合物
なる硬化促進剤を添加したものだけでは、鋳物砂に対し
ての選択性磨があって、砂の種類により極端な性能の差
異を生ずるし、1反対に、前述した如き第三級アミノ基
を有するポリオール化合物を用いる方法の場合には、砂
に対する選択性は可成り改良されるものの、強度性能の
方は今−歩といった処であり、その間の理由付けは未だ
不明である。
前記した特公昭54−42842号公報に記載されてい
イ る発明は、上述した如き両方の場合におけるそれぞれの
特長を生かしたものであるといえるような極めて高性能
を4性のものを得るべく鋭意検討した結果、オキシラン
環を2個以上もった化合物とモノ−および/またはジェ
タノールアミンとの反応によって得られる分子内に第三
級アミノ基をもったポリオール化合物が、こうした目的
に合致し、とくに砂に対する選択性が少なく、しかも強
度水準の高い結合剤を与えることを見出して、本発明を
完成させるに到った。
すなわち、本発明は必須の成分としてそれぞれ、(1)
ポリインシアネート化合物と、(2)ジェタノールアミ
ンまたはモノエタノールアミンと、オキシラン環を2個
以上有する化合物との反応によって得られる、分子中に
第三級アミノ基を有するポリオール化合物とを用いて成
る、室温で硬化可能な二液型鋳物用結合剤を提供するも
のである。
ここで、上記したオキシラン環を2個以上有する化合物
(以下、ポリエポキシドともいう。)として代表的なも
のには、ビスフェノール型エポキシ樹脂、レゾルシン型
エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂もしくはポリ
オールのエーテル型エポキシ樹脂の如きグリシジルエー
テル型エポキシ化合物;またはエポキシ化ポリオレフィ
ン、エポキシ化油もしくはシクロペンタジェンOジオキ
サイドの如き不飽和二重結合含有化合物を酸化させてオ
キシラン環を導入せしめた化合物などがある。
副反応が殆んど起らないという点ではグリシジルエーテ
ル型エポキシ化合物が好ましく、とくにビスフェノール
型エポキシ樹脂は高強度を与えるので好ましい。この捻
かに、必要に応じて、減粘効果を有す(モノエポキシド
類を併用することもできる。
ジェタノールアミンまたはモノエタノールアミンとポリ
エポキシドとは室温でも付加反応が起こり易く、極めて
容易に目的とする前記の第三級アミノ基含有ポリオール
化合−物を得ることができる。
しかし、本発明組rJii、物はそれを構成するベース
樹脂成分として前記の第三級アミノ基含有ポリオール化
合物(2)を必須のものとするが、かかるポリオニル化
合物のみでは硬化速度の上で、φ季を通じての温度差に
対して適用できない場合もあるし、しかも最近°G耘使
用砂の再利用を目的とした回収システムも普及されてい
るために、回収サイクルが短かくて未だ冷却されていな
い熱いままの砂を使用する場合もある処から、室温硬化
の自硬性鋳型用結合剤であるからといっても、現実には
一り0℃〜+60℃程度の温度範囲に亘って使用できる
ような特別の考慮がなされるべきであろう。
つまり、前記の第三級アミ7基含有ポリオール化合物(
2)4節に生起されたこの第三級アミノ基による促進効
果だけでは過不足が起こる処から、当該ポリオール化合
物(2)と他の汎用のポリオール類とを併用し、これら
両ポリオール間の混合割合の変化によって硬化速度を調
節したり、あるいは予めポリオール自体を高温域での使
用に適するように設計すると同時に、硬化促進剤をも併
用することによって硬化速度を調整するという方法があ
るが、前者方法のみによる場合には、どうし【も低温域
での速硬化性に不足するきの ら\・があるので、後者方法によ潟に好ましく、これに
より両ポリオール間の組成割合が大きく変化することが
なくなるというメリットも得られる。
かかる併用すべきポリオール類として代表的なもの忙は
、イ      エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ペンチルグリコニル、ネオペンチルグリコール
、ヘキサンジオール、グリセリン、ポリエチレングリコ
ールもしくはポリプロピレングリコールまたはそれらの
ポリエステルポリオール類などの如き各種のポリヒドロ
キシ化合物があるが、強度性能上からはビスフェノール
−AKエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイ
ドなどの如きアルキレンオキサイドなU加させて得られ
る、フェノール類化合物のアルキレンオキサイド付加物
の如きポリヒドロキシ化合物の使用が特に好ましい。
こうした併用性ポリオール類と前記した第三級アミノ基
含有ポリオール化合物(2)との重蓋基準の混合割合は
2o:80〜80:20とすべきであり、こうした混合
使用に従う場合には、混合ポリオールなメチルエチルケ
トンもしくはインホロンの如きケトン系:キシレンもし
くは「ンルペツン」の如き芳香族炭化水素系:酢酸エチ
ルもしくは酢酸ブチルの如きエステル系;エチレングリ
コールモノメチルエーテルアセテートもしくは「プチル
セジンルプアセテート」の如きエステルエーテル系など
の、活性水素を有しな゛い溶剤に溶解し、40〜80重
、it%の範囲の濃度で使用するのが適当である。
次に、前記したポリインシアネート化合物+11として
代表的なものにはトリレンジインシアネート、ジフェニ
ルメタンジインシアネート、ヘキサメチレンジインシア
ネートもしくは六フタレンジインシアネート、あるいは
これらのジインシアネート類とポリオール類またはポリ
アミン類との反応生成物などがあるが、通常は、粗製の
ジフェニルメタンジインシアネートが毒性も少なく、し
かも経済的である処から有効であるが、本発明において
も充分に適用できるものである。
当該ポリインシアネート化合物(1)もまた、前記した
第三級アミノ基含有ポリオール化合物(2)と同様に、
前述した如き活性水素をもたない溶剤に溶解させて40
〜80重f係なる濃度で使用するのが好ましい。
而して、ポリオール化合!vA2)を必須のものとする
ポリオール類の有効成分とポリインシアネート化合物(
1)の有効成分との比率は、−厳密には、水酸基当量゛
とインシアネート当量とが1=1のものから稍々ポリイ
ンシアネート化合物の量を多い目にした配合割合となる
のが好ましいとされてはいるが、実用上はポリオール類
とポリインシアネート化合物とのit比率で50/70
〜70/30なる範囲内とするのがよい。
かくして得られる本発明結合剤には、前述したように、
硬化促進剤を加えてもよく、かかる硬化促進剤として代
表的なものにはトリエチルアミン、トリエチレンジアミ
ン、N−モルホリン、テトラエチレンジアミン、テトラ
プロピレンジアミンもしくはヘキサメチレンテトラミン
の如き第三級アミン類:またはオクチル酸錫、ジブチル
ラウリン酸錫、塩化第二錫もしくはナンテン酸コバルト
の如き金属含有化合物類があるが、特に好ましいものと
してはトリエチレンジアミンである。
そして、かかる硬化促進剤の使用量はポリオール類の有
効成分に対して0〜10重′1にチなる範囲が適当であ
り、このような少量の使用量も元号に一60℃〜+60
℃という温度範囲に適用させることができる。
さらに、本発明結合剤にはアミノシランカップリング剤
をも添加することができるが、かかるカップリング剤の
添加量はポリオール類の有効成分に対して[1,1〜1
重量%の範囲であり、これにより本発明結合剤の強度を
一層向上せしめることができる。
次に、本発明を参考例、実施例および比較例により具体
4   よ、1、ヵ8、ワ、3おい、おおよU%+’i
%lc。。ヶい限り、すべて重量基準であるものとする
参考例1(第三級アミノ基含有ポリオール化合物のaI
1m例)「エピクロン850J(大日本インキ化学工業
■製ビスフェノールA型エポキシ樹脂)の200部、ジ
ェタノールアミンの78m、ビスフェノールAの1モル
に4モルのプロピレンオキサイドを付加させて得られλ
ポリヒドロキシ化合物の402−0.ジプロピレングリ
コールの20部、「ンルペツン≠100J(エラン・ス
タンダード石油■製芳香族炭化水素系溶剤)の350部
およびインホロンの350部を反応器に仕込んで攪拌す
ると、約1時間60分後には発熱によって100℃に達
したが、その時点で冷却を開始し、この冷却の途中、6
0℃以下の温度になった処で、さらにトリエチレンジア
ミンの28部を加えて溶解させ、次いで40℃以下とな
った処でr−アミノプロピルトリメトキシシランの4.
−2部を加えてよく混合させて目的とするポリオール化
合物を得た。以下、これをポリオール化合物Aと略記す
る。
このものの性状値は粘度が40 e p s /25℃
であり、比重が0.98/25℃であった。
参考例2(同上) トリエチレンジアミンの使用量を42部に変えた以外は
、参考例1と同様に行なって、参考例1とほぼ同様の性
状値をもったポリオール化合物を得た。以下、これをポ
リオール化合物Bと略記する。
参考例3(同上) トリエチレンジアミンの使用量を78忙変更させた以外
は、参考例1と同様に行なって、参考例1とほぼ同様の
性状値をもったポリオール化合物を得た。以下、これを
ポリオール化合物Cと略記する。
参考例4(同上) 「エボサイザーW−109−ELJ (同上社製エポキ
シ化あまに油)の220部、ジェタノールアミンの48
部、モノエタノールアミンの30部、ビスフェノールA
の1モルに対して4モルのプロピレンオキサ“イドを付
加させて得られたポリヒドロキシ化合物の402部およ
び「ンルベッン+100」の700部を反応器に仕込ん
だ。
この反応は室温では起こらないために100℃に加熱し
て同温度に約15分間保持した処で発熱が始まったが、
約1時間ののちには140℃に達したので、この時点で
冷却を開始し、冷却途中の60C以下となった処でトリ
エチレンジアミンの7部を加えて溶解させ、次いで40
℃以下となった処でr−アミノプロピルトリメトキシシ
ランの4.2部1を加えてよく混合させて目的とするポ
リオール化合物を得た。以下、これをポリオール化合物
りと略記する。このものの性状値は粘度が50eps/
25℃で、比重が0.95/25℃であった。
参考例5(比較対照用のポリオール化合物の調製例)ビ
スフェノールAの1モルに対して4モルのプロピレンオ
キサイドを付加させて得られるポリヒドロキシ化合物の
700部、トリエレンジアミンの22.4部および「ソ
ルベツン+100」の700部を60℃で溶解混合させ
、さらに40℃以下に降温し【γ−アミノプロピルトリ
メトキシシランの4,2部を混合せしめた。以下、これ
をポリオールEと略記する。
このものの性状値としての粘度は30cps/25℃で
あり、比重は0.95/25℃であった。
参考例6(同上) ビスフェノールAの1モルに対して4モルのプロピレン
オキサイドを付加させて得られたポリヒドロキシ化合物
の402部、エチレンジアミンの1モルに対して4モル
のプロピレンオキサイドを付加させた第三級アミノ基含
有ポリオール化合物の145部、IPP(4400J 
(三井8111ウレタン工業■製ポリプロピレングライ
コール)の153部、「ンルベツンナ1DDJの700
部およびr−アミノプロピルトリメ・トキシシランの4
.2部を約40”Cで溶解混合せしめた。以下、これを
ポリオールFと略記する。
このものの性状値としての粘度は25cps/25℃で
あり、比重は0.94/25℃であった。
実施例1〜6および比較例1〜4 それぞれ参考例1〜6で得られたポリオニル化合物と後
記のようにじて得られるクルードMDIとを重量比が1
:1となるように用い、かつ、これらポリオール化合物
とクルードMDIとをそれぞれ珪砂に対して0.8:I
kiずつ添加して用い、珪砂としては「フラタリー砂」
と1日光珪砂6号」との二!類をそれぞれ、砂温および
砂の放置温度を一10℃と+3.0’Cとの二点におい
て使用するが、まず砂を採り、次いでこれにポリオール
化合物を加えて1100RPなるミキサーで15秒間混
練させ、しかるのちクルードMDIを加えて45秒間混
練させ、次いでかくして得られた混練砂な高さが50朝
で径が50■なる円板状のポリ塩化ビニル製の割型に手
込めした。このさい、混線後ただちに型込めした場合を
常態強度と呼ぶことにし、他方、混線後においで上記混
練砂を10分間に亘って上述の各温度に放置させてから
型込めし、さらに24時間放置させた場合、を可使強度
と呼ぶことにして、それぞれの場合における強度(圧縮
強さ:にν徊りを測定した。また、この常態強度の測定
に関しては、型込め後1.6.5および24時間紅適時
点でそれぞれ測定の直前で脱型してから強度を測定する
という方法を採った。
なお、硬化剤として用いられるポリインシアネート化合
物は「ミリオネートMR−1004(日本ポリウレタン
エ業■製クルードMDI)を[ンルベツン+1=100
Jに溶解させて得られた礎度65q6のものであるが、
このものの性状値としての粘度は10cps/25℃で
あり、比重は104725℃であ金6 特開昭58−224039 (6) 本発明の結合剤は硬化促進厭あるトリエチレンジアミン
を全く添加しない系においても約40℃までの温度範囲
で適用できるようには設計されているが、促進剤を加え
ていくことにより順次゛−10℃の低温領域まで拡げる
ことができる。
とはいえ、この硬化促進剤単独ではその添加量が少量で
も効果が発現されるものの、鋭敏にすぎるために却って
使用し難くなり、砂に対する選択性も大きくなりすぎる
これに対して、分子中に第三級アミノ基が導入された形
の、いわゆる硬化促進剤の機能を兼ねた前記ポリオール
化合物(21−主として常態および可使のそれぞれ24
時間における強度を比較した場合における砂への選択性
が少なくなり、かかるポリオール化合物(2)の使用に
よって硬化促進つ 剤の添加量もまた少量に止めることも可能となる。
こうした事実は第1表からも如実に窺えるもので、本発
明の結合剤によった場合は、比較対照用のそれよりも遥
か′。
に砂への選択性が小となっており、顕著に改善されてい
ることが知れる。
加えて、本発明の結合剤はアルミニウムや軽合金なkの
ように、注湯温度の低い鋳型の製造用に特に適したもの
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 必須の成分として、それぞれ (11ポリインシアネート化合物と、 (2)  ジェタノールアミンおよび/またはモノエタ
    ノールアミンと、オキシラン環を2個以上有する化合物
    との反応によって得られる、分子中に第三級゛アミノ基
    を有するポリオール化合物 とを用いて成る、室温で硬化可能な二液型鋳物用結合剤
JP57106209A 1982-06-22 1982-06-22 鋳物用結合剤 Pending JPS58224039A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57106209A JPS58224039A (ja) 1982-06-22 1982-06-22 鋳物用結合剤

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JP57106209A JPS58224039A (ja) 1982-06-22 1982-06-22 鋳物用結合剤

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JP57106209A Pending JPS58224039A (ja) 1982-06-22 1982-06-22 鋳物用結合剤

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