JPS5947225A - 硬化性エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
硬化性エポキシ樹脂組成物Info
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- JPS5947225A JPS5947225A JP14266983A JP14266983A JPS5947225A JP S5947225 A JPS5947225 A JP S5947225A JP 14266983 A JP14266983 A JP 14266983A JP 14266983 A JP14266983 A JP 14266983A JP S5947225 A JPS5947225 A JP S5947225A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
反応して触媒を形成し該エボキシ樹脂を硬化させること
のできる少量の酸化剤とを含む新規で有用なる硬化性樹
脂組成物、かかる樹脂組成物を用い□て製造した優れた
鋳物用中子および鋳型並びにこれらの製造方法に関する
ものである。 上記硬化性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と無機
固体粒子とを有する成形充填体を製造するのに特に有用
である。このタイプの特に有用な゛。 る充填体には研磨物品、鋳物用の中子および鋳型がある
。 ここ数10年、所謂「エポキシ」樹脂は種々の分野で広
く受けいれられてきた。エポキシ樹脂は極めて良好なる
電気的、熱的および化学的特性を′□有し、硬化中低収
縮を示す。エポキシ樹脂は種々の材料の表面に対し良好
なる付着性を示し、この結果かかる樹脂は塗料、電子お
よび電気的用途、並びに多くの用途における結合剤およ
び接着剤として特に有効である。エポキシ樹脂は、この
中に′□エボキシ基、即ち (式中のXは小さな整数を示す)で表わされるエポキシ
基が存在することを特徴とする。かかる樹脂は色々な所
から市場で入手することができる。 市場で入手し得る製品は、エポキシ樹脂の化学組成に左
右され、その性質が変化に富んでいることを特徴とする
。 エポキシ樹脂は縮合反応により有用な形に転化される。 尚、この縮合反応は熱および/または縮合触媒或いは硬
化剤により開始および/または促進される。通常、エポ
キシ樹脂は部分縮合した樹脂を含む液体または固体組成
物の形態で市販され□ており、該組成物は硬化剤を含む
かまたは含まない場合がある。触媒が存在する場合には
、使用し得る固体形態への最終硬化は、使用時に組成物
を適当な高い温度に加熱することGこより行なわれる。 多くの場合、市場で入手し得るエポキシ樹脂組成物に硬
化剤または硬化触媒を含有させない。この゛理由は、多
くの硬化剤は周囲温度である程度の活性を有し、この結
果かかる組成物は不所望な短い貯蔵寿命を有することに
なるからである。従って、エポキシ樹脂の製造業者は、
該エポキシ樹脂と一緒に使用する為の硬化剤を容器に入
れて販売し、通常、樹脂を使用し得る固体形態に硬化す
ることが望外しい場合にかかる硬化剤または硬化触媒が
エポキシ樹脂に添加される。 エポキシ樹脂の硬化を、特に周囲温度で且つ組□”放物
に硬化剤を混入することなく行う他の方法は文献に記載
されている。例えば米国特許第81、39657号明細
書には、エポキシ樹脂組成物が通常気体の硬化剤を用い
ることにより硬化されることが記載されている。かかる
硬化剤を例示□すると、若干の無機窒素、およびハロゲ
ン化合物、例えばハロゲン化水素、ホウ素−ハロゲン化
合物、シリカ−ハロゲン化合物および窒素−ハロゲン化
合物がある。しかし、エポキシ樹脂組成物はガス硬化剤
で処理中固体熱吸収剤と接触し且つガス硬化剤と接触す
る為に、暴露される表面が薄いフィ□ルム形態であるこ
とが不可欠である。よって上記明細書には、かかるフィ
ルムが約0.254 tnm(0,01インチ)よりも
厚いとこの処理により十分に硬化することができないこ
とが記載されている。 鋳物工業においては、砂を樹脂粘結剤で被覆し、精密な
鋳物を生産する為の鋳型および中子の形にする。種々の
幅広い技術が砂の中子および鋳型の製造に関し開発され
てきた。これらには鋳型およ□び中子の成形に関するホ
ットボックス(hot box )法;シェル法; 「
ノーーベイクJ (No −Bake )、およびコー
ルドボックス(cold box )法がある。 ホットボックス法およびシェル法においては、砂の鋳型
および中子は砂と熱硬化性樹脂との混合物を約150〜
820°Cの温度で、鋳型または中子に関する所望形状
物が得られる原型(pattern )と接触させて加
熱することにより成形される。樹脂が重合し、中子また
は鋳型が成形される。このタイプの方法は、デュン等に
よる米国特許第 18059297号およびブラウン
等による米国時1許第8020609号明細書に開示さ
れている。 ホットボックス法およびシェル法に特有な欠点は、樹脂
粘結剤を重合させ硬化させる為に原型ボックスを150
〜820℃まで加熱することが必要であることである。 このことは著しく費用が掛かり一般に高価な技法である
。 中子および鋳型の成形に関するコールドボックス法は、
砂が酸または塩基触媒により室温で硬化し得る樹脂と混
合され、或いは該樹脂で被覆され□゛るかかる砂の使用
を包含する。酸または塩基触媒は液体、固体若しくは気
体形態で使用されている。 代表的なコールドボックス法はプライスによる米国特許
第8008205号、デュン等による米国特許第805
9297号、ベーター等による米国!特許第81083
40号、ブラウン等による米国特許第8184814号
、ロビンスによる米国特許第3689654号、オース
トラリア国特許第458160号および英国特許第12
25984号明細書に開示されている。これら方法の多
くは、”硫黄含有酸触媒、例えばベンゼンスルポン酸、
ト□ルエンスルホン酸等の使用を包含する。 数年前、縮合樹脂の室温重合法が開発され、この方法に
おいては酸硬化剤が系内で樹脂中または砂−樹脂混合物
に生ずる。以前に、米国特許第81454+88号明細
書においてS08を気体形態で砂と樹脂の混合物に注入
して該樹脂を室温で硬化させることが提案された。しか
し、この方法ではS08で処理が施された領域の樹脂が
直ちに硬化し、これにより樹脂の他の部分、特に混合物
の中1心部への該S08ガスの拡散が阻害されることが
分かった。 その後、この困難を回避した方法が開発された。 リチャードによる米国特許第8879889号明細書に
は、砂が適当な酸化剤、例えば有機過酸化□物で被覆さ
れ、ついで該砂が中子または鋳型の形に結合されるのに
使用すべき樹脂で被覆され、然る後砂−樹脂混合物は適
当な形状に成形され、気体SO2で処理されることが記
載されている。このSO2は系内でSO8に酸化され、
混合物中に存在す1ろ水により硫黄含有酸に転換される
。系内で生ず゛る硫黄含有酸は、樹脂を室温で迅速且つ
均一に重合させる。この方法は工業上杆首尾であること
が立証され、フェノール樹脂、フラン樹脂および尿素−
ホルムアルデヒド樹脂、並びにこれらの混合物および共
重合体に適用された。 リチャードによる米国特許第8879889号明細書に
記載されたコールドボックス法においては、砂の中子ま
たは鋳型を成形するのに使用する樹脂と一緒に砂に添加
することのできる極めて色1″々な過酸化物が被服され
ている。この組成物は成形体に成形され、S02ガスで
処理される。上記米国特許第3879889号明細書に
記載されている過酸化物は殆どが著しく高価であり、多
くの場合取り扱い、輸送或いは運送が困難である。有機
゛過酸化物は各用量の交易に特別な認可が要求される。 有機過酸化物はしばしば高引火性であるかまたは他に火
災の危険がある。また、有機過酸化物はしばしば衝撃に
対し過敏であり、一定条件下で爆発するかもしれない。 この結果、経済性および−”□安全性を考慮すると、上
記米国特許第3879889’号明細書に記載された方
法に使用できる有機過酸化物は全く存在しない。 従来技術においては、エポキシ樹脂を鋳物用の中子およ
び鋳型の製造に適用することが幾つか示されているが、
かかる樹脂は硬化の為に強酸のガスを使用することが通
常要求され、この場合に重大なる問題、例えば装置の腐
食等の問題が生じ、エポキシ結合製品の使用が困難とな
る。 コットケ等による米国特許第8145488号1′□明
細書には、砂および砥粒の結合、即ち砂の中子および鋳
型用の樹脂を硬化させる為のガス硬化処理が開示されて
いる。かかる樹脂は主としてフルフリルアルコールホル
ムアルデヒド樹脂であり、またエポキシ化したアマニ油
、モノ−およびジー□ビニルシクロヘキサンジオキシド
、ブタジェンジオキシド、グリシジルメタクリレート並
びにこの重合体を含むある若干のエポキシ衝脂である。 硬化ガスは強酸のガスであり、これには三フッ化ホウ素
、三塩化ホウ素、塩化水素、三酸化硫黄があ′□るO ムーアによる米国特許第31074(M1号明細書には
、成形組成物を強ルイス酸、例えば三フッ化ホウ素、四
塩化チタニウム、四塩化スズ等で処理することにより硬
化させるエポキシ樹脂を用いする砂の中子または鋳型の
製造方法が開示されている。 ワルカー等による米国特許第8428110号明細書に
は、気体アミンで処理することにより硬化される硬化性
樹脂、例えばフェノール樹脂とボl′□リイソシアネー
トとを使用する、砂の中子および鋳型の製造方法が開示
されている。 パイカーダイク等による米国特許第8519056号明
細書には、金属鋳造用鋳型の製造方法が開示されており
、この方法においては鋳型が無機繊維゛で成形され且つ
エポキシ樹脂またはフェノール樹脂を含む熱硬化性樹脂
を含有し、該樹脂は高温で硬化される。 スチワート等による米国特許第4176114号明細書
においては、ポリフルフリルアルコールでパ(20) 改質した樹脂を用いて鋳物用の中子および鋳型を゛製造
する方法が開示されており、この方法においては砂が樹
脂および有機過酸化物またはヒドロペルオキシドで処理
され、ついで二酸化硫黄のガス処理に供される。 スティンベイカーによる米国特許第4050500号明
細書は、粘結剤としてケイ酸ナトリウムの如き可溶性ケ
イ酸塩を用いるシェルモールディング法が開示されてい
る。このケイ酸ナトリウムは、熱硬化性有機樹脂の他に
砂を結合させる為に使用□“□され、該樹脂はペンゾイ
ルペルオギシドまたはt−ブチルペルベンゾエートの如
き過酸化物による処理によって硬化される。 英国特許第2066714号明細書においては、エチレ
ン系不飽和単量体を有する粘結剤を用い遊□離ラジカル
開始剤により硬化させる成形鋳物物品の製造方法が開示
されている。この開始剤は有機過酸化物および二酸硫黄
の如き触媒を含む。有用であるとして記載されている単
量体およびその重合体を例示すると、アクリレートおよ
び改質アクリ′□レート共重合体、例えばエポキシアク
リレート、1ポリエーテルアクリレート、ポリエステル
−アクリレートおよびポリエステル−ウレタン−アクリ
レートがある。 また、マリ−による米国特許第8189657号明細書
には、気体硬化剤でエポキシ樹脂を硬化さぜる方法が開
示されている。これには多くの気体硬化剤、即ぢフッ素
、塩素および臭素:フッ化水素、塩化水素、臭化水素お
よびヨウ化水素;三塩化ホウ素、三フッ化ホウ素、ボロ
ンモノクロリ1″ドベンタヒドリド、ボロンモノプロミ
ドペンタヒドリド;シリコーンフルオリド、トリフルオ
ロシ’J 力> (trifluorosilican
e )およびクロロシリカン:塩化臭素、クロロアジド
、塩化ニトロシル、フッ化ニトロシル、臭化ニトロシル
、塩化ニトリ1ルおよびフッ化ニトリル;二酸化窒素お
よび四酸化窒素が列記されている。 発明の概要 本発明の目的は、酸硬化性エポキシ樹脂の混合物と、二
酸化硫黄と反応して触媒を形成し該エポキシ樹脂を硬化
させることのできる少量の酸化剤とを含む新規で有用な
硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。 また本発明は上記エポキシ樹脂を硬化させる方法および
成形充填体の製造における該エポキシ樹脂の使用に関す
るものである。 本発明の他の目的は、優れた硬化法を用いエポキシ樹脂
により結合する砂の中子および鋳型の新規で優れた製造
方法を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、砂の中子および鋳型に関し極
めて優れた可使時間を有する優れた砂−□樹脂−過酸化
物組成物を提供することにある。 本発明の尚他の目的は砂−エポキシ樹脂組成物の優れた
硬化方法を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、硬化性エポキシ樹脂の新規で
優れた製造方法を提供することにある。□(28) 本発明の硬化性エポキシ樹脂は、砂の中子また1は鋳型
の如き鋳物用の中子および鋳型の形成に特に有用である
ことを見出した。 本発明の上記およびその他の目的は、優れたガス硬化法
により砂とエポキシ樹脂粘結剤とから製造される鋳物用
の中子および鋳型によって達成される。エポキシ単量体
だけかまたはこれに熱硬化性縮合樹脂を添加したものを
、有機過酸化物、ヒドロペルオキシドまたはヒドロキシ
ーヒドロベルオギシド、或いはこれらと過酸化水素との
混合物1゛□と一緒に鋳物ブレード砂と混合し、該砂を
中子または鋳型に成形し、数秒間二酸化硫黄でガス処理
する。ガス処理を室温乃至150’C(800F)ノ温
度で行なって数秒経過後に得られる中子または鋳型は、
同様の条件下で他の樹脂を用いて製造Hした鋳物用の中
子および鋳型よりも通常の鋳物への適用に対し遥かに優
れた強度および硬度を有する。更に、砂−樹脂一過酸化
物混合物は、予想外に優れた可使時間を有する抄成形組
成物である。 (2合 1 好適例の説明 本発明の組成物は、酸硬化性エポキシ樹脂と、二酸化硫
黄と反応して触媒を形成し該エポキシ樹脂を硬化させる
ことのできる少量の酸化剤の混合物とを含む硬化性エポ
キシ樹脂組成物である。 また、本発明は成形充填体、例えば鋳物用の鋳型および
中子、研削砥石、粉末金属体等の新規な成形方法および
エポキシ樹脂を硬化させる新規な方法に関するものであ
る。 本発明で使用するエポキシ樹脂は、酸硬化性でアリ且つ
該エポキシ樹脂中にエポキシ基、即ち(式中のXは0−
!、たけ小さな整数を示す)で表わされるエポキシ基が
存在することを特徴とする多くの良く知られた樹脂のい
ずれか一つとすることができる。かかる樹脂は、脂肪族
と芳香族との混合であるかまたは非ベンゼノイド(即ち
、脂肪族または環式脂肪族)だけの分子構造を有すする
。一般に、脂肪族−芳香族混合エポキシ樹脂は、ビス−
(ヒドロキシ−アロマチック)アルカンまたはテトラキ
ス−くヒドロキシルアロマチック)アルカンを塩基、例
えば水酸化ナトリウムまたは・水酸化カリウムの存在下
でハロゲン置換脂肪族エポキシドと反応させる良く知ら
れた反応により製造する。ハロゲン置換脂肪族エポキシ
ドを例示すルト、エビクロロヒドリン、4−クロロ−1
,2−エポキシブタン、5−ブロモ−1,2−エボキμ
mシペンタン、6−クロロ−】、8−エポキシヘキサン
等がある。一般に、エポキシ基がアルキル鎖の末端にあ
る塩素置換脂肪族エポキシドを使用するのが好ましい。 最も広く使用されているエポキシ樹脂はビスフェノール
Aのジグリシジルエーテルである。これらはエビクロロ
ヒドリンをアルカリ触媒の存在下でビスフェノールAと
反応することにより製造される。操作条件を調節し、エ
ビクロロヒドリン対ビスフェノールAの比を変えること
により、分子□量の異なる生成物を得ることができる。 他の有用なるエポキシ樹脂には、他のビスフエ/ −ル
化合物、例えばビスフェノールBXFXGおよびHのジ
グリシジルエーテルがある。 種々のビスフェノールに基づく上記タイプのエポキシ樹
脂は、極めて広く市場で入手することができる。この1
群として商品名「エポンJ(Epon)樹脂が知られて
おり、該樹脂はシェル・ケミカル・コンパニーで製造さ
れている。例えば、「エポン820」は約380の平均
分子量を有するエポキシ樹脂であり、2,2−ビス−(
1)−ヒドロギシフェノール)プロパンとエビクロロヒ
ドリンから製造される。同様に「エポン108 、I
J ハ約616の平均分子量を有するエポキシ樹脂であ
り、エビクロロヒドリンと対称テトラキス−(p−ヒド
ロ1キシフエノール)エタンから製造される。「エポン
828」は350〜400の分子量および約175〜2
10のエポキシ等量を有する。 市場で入手し得るエポキシ樹脂の他の群は商品名EPI
−REZ(−1=:y−−ズ樹脂、セラニーズ0フーチ
ングス・コンパニーのディビジョン)ト1して知られて
いる。例えば、EPI−REZ510およびEPI−R
EZ509は粘度およびエポキシ等量が僅かに異なるビ
スフェノールAまたはジグリシジルエーテルの商用銘柄
である。 本発明において有用であるエポキシ樹脂の他の群はノボ
ラック、特にエポキシクレゾールおよびエポキシフェノ
ールのノボラックである。これらは、オルソクレゾール
またはフェノールとホルムアルデヒドとの反応により通
常生成するノボラット゛り樹脂をエビクロロヒドリンと
反応させることによって製造する。 また、非ベンゼノイド物質、例えば脂肪族または環式脂
肪族の水酸基含有化合物から誘導されるエポキシ樹脂を
本発明に使用することができる。1□非ベンゼノイド分
子構造を有するエポキシ樹脂は、当該分野では通常脂肪
族エポキシ樹脂または環式脂肪族エポキシ樹脂と称する
。環式脂肪族のエポキシ樹脂は、環式オレフィンのベル
アセテイツクエポキシ化(peracetic epo
xidation )により、“およびテトラヒドロフ
タル酸の如き酸とエビクロ10ヒドリンとを縮合し、つ
いで脱ハロゲン化水素を行なうことにより製造すること
ができる。脂肪族エポキシ樹脂は、脂肪族のジオールお
よびトリオールの如き水酸基含有脂肪族化合物および環
式・化合物との反応によって製造することができる。 例えば、エチレングリコールまたはグリセロールをエビ
クロロヒドリン(および前述の他のもの)の如きハロゲ
ン置換脂肪族エポキシドと反応させて、芳香族ヒドロキ
シ化合物から誘導されるエボト・キシ樹脂よりも粘度が
低いことを特徴とする液体エポキシ樹脂を生成すること
ができる。かかる脂肪族エポキシ樹脂は、硬化した場合
、芳香族エポキシ樹脂はど脆くはなく、多くの例におい
てエラストマーの性質を示す。脂肪族エポキシ樹脂は幅
□広く市場で入手することができ、例えばシェル・ケミ
カル・コンパニーおよびライヒホールド、ケミカ/l/
ス’4から販売されている。特に例示すると、シェル
・ケミカル・コンパニーで販売している約28°Cで9
0〜150センチボイスの粘度、140″〜165のエ
ポキシ当量および約65のヒドロキ1シル当班を有する
エポン562がある。 本発明においては、酸化剤を酸硬化性エポキシ樹脂配合
物に硬化剤として混入する。本発明の酸硬化性エポキシ
樹脂組成物に混入する酸化剤は、二酸化硫黄と反応して
該エポキシ樹脂を硬化させる触媒を形成する。 多くの酸化剤が本発明のエポキシ樹脂に使用するのに適
する。適当な酸化剤としては過酸化物ヒドロペルオキシ
ド、ヒドロキシヒドロベルオキシト・ド、塩素酸塩、過
塩素酸塩、亜鉛素酸塩、塩酸塩、過安瑠、香酸塩、過マ
ンガン酸塩等がある。しかし酸化剤は過酸化物、ヒドロ
ペルオキシド或いは過酸化物またはヒドロペルオキシド
と過酸化水素との混合物であるのが好ましい。有機過酸
化物は芳□香族またはアルキル過酸化物とすることがで
きる。 有用なるジアシルペルオキシドを例示すると、ベンゾイ
ルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドおよびデカノ
イルペルオキシドがある。ケトンベルオギシドは特に有
用であり、かかるケトンペル□”ルオキシエステル酸化
剤を例示すると、t−プチルヘルオクトエート(t −
butyl peroctoate )、t−7’チル
ベルアセテート、t−ブチルペルベンゾエートおよびt
−アミルベルオクトエートがある。アルキル過酸化物を
例示すると、ジクミルペルオキシドおよびジ−t−ブチ
ルペルオキシドがある。本発明に有用であるヒドロペル
オキシドを例示すると、t−ブチルヒト四ペルオキシド
、シト・メンヒドロペルオキシド、パラメンタンヒドロ
ペルオキシド等がある。上記有機過酸物またはヒドロペ
ルオキシドの1種または2種以上の混合物を、過酸化水
素と一緒に硬化剤または促進剤として使用することがで
きる。本発明の組成物は、上記工1ボキシ樹脂の重量に
対し約10〜約50重量%、好ましくは約15〜約45
重量%の酸化剤を含有する。 エポキシ樹脂と過酸化物の如き酸化剤との混合物を含む
本発明の酸硬化性エポキシ樹脂は、該混1金物を気体二
酸化硫黄で処理することによって硬1化させることがで
きることを見出した。かかる硬化は殆ど瞬時に開始し、
良好なる強度と直ちに使用することのできる表面硬度と
を有する樹脂を生ずる。この結果は驚くべきことである
。この理由・はこのようなエポキシ樹脂の硬化は、文献
に如何なる記載もなされないからである。一般に、エポ
キシ樹脂−過酸化物混合物は、周囲温度乃至約150°
Cの温度で瞬時乃至約5分間二酸化硫黄と接触させる。 若干の場合、二酸化硫黄を既知の方1・・法でキャリヤ
ーガス流に同伴させることができる。 コノ目的の為に普通に使用するキャリヤーガスを例示す
ると、空気および窒素がある。エポキシ樹脂−過酸化物
混合物を硬化させるのに必要な二酸化硫黄の量は触媒量
であり、一般にキャリヤーガスの重量に対し約0,5%
程度の二酸化硫黄量で、重合および硬化を生じさせるに
十分である。しかし前述の如く、エポキシ樹脂−過酸化
物混合物を任意キャリヤーガスの存在下で直接二酸化硫
黄と接触させることも可能である。
・・本発明の酸硬化性エポキシ樹脂は、硬化した工・ボ
キシ系に所望性質を生ゼしぬる種々の単量体および重合
体を添加することにより改質することができる。例えば
、エポキシ系の熱安定性を、種々の単量体をエポキシ樹
脂−酸化剤混合物と混合することにより増大させること
ができる。この場合に、かかる混合物を前述の如くして
二酸化硫黄で硬化させることができる。 本発明の酸硬化性エポキシ樹脂と混和することのできる
単量体または重合体材料を例示すると、Mアクリルまた
はビニル単量体、フルフリルアルコール、ポリフルフリ
ルアルコール、ホルムアルデヒドを基材とする熱硬化性
樹脂、ウレタン樹脂、またはこれらの混合物がある。こ
れらの特定した単量体および重合体が酸硬化性エポキシ
樹脂の性質を変性する正確なる機構は、この時点では知
られていない。約50重量%までの上記特定した単量体
および重合体をエポキシ樹脂と混合して、本発明に係る
改質エポキシ樹脂系を形成することができることを見出
した。アクリル化合物はエボキシ系に対する改質剤とし
て特に有用であり、特に1例示するとトリメチロールプ
ロパントリアクリレートおよびフルフリルメタクリレー
トがある。改質剤として有用であるホルムアルデヒドを
基材とする熱硬化性樹脂を例示すると、フェノール樹脂
/l/ ムアルデヒド樹脂または尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂がある。また、レソルシノールは改質剤として特
に有用である。 本発明の好適例においては、 (a)多層の固体粒状材料と、 (′b)少量の(イ)酸硬化性エポキシ樹脂と、(ロ)
二酸化硫黄と反応して触媒を形成し上記エポキシ樹脂を
硬化させることのできる酸化剤 との混合物を含む硬化性エポキシ樹脂組成物を製造する
。一般に、かかる硬化性エポキシ樹脂組成”□物は上記
粒状材料の重量に対し約0.2〜約15重量%、好まし
くは約0.8〜約1.0%のエポキシ樹脂を含有し、酸
化剤については該エポキシ樹脂の重量に対し約10〜約
50重量%、好ましくは約15〜約40重凰%含有する
。この組成物に使用゛□する酸硬化性エポキシ樹脂は、
前述の如く、アク□リルまたはビニルLjt体、フルフ
リルアルコール、ポリフルフリルアルコール、レソルシ
ノール、ホルムアルデヒドを茫材とする熱硬化性樹脂、
ウレタン樹脂またはこれらの混合物を約50重量%まで
含有する改質エポキシ樹脂とすることができる。 得られる結果は驚くべきものである。この理由は、エポ
キシ樹脂は従来このようには硬化せずまた二酸化硫黄と
過酸化物との反応で生ずると考えられる硫黄含有の強酸
を用いて硬化することがな1かったからである。多少似
た処理が米国特許第8879839号明細書に記載され
ており、この明細書には酸触媒縮合反応により硬化する
尿素−ホルムアルデヒド、フラン、またはフェノールレ
ゾールの樹脂を有機過酸化物またはヒドロベルオ□キシ
ドの存在下で二酸化硫黄でガス処理することにより硬化
させることができることが開示されている。このプロセ
スは北米において登録商標工n5ta −Drawで販
売されている。 上記米国特許には、縮合硬化性樹脂、例えばフ′□ルフ
リルアルコール重合体および共重合体、並び“にフェノ
ール樹脂による鋳物用の中子および鋳型の製造だけしか
開示されていない。エポキシtM 脂は縮合反応により
硬化せず、よって縮合樹脂の均等物ではない。 種々の固体粒状材料を本好適例のエポキシ樹脂組成物に
使用することができる。粒状材料の選択は一部には、充
填した工4ζキシ樹脂の意図する用途により決定される
。本発明の組成物の充填材として使用することのできる
粒状材料には、珪砂の゛如きシリカを高い割合で含む材
料のすべて、耐火材料、酸化ジルコニウムの如き粒状金
属酸化物、°および研磨品、例えばカーポランダム、エ
メリー、石英、ざくろ石、酸化アルミニウム、炭化珪素
等がある。 他の材料を本発明の組成物に含有させて他の所望結果を
得ることができる。例えば、該材料にはエポキシ樹脂と
粒状材料との間の結合を改善する為のカップリング剤が
あり、該カップリング剤は長期間経過後および/または
湿気に暴露した後に□゛初期性質を取り戻す該重合材料
の能力を改善す□る。当該分野で知られたカップリング
剤を例示すると、シランおよびチタン酸塩がある。カッ
プリング剤は化学的には分子の一端における有機反応性
基の官能性および他端における無機アルコキシシランま
たはアルコキシチタネートの官能性を有スル混成物質(
h声ri、1 materials )である。シラン
中に見出される代表的有機官能基にはビニル基、クロロ
アルキル基、エポキシ基、メタクリレート基、アミン基
およびスチリルアミン基がある。当1″該分野で知られ
ているシランカップリング剤は固体粒状材料を充填した
本発明の組成物に特Gこ有用である。 固体粒状材料、エポキシ樹脂、酸化剤および他の任意添
加剤、例えばシランを含む混合物を、型□を用いて種々
の形状に成形することができる。この混合物が型にある
間に、前述の如く該混合物を二酸化硫黄ガスで処理して
殆ど瞬間に硬化を行なう。このようにして得た物品は良
好なる強度および直ちに使用することのできる表面硬度
を有するg成形した組成物へのガスの導入は、製造すべ
き1中子または鋳型によって決定される種々の方法で1
既知の処理により行なうことができる。例えば中子の場
合、外部と連通しフィルタを備えたオリフィスを有し且
つ該オリフィスを介してガスが加圧・下で組成物に導入
される型において組成物を成形する。組成物から鋳型を
製造する場合には、砂と樹脂の混合物を原型に型締めし
、この原型に機械加工した複数の溝を介してガスを導入
する逆手順に従って行う。 粒状充填材、エポキシ樹脂および酸化剤とから成る組成
物を手動、機械、油圧またはニューマチックで型締めし
た後、ガスを製造すべき目的の寸法により決定され変え
ることのできる圧力および周囲温度で圧入することがで
きる。この圧力は、゛′ガスが組成物の全容積に亘り均
一に分散し且つ型の外に逃散するに十分でなければなら
ない。通常用いる圧力は約0.3〜5気圧である。この
ようにしそ製造した成形物品は良好なる強度と表面硬度
を示し、直ちに手使用することができる。 ”□□
このように、この方法では鋳物用の中子および、鋳型を
容易に製造することができ、縮合タイプの硬化性樹脂を
用いる方法に優る幾つかの利点が得られる。重要なる利
点の1つに、系にホルムアルデヒドが存在しないことが
ある。この理由は殆ど。 の縮合樹脂、例えばフェノール、尿素ホルムアルデヒド
、フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド等が硬化中
にホルムアルデヒドを遊離するからである。エポキシ樹
脂は硬化中有意なるホルムアルデヒドを遊離することが
ない。エポキシ系の熱Ill安定性は、フルフリルアル
コール、フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド重合
体マタハフェノールホルムアルデヒド樹脂或いは先駆物
質の添加により増大させることができる。 本発明の組成物の他の重要なる利点は、系に存1゜在す
る水の量が減じたことである。通常用いるエポキシ配合
物は、従来二酸化硫黄で硬化されたフランにおける2〜
8%に比べ1%未満の水しか含まない。更に、開環およ
び架橋反応である硬化反応中に殆どまたは全く水が遊離
されることがない。 (39) 一方、フラン、フェノールおJ: U 尿素* # ム
7 # 。 デヒド樹脂は硬化の際に著しい量の水を遊離する。 ある鋳物の用途、例えば高品質の鋼鋳造物の流し込みに
おいて、水は「ピンホール」として知られている鋳物欠
陥(casting defects )の−因をな。 し得る。 本発明のエポキシ樹脂組成物の他の利点は、反応副生成
物の表面移動(migration )の減少である。 縮合樹脂を用いる方法においては、反応熱の吸収により
型の表面近くで一層緩徐に硬化する類111向があり、
おそらく反応副生成物が型表面方向に移動する。箱型の
温度が周囲温度よりも低い場合に、このことは十分に硬
い表面を有する物品を製造する為に高濃度の過酸化物が
要求されるという問題を生ずる。エポキシ樹脂系ではこ
のような影、。 響は現われず、優れた中子強度は過酸化物量をわざと低
分量にしても得られる。 更に他の利点は、高酸消費(high acid de
mand )のレイクサンドで優れた性能と優れた可使
時間が観察されることである。例えば、フラン樹脂は低
2.1(40) 酸消費のシリカ砂では良好に実施されるが、高酸・消費
のレイクサンドの塩基度では硬化が遅延し、高分用の樹
脂と過酸化物が必要である。これにより系の費用と砕中
の有機物質の分用が著しく増大する。本発明のエポキシ
系では上記各妙において極めて良好に実施でき、鋳物の
用途に幅広く使用されている一般的なレイクサンドであ
るマンレイ1−L(Manleyl−L )レイクサン
Y(1)fJJ、合ニ、ウニドロン(Wedron )
5040の如き極めて低酸消費のシリカで要求される
以−トに、樹脂または、、。 過酸物を増加さぜる必要がない。 砂−樹脂一過酸化物混合物を貯蔵し、大気に開放し、二
酸化硫黄で処理する場合尚受入れられる物品が得れる時
間の長さを可使時間と称する、マンレイ1−L砂の場合
、フラン樹脂に関する可使。 時間は12〜16時間であり、砂の温度に左右される。 本発明に係るエポキシ系の場合には、6日間の可使時間
が観察された。好ましい条件下で清浄なシリカ砂の場合
には、フラン樹脂の可使時間は3日である。同様の砂で
、本発明のエポキシ樹。 側糸は10日を越える可使時間を有することが観1察さ
れた。 本発明のエポキシ樹脂系を用いた場合に得られる史に他
の利点は、特に樹脂の必要針が一層少なくてよい高酸消
費の砂では費用が著しく節約できることである。砂の種
類にもよるが、フラン樹脂では4・0〜50%の過酸化
物が必要とされるが、エポキシ樹脂では過酸化物の平均
的割合が30%である。エポキシ加工処理は低コストの
クメンヒドロペルオキシド触媒で良好に行なわれる。エ
ポ、1゜キシ系では過酸化物の必要数が少ない為、触媒
化に必要な二酸化硫黄曖が一層少なくなる。 次に本発明を実施例(こ基づき説明する。 実施例1 100部のエポン828樹脂、ビスフェノール−A形エ
ポキシ樹脂と30部のクメンヒドロペルオキシドの混合
物を、約5分間粉砕することにより製造した。この混合
物をフィルム状にして用い、周囲温度で約0.5秒間二
酸化硫黄でガス処理した。 樹脂の初期硬化により僅かに可撓性であるエポキシフィ
ルムが得られた。 実施例2 エポキシ樹脂で結合した中子 本試験においては、ウニドロン5040砂を1.0重数
%(砂に対し)のエポン828樹脂と混合し、3分間粉
砕した。エポン828はビスフェノール人形エポキシ樹
脂である。80重量%(樹1脂重徽に対し)のクメンヒ
ドロペルオキシドを該混合物に添加し、得られた混合物
を更に8分間粉砕した。ついでこの砂−樹脂一過酸化物
の混合物を型〔標準トングボーン成形試験型(stan
dardciogbone 5haped speci
men mold ) )の中に押し ・・込むか或い
は流し込み、室温で約0,5秒間二酸化1硫黄でガス処
理し、ついで15秒間空気置換した。 約0.3秒乃至約5分間のガス処理時間および室温乃至
約150°C(300’F)の温度を用いることができ
た。 エポキシ系の初期硬化では強靭で僅かに可撓性であるこ
とを特徴とする。可撓性は多くの用途において有益であ
り、型から物品を取り出す際の中子の破損が減ぜられる
。しかし若干の場合に、硬質の初期硬化は薄くて複雑な
デザインの変形を防・・・止するのに好適である。エポ
キシ樹脂を5〜15%のフェノール−ホルムアルデヒド
樹脂で改質すると、一層硬質な初期硬化と一層高い初期
引張り強度が得られた。 20秒経過後に得られた生成物(試験成形体)1は前述
の如く直ちに使用することができた。この生成物は縮合
形樹脂を用いて製造した同様の生成物と等しいかまたは
それよりも良好な硬度および引張り強度を有した。 マタ、この手法はビスフェノール−F形エボキ・・・(
44) シ樹脂およびエポキシノボラック樹脂を用いて同1様に
行なうことができた。 実施例3 改質エポキシ樹脂で結合した中子 他の実験において、ウニドロン5040砂を、15%の
フルフリルアルコール(またはフルフリルアルコール−
ホルムアルデヒド重合体)で改質した1、0重量%(砂
に対し)のエポン828トi/fG合し、得られた混合
物を8分間粉砕した。尚、エポン828はビスフェノー
ル−人形エポキシ樹脂1・・である。この混合物に80
重量%(樹脂重量に対し)のクメンヒドロペルオキシド
を添加し、該混合物を更に3分間粉砕した。ついでこの
砂−樹脂一過酸化物混合物を型(標準ドツグボーン成形
試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で・約
0.5秒間二酸化硫黄でガス処理し、ついで15秒間空
気置換した。約0.8秒乃至約5分のガス処理時間と室
温乃至約150°Cの温度を用いることができた。20
秒経過後に得た生成物は前述の如く直ちに使用すること
ができた。この生成物は縮・・台形の樹脂を用いて製造
した同様の生成物と等し1いかまたはそれより良好な硬
度および引張り強度を有した。 この手法はビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびエ
ポキシノボラック樹脂を用いて同様に行なうことができ
た。 実施例4 エポキシ樹脂で結合した中子のベーキング実施例2およ
び8において製造した試験成形体を約990°C(18
00”1?)のマツフル炉でベート・キングした。2分
経過後ビスケット(試験成形体)を取り出し、小形ハン
マでたたいて破壊し易さを測定シタ。フルフリルアルコ
ール(またはフルフリルアルコール−ホルムアルデヒド
) MJ成放物著しく硬質であった。これら試験により
、熱安定性藏の増大はフルフリルアルコールまたはフル
フリルアルコールホルムアルデヒド樹脂によるエポキシ
の改質に起因していることが示された。 実施例5 ウニドロン5040砂を、15%のフルフリル・・アル
コールで改質した1、0重社%(砂に対し)の・エポン
828樹脂と混合し、3分間粉砕した。この混合物に8
0重量%(樹脂重量(こ対し)のクメンヒドロペルオキ
シドを添加し、得られた混合物を更に3分間粉砕した。 ついで砂−樹脂一過酸化物混合物を型(標準ドッグボン
成形試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で
約0.5秒間二酸化硫黄でガス処理し、ついで15秒間
空気置換した。約0.3秒乃至約5分のガス処理時間と
室温乃至約150°Cの温度を用いることができた。1
・・ついで試験成形体、即ちビスケットを約110°C
で更に5分間加熱した。 室温まで冷却した後、ビスケットはベーキングしない場
合の20.89kg/cm2(290psi )&こ匹
敵する3 5.15 kg/cm2(575psi )
ノ引張 ・り強度を有した。 この手法はビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびエ
ポキシノボラック樹脂を用いて同様に行なうことができ
た。 、実施例6 改質エポキシ樹脂で結合した中子 ウニドロン5040砂を、(砂に対し)1.0重量%の
改質エポン828と混合し、3分間粉砕した。80%の
エポン828.10%の7エ/−ル樹脂、0.2%のA
−187シラン、l Qt+%のメタノールを含み、更
に20%のトリメチロールプロパントリアクリレートを
加えた組成物を使用した。 尚、この実施例および以下の実施例で用いたフェノール
樹脂は、ホルムアルデヒドとフェノール樹脂・塩基性条
件下、1.5 : 1の割合で反応させたレゾールであ
る。ついで該混合物に30重量%(樹脂重量に対し)の
クメンヒドロペルオキシドを添加し、得られた混合物を
更に8分間粉砕した。ついでこの砂−樹脂一過酸化物混
合物を型(標準ドラ・グボーン成形試験型)の中に押し
込むかまたは流し込み、室温で約0.5秒間二酸化硫、
黄でガス処理し、ついで20秒間空気置換した。約0.
3秒乃至約5分のガス処理時間と室温乃至約150°C
(300’F)の温度を用いることができた。 ・
・約20秒経過後の生成物は、前述の如く直ちに□使用
することができた。この生成物は、改質されてない製品
に関する9、140 kg/ cm2(180psi)
に匹敵する1 0.968に9/Crn2(1561)
Eii )の瞬時□引張り強度(2o秒経過後)を有し
た。この生成物は縮合形樹脂を用いて製造した同様の生
成物と等しいかまたはそれよりも良好な硬度および引張
り強度を有した。 この手法は、ビスフェノール−F形エポキシ樹脂オよび
エポキシノボラック樹脂を用いて同mに・□行なうこと
ができた。 実施例7 ウニドロン5040砂を、1.0重風%(砂(こ対し)
の改質エポン828と混合し、8分間粉砕し□た。用い
た組成物は80%のエポン828.1.0%のフェノー
ル樹JJLo、2%のA −187シラン、10%のメ
タノールを含み、これ
のできる少量の酸化剤とを含む新規で有用なる硬化性樹
脂組成物、かかる樹脂組成物を用い□て製造した優れた
鋳物用中子および鋳型並びにこれらの製造方法に関する
ものである。 上記硬化性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と無機
固体粒子とを有する成形充填体を製造するのに特に有用
である。このタイプの特に有用な゛。 る充填体には研磨物品、鋳物用の中子および鋳型がある
。 ここ数10年、所謂「エポキシ」樹脂は種々の分野で広
く受けいれられてきた。エポキシ樹脂は極めて良好なる
電気的、熱的および化学的特性を′□有し、硬化中低収
縮を示す。エポキシ樹脂は種々の材料の表面に対し良好
なる付着性を示し、この結果かかる樹脂は塗料、電子お
よび電気的用途、並びに多くの用途における結合剤およ
び接着剤として特に有効である。エポキシ樹脂は、この
中に′□エボキシ基、即ち (式中のXは小さな整数を示す)で表わされるエポキシ
基が存在することを特徴とする。かかる樹脂は色々な所
から市場で入手することができる。 市場で入手し得る製品は、エポキシ樹脂の化学組成に左
右され、その性質が変化に富んでいることを特徴とする
。 エポキシ樹脂は縮合反応により有用な形に転化される。 尚、この縮合反応は熱および/または縮合触媒或いは硬
化剤により開始および/または促進される。通常、エポ
キシ樹脂は部分縮合した樹脂を含む液体または固体組成
物の形態で市販され□ており、該組成物は硬化剤を含む
かまたは含まない場合がある。触媒が存在する場合には
、使用し得る固体形態への最終硬化は、使用時に組成物
を適当な高い温度に加熱することGこより行なわれる。 多くの場合、市場で入手し得るエポキシ樹脂組成物に硬
化剤または硬化触媒を含有させない。この゛理由は、多
くの硬化剤は周囲温度である程度の活性を有し、この結
果かかる組成物は不所望な短い貯蔵寿命を有することに
なるからである。従って、エポキシ樹脂の製造業者は、
該エポキシ樹脂と一緒に使用する為の硬化剤を容器に入
れて販売し、通常、樹脂を使用し得る固体形態に硬化す
ることが望外しい場合にかかる硬化剤または硬化触媒が
エポキシ樹脂に添加される。 エポキシ樹脂の硬化を、特に周囲温度で且つ組□”放物
に硬化剤を混入することなく行う他の方法は文献に記載
されている。例えば米国特許第81、39657号明細
書には、エポキシ樹脂組成物が通常気体の硬化剤を用い
ることにより硬化されることが記載されている。かかる
硬化剤を例示□すると、若干の無機窒素、およびハロゲ
ン化合物、例えばハロゲン化水素、ホウ素−ハロゲン化
合物、シリカ−ハロゲン化合物および窒素−ハロゲン化
合物がある。しかし、エポキシ樹脂組成物はガス硬化剤
で処理中固体熱吸収剤と接触し且つガス硬化剤と接触す
る為に、暴露される表面が薄いフィ□ルム形態であるこ
とが不可欠である。よって上記明細書には、かかるフィ
ルムが約0.254 tnm(0,01インチ)よりも
厚いとこの処理により十分に硬化することができないこ
とが記載されている。 鋳物工業においては、砂を樹脂粘結剤で被覆し、精密な
鋳物を生産する為の鋳型および中子の形にする。種々の
幅広い技術が砂の中子および鋳型の製造に関し開発され
てきた。これらには鋳型およ□び中子の成形に関するホ
ットボックス(hot box )法;シェル法; 「
ノーーベイクJ (No −Bake )、およびコー
ルドボックス(cold box )法がある。 ホットボックス法およびシェル法においては、砂の鋳型
および中子は砂と熱硬化性樹脂との混合物を約150〜
820°Cの温度で、鋳型または中子に関する所望形状
物が得られる原型(pattern )と接触させて加
熱することにより成形される。樹脂が重合し、中子また
は鋳型が成形される。このタイプの方法は、デュン等に
よる米国特許第 18059297号およびブラウン
等による米国時1許第8020609号明細書に開示さ
れている。 ホットボックス法およびシェル法に特有な欠点は、樹脂
粘結剤を重合させ硬化させる為に原型ボックスを150
〜820℃まで加熱することが必要であることである。 このことは著しく費用が掛かり一般に高価な技法である
。 中子および鋳型の成形に関するコールドボックス法は、
砂が酸または塩基触媒により室温で硬化し得る樹脂と混
合され、或いは該樹脂で被覆され□゛るかかる砂の使用
を包含する。酸または塩基触媒は液体、固体若しくは気
体形態で使用されている。 代表的なコールドボックス法はプライスによる米国特許
第8008205号、デュン等による米国特許第805
9297号、ベーター等による米国!特許第81083
40号、ブラウン等による米国特許第8184814号
、ロビンスによる米国特許第3689654号、オース
トラリア国特許第458160号および英国特許第12
25984号明細書に開示されている。これら方法の多
くは、”硫黄含有酸触媒、例えばベンゼンスルポン酸、
ト□ルエンスルホン酸等の使用を包含する。 数年前、縮合樹脂の室温重合法が開発され、この方法に
おいては酸硬化剤が系内で樹脂中または砂−樹脂混合物
に生ずる。以前に、米国特許第81454+88号明細
書においてS08を気体形態で砂と樹脂の混合物に注入
して該樹脂を室温で硬化させることが提案された。しか
し、この方法ではS08で処理が施された領域の樹脂が
直ちに硬化し、これにより樹脂の他の部分、特に混合物
の中1心部への該S08ガスの拡散が阻害されることが
分かった。 その後、この困難を回避した方法が開発された。 リチャードによる米国特許第8879889号明細書に
は、砂が適当な酸化剤、例えば有機過酸化□物で被覆さ
れ、ついで該砂が中子または鋳型の形に結合されるのに
使用すべき樹脂で被覆され、然る後砂−樹脂混合物は適
当な形状に成形され、気体SO2で処理されることが記
載されている。このSO2は系内でSO8に酸化され、
混合物中に存在す1ろ水により硫黄含有酸に転換される
。系内で生ず゛る硫黄含有酸は、樹脂を室温で迅速且つ
均一に重合させる。この方法は工業上杆首尾であること
が立証され、フェノール樹脂、フラン樹脂および尿素−
ホルムアルデヒド樹脂、並びにこれらの混合物および共
重合体に適用された。 リチャードによる米国特許第8879889号明細書に
記載されたコールドボックス法においては、砂の中子ま
たは鋳型を成形するのに使用する樹脂と一緒に砂に添加
することのできる極めて色1″々な過酸化物が被服され
ている。この組成物は成形体に成形され、S02ガスで
処理される。上記米国特許第3879889号明細書に
記載されている過酸化物は殆どが著しく高価であり、多
くの場合取り扱い、輸送或いは運送が困難である。有機
゛過酸化物は各用量の交易に特別な認可が要求される。 有機過酸化物はしばしば高引火性であるかまたは他に火
災の危険がある。また、有機過酸化物はしばしば衝撃に
対し過敏であり、一定条件下で爆発するかもしれない。 この結果、経済性および−”□安全性を考慮すると、上
記米国特許第3879889’号明細書に記載された方
法に使用できる有機過酸化物は全く存在しない。 従来技術においては、エポキシ樹脂を鋳物用の中子およ
び鋳型の製造に適用することが幾つか示されているが、
かかる樹脂は硬化の為に強酸のガスを使用することが通
常要求され、この場合に重大なる問題、例えば装置の腐
食等の問題が生じ、エポキシ結合製品の使用が困難とな
る。 コットケ等による米国特許第8145488号1′□明
細書には、砂および砥粒の結合、即ち砂の中子および鋳
型用の樹脂を硬化させる為のガス硬化処理が開示されて
いる。かかる樹脂は主としてフルフリルアルコールホル
ムアルデヒド樹脂であり、またエポキシ化したアマニ油
、モノ−およびジー□ビニルシクロヘキサンジオキシド
、ブタジェンジオキシド、グリシジルメタクリレート並
びにこの重合体を含むある若干のエポキシ衝脂である。 硬化ガスは強酸のガスであり、これには三フッ化ホウ素
、三塩化ホウ素、塩化水素、三酸化硫黄があ′□るO ムーアによる米国特許第31074(M1号明細書には
、成形組成物を強ルイス酸、例えば三フッ化ホウ素、四
塩化チタニウム、四塩化スズ等で処理することにより硬
化させるエポキシ樹脂を用いする砂の中子または鋳型の
製造方法が開示されている。 ワルカー等による米国特許第8428110号明細書に
は、気体アミンで処理することにより硬化される硬化性
樹脂、例えばフェノール樹脂とボl′□リイソシアネー
トとを使用する、砂の中子および鋳型の製造方法が開示
されている。 パイカーダイク等による米国特許第8519056号明
細書には、金属鋳造用鋳型の製造方法が開示されており
、この方法においては鋳型が無機繊維゛で成形され且つ
エポキシ樹脂またはフェノール樹脂を含む熱硬化性樹脂
を含有し、該樹脂は高温で硬化される。 スチワート等による米国特許第4176114号明細書
においては、ポリフルフリルアルコールでパ(20) 改質した樹脂を用いて鋳物用の中子および鋳型を゛製造
する方法が開示されており、この方法においては砂が樹
脂および有機過酸化物またはヒドロペルオキシドで処理
され、ついで二酸化硫黄のガス処理に供される。 スティンベイカーによる米国特許第4050500号明
細書は、粘結剤としてケイ酸ナトリウムの如き可溶性ケ
イ酸塩を用いるシェルモールディング法が開示されてい
る。このケイ酸ナトリウムは、熱硬化性有機樹脂の他に
砂を結合させる為に使用□“□され、該樹脂はペンゾイ
ルペルオギシドまたはt−ブチルペルベンゾエートの如
き過酸化物による処理によって硬化される。 英国特許第2066714号明細書においては、エチレ
ン系不飽和単量体を有する粘結剤を用い遊□離ラジカル
開始剤により硬化させる成形鋳物物品の製造方法が開示
されている。この開始剤は有機過酸化物および二酸硫黄
の如き触媒を含む。有用であるとして記載されている単
量体およびその重合体を例示すると、アクリレートおよ
び改質アクリ′□レート共重合体、例えばエポキシアク
リレート、1ポリエーテルアクリレート、ポリエステル
−アクリレートおよびポリエステル−ウレタン−アクリ
レートがある。 また、マリ−による米国特許第8189657号明細書
には、気体硬化剤でエポキシ樹脂を硬化さぜる方法が開
示されている。これには多くの気体硬化剤、即ぢフッ素
、塩素および臭素:フッ化水素、塩化水素、臭化水素お
よびヨウ化水素;三塩化ホウ素、三フッ化ホウ素、ボロ
ンモノクロリ1″ドベンタヒドリド、ボロンモノプロミ
ドペンタヒドリド;シリコーンフルオリド、トリフルオ
ロシ’J 力> (trifluorosilican
e )およびクロロシリカン:塩化臭素、クロロアジド
、塩化ニトロシル、フッ化ニトロシル、臭化ニトロシル
、塩化ニトリ1ルおよびフッ化ニトリル;二酸化窒素お
よび四酸化窒素が列記されている。 発明の概要 本発明の目的は、酸硬化性エポキシ樹脂の混合物と、二
酸化硫黄と反応して触媒を形成し該エポキシ樹脂を硬化
させることのできる少量の酸化剤とを含む新規で有用な
硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。 また本発明は上記エポキシ樹脂を硬化させる方法および
成形充填体の製造における該エポキシ樹脂の使用に関す
るものである。 本発明の他の目的は、優れた硬化法を用いエポキシ樹脂
により結合する砂の中子および鋳型の新規で優れた製造
方法を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、砂の中子および鋳型に関し極
めて優れた可使時間を有する優れた砂−□樹脂−過酸化
物組成物を提供することにある。 本発明の尚他の目的は砂−エポキシ樹脂組成物の優れた
硬化方法を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、硬化性エポキシ樹脂の新規で
優れた製造方法を提供することにある。□(28) 本発明の硬化性エポキシ樹脂は、砂の中子また1は鋳型
の如き鋳物用の中子および鋳型の形成に特に有用である
ことを見出した。 本発明の上記およびその他の目的は、優れたガス硬化法
により砂とエポキシ樹脂粘結剤とから製造される鋳物用
の中子および鋳型によって達成される。エポキシ単量体
だけかまたはこれに熱硬化性縮合樹脂を添加したものを
、有機過酸化物、ヒドロペルオキシドまたはヒドロキシ
ーヒドロベルオギシド、或いはこれらと過酸化水素との
混合物1゛□と一緒に鋳物ブレード砂と混合し、該砂を
中子または鋳型に成形し、数秒間二酸化硫黄でガス処理
する。ガス処理を室温乃至150’C(800F)ノ温
度で行なって数秒経過後に得られる中子または鋳型は、
同様の条件下で他の樹脂を用いて製造Hした鋳物用の中
子および鋳型よりも通常の鋳物への適用に対し遥かに優
れた強度および硬度を有する。更に、砂−樹脂一過酸化
物混合物は、予想外に優れた可使時間を有する抄成形組
成物である。 (2合 1 好適例の説明 本発明の組成物は、酸硬化性エポキシ樹脂と、二酸化硫
黄と反応して触媒を形成し該エポキシ樹脂を硬化させる
ことのできる少量の酸化剤の混合物とを含む硬化性エポ
キシ樹脂組成物である。 また、本発明は成形充填体、例えば鋳物用の鋳型および
中子、研削砥石、粉末金属体等の新規な成形方法および
エポキシ樹脂を硬化させる新規な方法に関するものであ
る。 本発明で使用するエポキシ樹脂は、酸硬化性でアリ且つ
該エポキシ樹脂中にエポキシ基、即ち(式中のXは0−
!、たけ小さな整数を示す)で表わされるエポキシ基が
存在することを特徴とする多くの良く知られた樹脂のい
ずれか一つとすることができる。かかる樹脂は、脂肪族
と芳香族との混合であるかまたは非ベンゼノイド(即ち
、脂肪族または環式脂肪族)だけの分子構造を有すする
。一般に、脂肪族−芳香族混合エポキシ樹脂は、ビス−
(ヒドロキシ−アロマチック)アルカンまたはテトラキ
ス−くヒドロキシルアロマチック)アルカンを塩基、例
えば水酸化ナトリウムまたは・水酸化カリウムの存在下
でハロゲン置換脂肪族エポキシドと反応させる良く知ら
れた反応により製造する。ハロゲン置換脂肪族エポキシ
ドを例示すルト、エビクロロヒドリン、4−クロロ−1
,2−エポキシブタン、5−ブロモ−1,2−エボキμ
mシペンタン、6−クロロ−】、8−エポキシヘキサン
等がある。一般に、エポキシ基がアルキル鎖の末端にあ
る塩素置換脂肪族エポキシドを使用するのが好ましい。 最も広く使用されているエポキシ樹脂はビスフェノール
Aのジグリシジルエーテルである。これらはエビクロロ
ヒドリンをアルカリ触媒の存在下でビスフェノールAと
反応することにより製造される。操作条件を調節し、エ
ビクロロヒドリン対ビスフェノールAの比を変えること
により、分子□量の異なる生成物を得ることができる。 他の有用なるエポキシ樹脂には、他のビスフエ/ −ル
化合物、例えばビスフェノールBXFXGおよびHのジ
グリシジルエーテルがある。 種々のビスフェノールに基づく上記タイプのエポキシ樹
脂は、極めて広く市場で入手することができる。この1
群として商品名「エポンJ(Epon)樹脂が知られて
おり、該樹脂はシェル・ケミカル・コンパニーで製造さ
れている。例えば、「エポン820」は約380の平均
分子量を有するエポキシ樹脂であり、2,2−ビス−(
1)−ヒドロギシフェノール)プロパンとエビクロロヒ
ドリンから製造される。同様に「エポン108 、I
J ハ約616の平均分子量を有するエポキシ樹脂であ
り、エビクロロヒドリンと対称テトラキス−(p−ヒド
ロ1キシフエノール)エタンから製造される。「エポン
828」は350〜400の分子量および約175〜2
10のエポキシ等量を有する。 市場で入手し得るエポキシ樹脂の他の群は商品名EPI
−REZ(−1=:y−−ズ樹脂、セラニーズ0フーチ
ングス・コンパニーのディビジョン)ト1して知られて
いる。例えば、EPI−REZ510およびEPI−R
EZ509は粘度およびエポキシ等量が僅かに異なるビ
スフェノールAまたはジグリシジルエーテルの商用銘柄
である。 本発明において有用であるエポキシ樹脂の他の群はノボ
ラック、特にエポキシクレゾールおよびエポキシフェノ
ールのノボラックである。これらは、オルソクレゾール
またはフェノールとホルムアルデヒドとの反応により通
常生成するノボラット゛り樹脂をエビクロロヒドリンと
反応させることによって製造する。 また、非ベンゼノイド物質、例えば脂肪族または環式脂
肪族の水酸基含有化合物から誘導されるエポキシ樹脂を
本発明に使用することができる。1□非ベンゼノイド分
子構造を有するエポキシ樹脂は、当該分野では通常脂肪
族エポキシ樹脂または環式脂肪族エポキシ樹脂と称する
。環式脂肪族のエポキシ樹脂は、環式オレフィンのベル
アセテイツクエポキシ化(peracetic epo
xidation )により、“およびテトラヒドロフ
タル酸の如き酸とエビクロ10ヒドリンとを縮合し、つ
いで脱ハロゲン化水素を行なうことにより製造すること
ができる。脂肪族エポキシ樹脂は、脂肪族のジオールお
よびトリオールの如き水酸基含有脂肪族化合物および環
式・化合物との反応によって製造することができる。 例えば、エチレングリコールまたはグリセロールをエビ
クロロヒドリン(および前述の他のもの)の如きハロゲ
ン置換脂肪族エポキシドと反応させて、芳香族ヒドロキ
シ化合物から誘導されるエボト・キシ樹脂よりも粘度が
低いことを特徴とする液体エポキシ樹脂を生成すること
ができる。かかる脂肪族エポキシ樹脂は、硬化した場合
、芳香族エポキシ樹脂はど脆くはなく、多くの例におい
てエラストマーの性質を示す。脂肪族エポキシ樹脂は幅
□広く市場で入手することができ、例えばシェル・ケミ
カル・コンパニーおよびライヒホールド、ケミカ/l/
ス’4から販売されている。特に例示すると、シェル
・ケミカル・コンパニーで販売している約28°Cで9
0〜150センチボイスの粘度、140″〜165のエ
ポキシ当量および約65のヒドロキ1シル当班を有する
エポン562がある。 本発明においては、酸化剤を酸硬化性エポキシ樹脂配合
物に硬化剤として混入する。本発明の酸硬化性エポキシ
樹脂組成物に混入する酸化剤は、二酸化硫黄と反応して
該エポキシ樹脂を硬化させる触媒を形成する。 多くの酸化剤が本発明のエポキシ樹脂に使用するのに適
する。適当な酸化剤としては過酸化物ヒドロペルオキシ
ド、ヒドロキシヒドロベルオキシト・ド、塩素酸塩、過
塩素酸塩、亜鉛素酸塩、塩酸塩、過安瑠、香酸塩、過マ
ンガン酸塩等がある。しかし酸化剤は過酸化物、ヒドロ
ペルオキシド或いは過酸化物またはヒドロペルオキシド
と過酸化水素との混合物であるのが好ましい。有機過酸
化物は芳□香族またはアルキル過酸化物とすることがで
きる。 有用なるジアシルペルオキシドを例示すると、ベンゾイ
ルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドおよびデカノ
イルペルオキシドがある。ケトンベルオギシドは特に有
用であり、かかるケトンペル□”ルオキシエステル酸化
剤を例示すると、t−プチルヘルオクトエート(t −
butyl peroctoate )、t−7’チル
ベルアセテート、t−ブチルペルベンゾエートおよびt
−アミルベルオクトエートがある。アルキル過酸化物を
例示すると、ジクミルペルオキシドおよびジ−t−ブチ
ルペルオキシドがある。本発明に有用であるヒドロペル
オキシドを例示すると、t−ブチルヒト四ペルオキシド
、シト・メンヒドロペルオキシド、パラメンタンヒドロ
ペルオキシド等がある。上記有機過酸物またはヒドロペ
ルオキシドの1種または2種以上の混合物を、過酸化水
素と一緒に硬化剤または促進剤として使用することがで
きる。本発明の組成物は、上記工1ボキシ樹脂の重量に
対し約10〜約50重量%、好ましくは約15〜約45
重量%の酸化剤を含有する。 エポキシ樹脂と過酸化物の如き酸化剤との混合物を含む
本発明の酸硬化性エポキシ樹脂は、該混1金物を気体二
酸化硫黄で処理することによって硬1化させることがで
きることを見出した。かかる硬化は殆ど瞬時に開始し、
良好なる強度と直ちに使用することのできる表面硬度と
を有する樹脂を生ずる。この結果は驚くべきことである
。この理由・はこのようなエポキシ樹脂の硬化は、文献
に如何なる記載もなされないからである。一般に、エポ
キシ樹脂−過酸化物混合物は、周囲温度乃至約150°
Cの温度で瞬時乃至約5分間二酸化硫黄と接触させる。 若干の場合、二酸化硫黄を既知の方1・・法でキャリヤ
ーガス流に同伴させることができる。 コノ目的の為に普通に使用するキャリヤーガスを例示す
ると、空気および窒素がある。エポキシ樹脂−過酸化物
混合物を硬化させるのに必要な二酸化硫黄の量は触媒量
であり、一般にキャリヤーガスの重量に対し約0,5%
程度の二酸化硫黄量で、重合および硬化を生じさせるに
十分である。しかし前述の如く、エポキシ樹脂−過酸化
物混合物を任意キャリヤーガスの存在下で直接二酸化硫
黄と接触させることも可能である。
・・本発明の酸硬化性エポキシ樹脂は、硬化した工・ボ
キシ系に所望性質を生ゼしぬる種々の単量体および重合
体を添加することにより改質することができる。例えば
、エポキシ系の熱安定性を、種々の単量体をエポキシ樹
脂−酸化剤混合物と混合することにより増大させること
ができる。この場合に、かかる混合物を前述の如くして
二酸化硫黄で硬化させることができる。 本発明の酸硬化性エポキシ樹脂と混和することのできる
単量体または重合体材料を例示すると、Mアクリルまた
はビニル単量体、フルフリルアルコール、ポリフルフリ
ルアルコール、ホルムアルデヒドを基材とする熱硬化性
樹脂、ウレタン樹脂、またはこれらの混合物がある。こ
れらの特定した単量体および重合体が酸硬化性エポキシ
樹脂の性質を変性する正確なる機構は、この時点では知
られていない。約50重量%までの上記特定した単量体
および重合体をエポキシ樹脂と混合して、本発明に係る
改質エポキシ樹脂系を形成することができることを見出
した。アクリル化合物はエボキシ系に対する改質剤とし
て特に有用であり、特に1例示するとトリメチロールプ
ロパントリアクリレートおよびフルフリルメタクリレー
トがある。改質剤として有用であるホルムアルデヒドを
基材とする熱硬化性樹脂を例示すると、フェノール樹脂
/l/ ムアルデヒド樹脂または尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂がある。また、レソルシノールは改質剤として特
に有用である。 本発明の好適例においては、 (a)多層の固体粒状材料と、 (′b)少量の(イ)酸硬化性エポキシ樹脂と、(ロ)
二酸化硫黄と反応して触媒を形成し上記エポキシ樹脂を
硬化させることのできる酸化剤 との混合物を含む硬化性エポキシ樹脂組成物を製造する
。一般に、かかる硬化性エポキシ樹脂組成”□物は上記
粒状材料の重量に対し約0.2〜約15重量%、好まし
くは約0.8〜約1.0%のエポキシ樹脂を含有し、酸
化剤については該エポキシ樹脂の重量に対し約10〜約
50重量%、好ましくは約15〜約40重凰%含有する
。この組成物に使用゛□する酸硬化性エポキシ樹脂は、
前述の如く、アク□リルまたはビニルLjt体、フルフ
リルアルコール、ポリフルフリルアルコール、レソルシ
ノール、ホルムアルデヒドを茫材とする熱硬化性樹脂、
ウレタン樹脂またはこれらの混合物を約50重量%まで
含有する改質エポキシ樹脂とすることができる。 得られる結果は驚くべきものである。この理由は、エポ
キシ樹脂は従来このようには硬化せずまた二酸化硫黄と
過酸化物との反応で生ずると考えられる硫黄含有の強酸
を用いて硬化することがな1かったからである。多少似
た処理が米国特許第8879839号明細書に記載され
ており、この明細書には酸触媒縮合反応により硬化する
尿素−ホルムアルデヒド、フラン、またはフェノールレ
ゾールの樹脂を有機過酸化物またはヒドロベルオ□キシ
ドの存在下で二酸化硫黄でガス処理することにより硬化
させることができることが開示されている。このプロセ
スは北米において登録商標工n5ta −Drawで販
売されている。 上記米国特許には、縮合硬化性樹脂、例えばフ′□ルフ
リルアルコール重合体および共重合体、並び“にフェノ
ール樹脂による鋳物用の中子および鋳型の製造だけしか
開示されていない。エポキシtM 脂は縮合反応により
硬化せず、よって縮合樹脂の均等物ではない。 種々の固体粒状材料を本好適例のエポキシ樹脂組成物に
使用することができる。粒状材料の選択は一部には、充
填した工4ζキシ樹脂の意図する用途により決定される
。本発明の組成物の充填材として使用することのできる
粒状材料には、珪砂の゛如きシリカを高い割合で含む材
料のすべて、耐火材料、酸化ジルコニウムの如き粒状金
属酸化物、°および研磨品、例えばカーポランダム、エ
メリー、石英、ざくろ石、酸化アルミニウム、炭化珪素
等がある。 他の材料を本発明の組成物に含有させて他の所望結果を
得ることができる。例えば、該材料にはエポキシ樹脂と
粒状材料との間の結合を改善する為のカップリング剤が
あり、該カップリング剤は長期間経過後および/または
湿気に暴露した後に□゛初期性質を取り戻す該重合材料
の能力を改善す□る。当該分野で知られたカップリング
剤を例示すると、シランおよびチタン酸塩がある。カッ
プリング剤は化学的には分子の一端における有機反応性
基の官能性および他端における無機アルコキシシランま
たはアルコキシチタネートの官能性を有スル混成物質(
h声ri、1 materials )である。シラン
中に見出される代表的有機官能基にはビニル基、クロロ
アルキル基、エポキシ基、メタクリレート基、アミン基
およびスチリルアミン基がある。当1″該分野で知られ
ているシランカップリング剤は固体粒状材料を充填した
本発明の組成物に特Gこ有用である。 固体粒状材料、エポキシ樹脂、酸化剤および他の任意添
加剤、例えばシランを含む混合物を、型□を用いて種々
の形状に成形することができる。この混合物が型にある
間に、前述の如く該混合物を二酸化硫黄ガスで処理して
殆ど瞬間に硬化を行なう。このようにして得た物品は良
好なる強度および直ちに使用することのできる表面硬度
を有するg成形した組成物へのガスの導入は、製造すべ
き1中子または鋳型によって決定される種々の方法で1
既知の処理により行なうことができる。例えば中子の場
合、外部と連通しフィルタを備えたオリフィスを有し且
つ該オリフィスを介してガスが加圧・下で組成物に導入
される型において組成物を成形する。組成物から鋳型を
製造する場合には、砂と樹脂の混合物を原型に型締めし
、この原型に機械加工した複数の溝を介してガスを導入
する逆手順に従って行う。 粒状充填材、エポキシ樹脂および酸化剤とから成る組成
物を手動、機械、油圧またはニューマチックで型締めし
た後、ガスを製造すべき目的の寸法により決定され変え
ることのできる圧力および周囲温度で圧入することがで
きる。この圧力は、゛′ガスが組成物の全容積に亘り均
一に分散し且つ型の外に逃散するに十分でなければなら
ない。通常用いる圧力は約0.3〜5気圧である。この
ようにしそ製造した成形物品は良好なる強度と表面硬度
を示し、直ちに手使用することができる。 ”□□
このように、この方法では鋳物用の中子および、鋳型を
容易に製造することができ、縮合タイプの硬化性樹脂を
用いる方法に優る幾つかの利点が得られる。重要なる利
点の1つに、系にホルムアルデヒドが存在しないことが
ある。この理由は殆ど。 の縮合樹脂、例えばフェノール、尿素ホルムアルデヒド
、フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド等が硬化中
にホルムアルデヒドを遊離するからである。エポキシ樹
脂は硬化中有意なるホルムアルデヒドを遊離することが
ない。エポキシ系の熱Ill安定性は、フルフリルアル
コール、フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド重合
体マタハフェノールホルムアルデヒド樹脂或いは先駆物
質の添加により増大させることができる。 本発明の組成物の他の重要なる利点は、系に存1゜在す
る水の量が減じたことである。通常用いるエポキシ配合
物は、従来二酸化硫黄で硬化されたフランにおける2〜
8%に比べ1%未満の水しか含まない。更に、開環およ
び架橋反応である硬化反応中に殆どまたは全く水が遊離
されることがない。 (39) 一方、フラン、フェノールおJ: U 尿素* # ム
7 # 。 デヒド樹脂は硬化の際に著しい量の水を遊離する。 ある鋳物の用途、例えば高品質の鋼鋳造物の流し込みに
おいて、水は「ピンホール」として知られている鋳物欠
陥(casting defects )の−因をな。 し得る。 本発明のエポキシ樹脂組成物の他の利点は、反応副生成
物の表面移動(migration )の減少である。 縮合樹脂を用いる方法においては、反応熱の吸収により
型の表面近くで一層緩徐に硬化する類111向があり、
おそらく反応副生成物が型表面方向に移動する。箱型の
温度が周囲温度よりも低い場合に、このことは十分に硬
い表面を有する物品を製造する為に高濃度の過酸化物が
要求されるという問題を生ずる。エポキシ樹脂系ではこ
のような影、。 響は現われず、優れた中子強度は過酸化物量をわざと低
分量にしても得られる。 更に他の利点は、高酸消費(high acid de
mand )のレイクサンドで優れた性能と優れた可使
時間が観察されることである。例えば、フラン樹脂は低
2.1(40) 酸消費のシリカ砂では良好に実施されるが、高酸・消費
のレイクサンドの塩基度では硬化が遅延し、高分用の樹
脂と過酸化物が必要である。これにより系の費用と砕中
の有機物質の分用が著しく増大する。本発明のエポキシ
系では上記各妙において極めて良好に実施でき、鋳物の
用途に幅広く使用されている一般的なレイクサンドであ
るマンレイ1−L(Manleyl−L )レイクサン
Y(1)fJJ、合ニ、ウニドロン(Wedron )
5040の如き極めて低酸消費のシリカで要求される
以−トに、樹脂または、、。 過酸物を増加さぜる必要がない。 砂−樹脂一過酸化物混合物を貯蔵し、大気に開放し、二
酸化硫黄で処理する場合尚受入れられる物品が得れる時
間の長さを可使時間と称する、マンレイ1−L砂の場合
、フラン樹脂に関する可使。 時間は12〜16時間であり、砂の温度に左右される。 本発明に係るエポキシ系の場合には、6日間の可使時間
が観察された。好ましい条件下で清浄なシリカ砂の場合
には、フラン樹脂の可使時間は3日である。同様の砂で
、本発明のエポキシ樹。 側糸は10日を越える可使時間を有することが観1察さ
れた。 本発明のエポキシ樹脂系を用いた場合に得られる史に他
の利点は、特に樹脂の必要針が一層少なくてよい高酸消
費の砂では費用が著しく節約できることである。砂の種
類にもよるが、フラン樹脂では4・0〜50%の過酸化
物が必要とされるが、エポキシ樹脂では過酸化物の平均
的割合が30%である。エポキシ加工処理は低コストの
クメンヒドロペルオキシド触媒で良好に行なわれる。エ
ポ、1゜キシ系では過酸化物の必要数が少ない為、触媒
化に必要な二酸化硫黄曖が一層少なくなる。 次に本発明を実施例(こ基づき説明する。 実施例1 100部のエポン828樹脂、ビスフェノール−A形エ
ポキシ樹脂と30部のクメンヒドロペルオキシドの混合
物を、約5分間粉砕することにより製造した。この混合
物をフィルム状にして用い、周囲温度で約0.5秒間二
酸化硫黄でガス処理した。 樹脂の初期硬化により僅かに可撓性であるエポキシフィ
ルムが得られた。 実施例2 エポキシ樹脂で結合した中子 本試験においては、ウニドロン5040砂を1.0重数
%(砂に対し)のエポン828樹脂と混合し、3分間粉
砕した。エポン828はビスフェノール人形エポキシ樹
脂である。80重量%(樹1脂重徽に対し)のクメンヒ
ドロペルオキシドを該混合物に添加し、得られた混合物
を更に8分間粉砕した。ついでこの砂−樹脂一過酸化物
の混合物を型〔標準トングボーン成形試験型(stan
dardciogbone 5haped speci
men mold ) )の中に押し ・・込むか或い
は流し込み、室温で約0,5秒間二酸化1硫黄でガス処
理し、ついで15秒間空気置換した。 約0.3秒乃至約5分間のガス処理時間および室温乃至
約150°C(300’F)の温度を用いることができ
た。 エポキシ系の初期硬化では強靭で僅かに可撓性であるこ
とを特徴とする。可撓性は多くの用途において有益であ
り、型から物品を取り出す際の中子の破損が減ぜられる
。しかし若干の場合に、硬質の初期硬化は薄くて複雑な
デザインの変形を防・・・止するのに好適である。エポ
キシ樹脂を5〜15%のフェノール−ホルムアルデヒド
樹脂で改質すると、一層硬質な初期硬化と一層高い初期
引張り強度が得られた。 20秒経過後に得られた生成物(試験成形体)1は前述
の如く直ちに使用することができた。この生成物は縮合
形樹脂を用いて製造した同様の生成物と等しいかまたは
それよりも良好な硬度および引張り強度を有した。 マタ、この手法はビスフェノール−F形エボキ・・・(
44) シ樹脂およびエポキシノボラック樹脂を用いて同1様に
行なうことができた。 実施例3 改質エポキシ樹脂で結合した中子 他の実験において、ウニドロン5040砂を、15%の
フルフリルアルコール(またはフルフリルアルコール−
ホルムアルデヒド重合体)で改質した1、0重量%(砂
に対し)のエポン828トi/fG合し、得られた混合
物を8分間粉砕した。尚、エポン828はビスフェノー
ル−人形エポキシ樹脂1・・である。この混合物に80
重量%(樹脂重量に対し)のクメンヒドロペルオキシド
を添加し、該混合物を更に3分間粉砕した。ついでこの
砂−樹脂一過酸化物混合物を型(標準ドツグボーン成形
試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で・約
0.5秒間二酸化硫黄でガス処理し、ついで15秒間空
気置換した。約0.8秒乃至約5分のガス処理時間と室
温乃至約150°Cの温度を用いることができた。20
秒経過後に得た生成物は前述の如く直ちに使用すること
ができた。この生成物は縮・・台形の樹脂を用いて製造
した同様の生成物と等し1いかまたはそれより良好な硬
度および引張り強度を有した。 この手法はビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびエ
ポキシノボラック樹脂を用いて同様に行なうことができ
た。 実施例4 エポキシ樹脂で結合した中子のベーキング実施例2およ
び8において製造した試験成形体を約990°C(18
00”1?)のマツフル炉でベート・キングした。2分
経過後ビスケット(試験成形体)を取り出し、小形ハン
マでたたいて破壊し易さを測定シタ。フルフリルアルコ
ール(またはフルフリルアルコール−ホルムアルデヒド
) MJ成放物著しく硬質であった。これら試験により
、熱安定性藏の増大はフルフリルアルコールまたはフル
フリルアルコールホルムアルデヒド樹脂によるエポキシ
の改質に起因していることが示された。 実施例5 ウニドロン5040砂を、15%のフルフリル・・アル
コールで改質した1、0重社%(砂に対し)の・エポン
828樹脂と混合し、3分間粉砕した。この混合物に8
0重量%(樹脂重量(こ対し)のクメンヒドロペルオキ
シドを添加し、得られた混合物を更に3分間粉砕した。 ついで砂−樹脂一過酸化物混合物を型(標準ドッグボン
成形試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で
約0.5秒間二酸化硫黄でガス処理し、ついで15秒間
空気置換した。約0.3秒乃至約5分のガス処理時間と
室温乃至約150°Cの温度を用いることができた。1
・・ついで試験成形体、即ちビスケットを約110°C
で更に5分間加熱した。 室温まで冷却した後、ビスケットはベーキングしない場
合の20.89kg/cm2(290psi )&こ匹
敵する3 5.15 kg/cm2(575psi )
ノ引張 ・り強度を有した。 この手法はビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびエ
ポキシノボラック樹脂を用いて同様に行なうことができ
た。 、実施例6 改質エポキシ樹脂で結合した中子 ウニドロン5040砂を、(砂に対し)1.0重量%の
改質エポン828と混合し、3分間粉砕した。80%の
エポン828.10%の7エ/−ル樹脂、0.2%のA
−187シラン、l Qt+%のメタノールを含み、更
に20%のトリメチロールプロパントリアクリレートを
加えた組成物を使用した。 尚、この実施例および以下の実施例で用いたフェノール
樹脂は、ホルムアルデヒドとフェノール樹脂・塩基性条
件下、1.5 : 1の割合で反応させたレゾールであ
る。ついで該混合物に30重量%(樹脂重量に対し)の
クメンヒドロペルオキシドを添加し、得られた混合物を
更に8分間粉砕した。ついでこの砂−樹脂一過酸化物混
合物を型(標準ドラ・グボーン成形試験型)の中に押し
込むかまたは流し込み、室温で約0.5秒間二酸化硫、
黄でガス処理し、ついで20秒間空気置換した。約0.
3秒乃至約5分のガス処理時間と室温乃至約150°C
(300’F)の温度を用いることができた。 ・
・約20秒経過後の生成物は、前述の如く直ちに□使用
することができた。この生成物は、改質されてない製品
に関する9、140 kg/ cm2(180psi)
に匹敵する1 0.968に9/Crn2(1561)
Eii )の瞬時□引張り強度(2o秒経過後)を有し
た。この生成物は縮合形樹脂を用いて製造した同様の生
成物と等しいかまたはそれよりも良好な硬度および引張
り強度を有した。 この手法は、ビスフェノール−F形エポキシ樹脂オよび
エポキシノボラック樹脂を用いて同mに・□行なうこと
ができた。 実施例7 ウニドロン5040砂を、1.0重風%(砂(こ対し)
の改質エポン828と混合し、8分間粉砕し□た。用い
た組成物は80%のエポン828.1.0%のフェノー
ル樹JJLo、2%のA −187シラン、10%のメ
タノールを含み、これ
【こ20%のフルフリルメタクリ
レートを添加したものである。この混合物に80重重数
(樹脂重量に対し)のクメ・ンヒドロベルオキシドを添
加し、得られた混合物1を更に8分間粉砕した。ついで
この砂−樹脂一過酸化物を型(標準ドツグボーン成形試
験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で約0.
5秒間二酸化硫黄でガス処理した。約0.3秒乃至約5
分のガス処理時間および室温乃至約150°C、(3o
。 ’F )の温度を用いることができた。 20秒経過後に得た生成物は前述の如く直ちに使用する
ことができた。この生成物は、改質されていない生成物
よりも著しく大きな瞬時引張り強1・・度を有した。ま
た、この生成物は網台形樹脂を用いて製造した同様の生
成物と等しいかまたはそれよりも良好な硬度および引張
り強度を有した。 この手法はビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびエ
ポキシノボラック樹脂を用いて同様に行1なうことがで
きた。 実施例8 改質エポキシ樹脂を用いて結合した中子ウニドロン50
40砂を、1.0重量%(砂に対し)の改質エポン82
8樹脂と混合し・8分間粉゛砕した。使用した組成物は
80%エポン828.10%のフェノール樹脂、0.2
%のA−187シラン、10%のメタノール全含み、こ
れGこ20%のフルフリルグリシジルエーテル奈加えた
ものである。尚、このフルフリルグリシジルエーテルは
、脱ハロゲン化水素の為Gこ触媒として水酸化ナトリウ
ムの如き塩基を用いて、エビクロロヒドリンをフルフリ
ルアルコールと反応させることにより製造した。該混合
物に30重置火(樹脂重置に対し)のクメンヒドロペル
オキシドを添加し、得られた・・混合物を更Gこ3分間
粉砕した。ついでこの砂−樹脂一過酸化物の混合物を型
(標準ドツグボーン成形試験型)の中に押し込むかまた
は流し込み、室温で約0.5秒間二酸化硫黄でガス処理
し、ついで20秒間空気置換した。約0.3乃至約5分
間のガ・入処理時間と室温乃至約150°C(800°
F)の温度を用いることができた。 20秒経過後に得た生成物は前述の如く直ちに使用する
ことができた。この生成物は、改質されていない生成物
よりも著しく大きな瞬時引張強度・、を有した。この生
成物も、網台形樹脂を用いて製・造した同様の生成物と
等しいかまたはそれよりも良好な硬度および引張り強度
を有した。また、この種の砂/樹脂組成物は優れた熱安
定性を有した。 この手法は、ビスフェノール−F形エポキシ樹脂を用い
て同様に行なうことができた。 可使時間試験 ?Iの実験を行い、エボギシ樹脂/過酸化物/砂混合物
の可使時間並びに種々のタイプの砂の影響を評価した。 実施例9 一連の試験においてマンレイ1−L砂を1.0重量%(
砂に対し)の改質エポン828樹脂と混合し、8分間粉
砕した。尚、用いた組成物は82%のエポン828.5
%のレソルシノール樹脂、8t%ノトリフェニルホスフ
イソト、0.2%のA−187シラン、]0%のメタノ
ールを含むものとした。ついで該混合物に80重重%(
樹脂重数に対し)のクメンヒドロペルオキシドを加え、
得られた混合物を更に3分間粉砕した。ついでこの砂・
・−樹脂一過酸化物混合物を夫々5分間、65時間・お
よび6日間保持し、然る後に型(標準ドツグボーン成形
試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で約0
.5秒間二酸化硫黄を用いてガス処理し、ついで15秒
間空気置換したO約0.8秒乃至約5分間のガス処理時
間と室温乃至約1.50°C(300°F)の温度を用
いることができた0これら生成物に関する引張り強度お
よび硬度のデータを次に示す期間経過後Gこ得た:混合
後の経過期間 5分間 65時間 6日間中子砂
度 88 79 77中子硬度 91
88 85中子硬度 92 90
86この手法は、ビスフェノール−F形エポキシ
樹1脂およびノボラック樹脂を用いて同様に行なうこと
ができた。 実施例10 他の一連の試験(こおいて、5040ウエドロン砂を1
.0重量%(砂に対し)の改質エポン828樹脂と混合
し、8分間粉砕した。尚、用いた組成物は82%のエポ
ン828.5゛%のレソルシノール、3%のトリフェニ
ルホスフィツト、062%のA−187シラン、10%
メタノールを含むものとし11・た。この混合物に30
重針%(樹脂重量に対し)の過酸化物を添加し、得られ
た混合物を更に8分間粉砕した。この砂−樹脂一過酸化
物を夫々5分間、65時間および6日間保持し、ついで
型(標準トングボーン成形試験M)の中に押し込むがま
または流し込み、室温で約0.5秒間二酸化硫黄を用い
てガス処理し、然る後15秒間空気置換した。 約0.3秒乃至約5分のガス処理時間と室温乃至約15
0°Cの温度を用いることができた。 これら製品に関する引張り強度および硬度のデー・・−
夕を次に示す期間経過後に得た; 混合後の経過期間 5分間 65時間 6日間中
子砂度 98 90 84中子硬度
99 97 88この手法は、ビスフエ゛
ノールーF形エポキシ樹脂およびノボラック樹脂を用い
て同様に行なうことができた。 レイクサンドにおけるエポキシ樹脂対フラン樹脂種々の
量においてエポキシ樹脂で、並びにフラン樹脂でレイク
サンドを結合させること(こより得た生成物を評価する
一連の試験を行なった。 実施例11 一連の試験において、マンレイ1−Lレイクサンドを樹
脂と混合し、3分間粉砕した。ついでこれに過酸化物を
添加し、得られた混合物を更に3分間粉砕した。この手
法をエポキシ樹脂について並びにフラン樹脂について8
種類の異なる分量で、および異なる2種の過酸化物につ
いて同様に行なった。ついでこの砂−樹脂一過酸化物混
合物を型(標準ドツグボーン成形試験型)の中に押し込
むかまたは流し込み、室温で約0.5分間二酸化硫黄)
・・でガス処理し、ついで空気で15秒間空気置換した
。約0.8秒乃至約5分のガス処理時間および室温乃至
約150°Cの温度を用いることができた。 使用したエポキシ樹脂はエポン828に他の材料を添加
したものであり、使用した組成物は82・%のエポン8
28.5%のレソルシノール樹脂、8%のトリフェニル
ホスフィツト、0.2%のA−187シラン、10%の
メタノールを含ムものとした。この組成物に(樹脂重量
に対し)30重量%の過酸化物を添加し、得られた混合
物を成形前・・に更に3分間粉砕した。フラン樹脂は、
酸性条件1下で反応シタフルフリルアルコールホルムア
ルデヒド共重合体とした。ホルムアルデヒド対フルフリ
ルアルコールの比は1とした。 異なる樹脂および異なる過酸化物を用いて得た生成物に
関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: 過酸化物 クメンヒドロペルオキシドメチルエチルケト
ンペルオキシド%(BOR) 30
30 45 45砂 □ マン
レイ1−L □ 温度’C(F) 25.0(77) 25.0
(77) 24.4(76) 24.4(76
)中子硬度 88 45 69 82中
子硬度 91 46 74 83中子硬
度 91 85 81 86この手法を
ビスフェノール−F形エポキシ樹脂1およびエポキシノ
ボラック樹脂を用いて同様に行なうことができた。 異なるエポキシ樹脂−砂一過酸化物混合物の評価実施例
12 この一連の試験において、5040ウニドロンけい砂を
樹脂と混合し、8分間粉砕した。この混合物に過酸化物
を添加し、得られた混合物を更Gこ3分間粉砕した。尚
、この手法を2種のエポキシ樹脂組成物について2種の
異なる分量で、並びに1・・2種の異なる過酸化物につ
いて同様に行なった。 然る後、該砂−樹脂−過酸化物混合物を型(標準ドツグ
ボーン成形試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、
室温で約0.5秒間二酸化硫黄でガス処理し、ついで1
5秒間空気置換した。約0.3秒乃(・全豹5分のガス
処理時間と室温乃至約150°Cの温度を用いることが
できた。 使用したエポキシ樹脂は、他の材料を添加したエホン8
28とした。組成物Aは80%のエポン828.15%
のフルフリルアルコール、5%の・・レソルシノール樹
脂、0.2%のA、’ −187シラン・を含むものと
し、組成物Bは82%のエポン828.5%のレソルシ
/−ルN 脂、a%のトリフェニルホスフィンド、0.
2%のA−187シラン、10%のメタノールを含むも
のとした。これら組成物にクメノビドロベルオキシド8
0重世%(樹脂重量(こ対し)を添加し、得られた混合
物を成形前に更に8分間粉砕した。 異なる樹脂および異なる過酸化物を用いて得た生成物G
こ関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: 樹脂 A BB %(BO3)1.0 1.、OO,7過酸化物 □ク
メンヒドロペルオキシド □%(BOR)
30 30 30砂 □ 50
40ウニドロン 温度”C(F) 24.4(76) 24.
4(76) 25.0(77)中子硬度 89
98 78中子硬度 92 99
85中子硬度 96 99 96BO
3−砂に対する割合 BOR−樹脂Gこ対する割合こ
の手法をビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびノボ
ラック樹脂を用いて同様に行なうことができた。 実施例】3 この一連の試験において、マンレイ1−Lレイ・・クサ
ンドを樹脂と混合し、3分間粉砕した。この・混合物に
過酸化物を添加し、得られた混合物を更に3分間粉砕し
た。尚、この手法を2種のエポキシ樹脂組成物について
同じ分量で、並びに2種の異なる過酸化物について同様
に行なった。然る後、この砂−樹脂一過酸化物混合物を
型(標準ドツグボーン成形試験型)の中に押し込むかま
たは流し込み、室温で0,5秒間二酸化硫黄でガス処理
し、ついで15秒間空気置換した。約0.3秒乃至約5
分間のガス処理時間と室温乃至約]50°C(3(In
・・°F )の温度を用いることができた。 使用したエポキシ樹脂は、他の材料と混合したエポン8
28とした。組成物Bは82%のエホン828.5%の
レソルシノール[IJL3%のトリフェニルホスフィツ
ト、0.2%のA−187シラ1ン、10%のメタノー
ルを含むものとし、組成物Cは80%のエポン828.
15%のメタノール、5%のレソルシノールおヨヒ0.
2%のA−187シランを含むものとした。これら組成
物Gこ80重黛%(樹脂重量に対し)の過酸化物を添加
し、得・られた混合物を成形前に更に3分間粉砕した。 ・異種の樹脂および異種の過酸化物を用いて得た生
成物に関する引張り強度および硬度のデータを次に示す 樹脂 B (3B %(BO3) 1.0 1.0 1.0過酸化
物 60%H2O20HMEKP%(BOR)
1.5 80 !30温度”C(F)
24.4(76) 25.0(77) 23.
9(75)中子硬度 10 81 65中
子硬度 12 82 78中子硬度
No 86 95BO8−砂に対する割合
BOR−樹脂に対する割合OH−クメンヒドロペルオ
キシド MEKP−メチルエチルケトンペルオキシドこの手法を
ビスフェノール−F形エボギシ樹脂・およびノボラック
樹脂を用いて同様に行なうことができた。 実施例14 この一連の試験において、砂を樹脂と混合し、3分間粉
砕した。この混合物に過酸化物を添加し、得られた混合
物を更に8分間粉砕した。尚、この手法を、8種の異な
る砂、8種の異なるエポキシ樹脂組成物について2種の
異なる分量で同様にして行なった。過酸化物はクメンヒ
ドロペルオキシド・ドを用いた。然る後Gこ、該砂−樹
脂−過酸化物混合物を型(標準ドツグボーン成形試験型
)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で約0.5秒
間二酸化硫黄でガス処理し、ついで15秒間空気置換し
た。約0.8秒乃至約5分間のガス処理時間と室・温乃
至約150°c(aoooF)の温度を用いることがで
きた。 使用したエポキシ樹脂は、他の材料を混合したエポン8
28とした。組成物りは75%のエポン828.15%
のフルフリルアルコール重合体、・・0.2%のA −
1,87シランおよび10%のメタノ1−ルを含むもの
とし1組成物Bは82%のエポン828.5%のレソル
シノール、3%のトリフェニルホスフィツト、0.2%
のA−187シランおよび10%のメタノールを含むも
のとし、組成物E ハ80%のエポン828.10%の
フェノール樹脂、0.2%のA−187シラン、10%
のメタノールを含むものとした。これら組成物に30重
量%(樹脂重量に対し)のクメンヒドロペルオキシドを
添加し、得られた混合物を成形前に更に さ・・80分
間粉砕した。 異なる樹脂組成物および異なる砂を用いて得た生成物に
関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: 樹脂 B D E %(BOS) 0.8 1・0 】・O過酸化
物 □ クメンヒドロペルオキシド中子硬度 09
86 88中子硬度 98 85
91中子硬度 100 86 89B
O8−砂に対する割合 BOR−樹脂に対する割合こ
の手法をビスフェノール−F形エポキシ樹脂、エポキシ
ノボラック樹脂、フルフリルグリシジルエーテル等を用
いて同様Gこ行なうことができた。 実施例15 ウニドロン5040砂を、1.0重量%(砂の重hlに
処Jし)のエポン828樹脂と混合し、約3分1間粉砕
した。尚、該エポン828樹脂は20%のトリメチロー
ルプロパントリアクリレ−) (TMPTA)で改質し
、これに10%のメタノールと0.2%のA −1,8
7シランとを混和した。ついでこの混合物に80重置火
(樹脂重置に対し)のクメンヒドロペルオキシドを添加
し、得られた混合物を更に3分間粉砕した。然る後この
混合物を標準ドツグボーン成形試験型しこ押し込むかま
たは流し込み、周囲温度で約0.5秒間二酸化硫黄でガ
ス処理1・・し、ついで15秒間空気置換した。該試験
成形体Gこ関する引張り強度および硬度のデータを次G
こ示す期間経過後に得た。尚、比較の為に上記手法をト
リアクリレートの代りに30%の過酸化物を有するエポ
ン828を用いて同様に行なった:エポン828
TMPTA改質エポン8281中子砂度 889
1 中子硬度 9090 上記に見られる如く、ヒス7x)−)v−A型xボキシ
樹脂を20%トリアクリレートで改質すると、ガス処理
後最初の20秒で引張り強度が75%増大した。更Gこ
、物品の剛さが著しく増大したことGこより、水ジャケ
ットおよびシリンダヘッド・の中子の如き薄く画成され
た複雑な中子の成形が可能となった。他の利点は硬化に
必要な過酸化物の濃度が減ぜられたことである。 」1j凪1 ウニドロン砂を、75部のエポキシノボラック脂樹脂(
チバガイギイで製造したE P N −1119)と、
10%のメタノールおよび0.2%のA−187シラン
全混和した25部のエポン828とを含ム混合物1.0
重数%(砂の重はに対し)と混合した。 過酸化物を20%まで減じ且つ1%のトリメチロ・−ル
ブロバントリアクリレー1−(TMPTA)を配合物に
添加した以外は、上記配合物および類似の配合物を用い
て実施例15に記載したようにして試験成形体を製造し
た。比較の為、改質してないエポン282の試験成形体
も製造した。この実1・・施例で製造した試験成形体に
関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: エポン828: 1 中子硬度 88 82 92中子硬度
82 イ36中子硬度 90
82 96 ・・・これ等の結果は、エホ゛
キシおよびエポキシノボ1ランクの混合物によりエポキ
シ樹脂だけよりも一層強い中子が製造されることを示す
。また混和物により、エポキシノボラックだけよりも一
層強い中子が製造されることが分かった。更Oこ上記デ
ータは、エポキシ樹脂混和物をTMPTAで改質し・・
た場合過酸化物の鼠を減じても優れた結果が得ら1れる
こと全ノJ<シている。 実施例17 ウニドロン砂を、0.2%のA−187シランと10%
のメタノールだけを含有するエポキシノボランク樹脂(
EPN−1139)、または415%のエポキシノボラ
ンク樹脂E P N −1,189と415%のエポン
828.0.2%のA−187シランおよび10%のメ
タノールとの混和物1.0Iild%(砂の重垣に対し
)と混合した。ついでこの樹1・・測量合物Gこクメン
ヒドロペルオキシド(sot量%)を添加し、得られた
樹脂混合物を粉砕した。 然る後に試験成形体を実施例15に準じて製造した。引
張り強度および中子硬度のデータを次(こ示ず: EPN−113(J: 中子硬度 85,89 88.86中子硬度
8492 中子硬度 8093 上記データは、樹脂の併用を本発明の組成物に用いた場
合Qこ優れた強度が得られることを示している。 また、硬化剤として二酸化硫黄と酸化剤とを併用して鋳
物用の鋳型および中子の製造に一般に使・用される種々
の他の粘結剤は、上記樹脂を前述のタイプの少鼠の酸硬
化性エポキシ樹脂と初期に混和することにより改善する
ことかでさることが分かった。更に特に、例えばエチレ
ン系不飽和単鼠体粘結剤材料を用いて製造した鋳型およ
び中子の・強度を少匿の、即ち50重駄%までの酸硬化
性工1ボキシ樹脂の混入により増大させることができる
ことを見出した。尚、かかるエチレン系不飽和単這体粘
結剤材料には、例えば芙国特許第2066714号明細
書Gこ記載されている如きもので、一般に1〜4官能価
のアクリレートがあり、並び(こ米国特許第41761
14号明細書に記載されている如きポリフルフリルアル
コールを含む酸硬化性網台形樹脂がある。 この例を次の実施例に示す 実施例18 アクリル樹脂は、2.5モルのアクリル酸、1モルのジ
エチレングリコール、3りの濃硫酸および0.3gのヒ
ドロキノンを混合し、該混合物を空気存在下、約95°
Cで3時間反応させることにより1つくった。ついで得
られた混合物を蒸留水で洗浄し、過剰な水は真空蒸留に
よって除去した。 このアクリレート生成物の一部を30重重数のエポン8
28樹脂と0,2%のZ−6075シランで改質し、残
りは0.2%のZ−6075だけで改・・質した。尚Z
−6075はダウ・コーニングで製造されたビニルトリ
アセトキシシランである。 209のエポン828改質アクリル樹脂を、2000g
のウニドロン5040シリカと、ポバルト・ミキサー(
Hobart m1xer )にて低速度で2分間混合
した。ついでこの混合物にクメンヒドロペルオキシド(
1,6り)を添加し・同様に混合した。標準ドツグボー
ン引張り試験成形体を製造し、100%の二酸化硫黄で
0.5秒間ガス処理した。この試験成形体の20秒経過
後の引張り強度・・・は8.437 kg/cm2(1
20psi )で、その時の中子硬度は85であり、5
分経過後の引張り強度は17.5771c9/Cm2(
150pSi )でその時の中子硬度は85であった。 シラン(エポン828ではない)で改質したア・クリレ
ートから@遺した試験成形体について同様に行なった試
験では、20秒経過後の引張り強度が5.625 kg
/Cm”(80psi )でその時の中子硬度が65お
よび5分経過後の引張り強度が6.328 kg7cm
2(90psi ) テソノ時の中子硬度が65であっ
た。上記結果は、二酸化硫黄処理1法に用いたアクリル
樹脂の引張り強度を、アクリル樹脂を酸硬化性エポキシ
樹脂で改質することによって増大させることができるこ
とを示している。 フラン樹脂分少鼠の酸硬化性樹脂で改質した場合に同様
の結果が得られた。 上記実施例のいずれにおいても使用することのできる酸
化剤には、種々の有機過酸化物、ヒドロペルオキシドま
たはヒドロキシ−ヒドロペルオキシド、またはこれらの
ものと過酸化水素との混合1・・物、特にクメンヒドロ
ペルオキシド、パラメンタンヒドロペルオキシド、t−
ブチルヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒ
ドロペルオキシド、および/またはメチルエチルケトン
ペルオキシド、またはこれらのものと過酸化水素の混合
1物がある。 206一
レートを添加したものである。この混合物に80重重数
(樹脂重量に対し)のクメ・ンヒドロベルオキシドを添
加し、得られた混合物1を更に8分間粉砕した。ついで
この砂−樹脂一過酸化物を型(標準ドツグボーン成形試
験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で約0.
5秒間二酸化硫黄でガス処理した。約0.3秒乃至約5
分のガス処理時間および室温乃至約150°C、(3o
。 ’F )の温度を用いることができた。 20秒経過後に得た生成物は前述の如く直ちに使用する
ことができた。この生成物は、改質されていない生成物
よりも著しく大きな瞬時引張り強1・・度を有した。ま
た、この生成物は網台形樹脂を用いて製造した同様の生
成物と等しいかまたはそれよりも良好な硬度および引張
り強度を有した。 この手法はビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびエ
ポキシノボラック樹脂を用いて同様に行1なうことがで
きた。 実施例8 改質エポキシ樹脂を用いて結合した中子ウニドロン50
40砂を、1.0重量%(砂に対し)の改質エポン82
8樹脂と混合し・8分間粉゛砕した。使用した組成物は
80%エポン828.10%のフェノール樹脂、0.2
%のA−187シラン、10%のメタノール全含み、こ
れGこ20%のフルフリルグリシジルエーテル奈加えた
ものである。尚、このフルフリルグリシジルエーテルは
、脱ハロゲン化水素の為Gこ触媒として水酸化ナトリウ
ムの如き塩基を用いて、エビクロロヒドリンをフルフリ
ルアルコールと反応させることにより製造した。該混合
物に30重置火(樹脂重置に対し)のクメンヒドロペル
オキシドを添加し、得られた・・混合物を更Gこ3分間
粉砕した。ついでこの砂−樹脂一過酸化物の混合物を型
(標準ドツグボーン成形試験型)の中に押し込むかまた
は流し込み、室温で約0.5秒間二酸化硫黄でガス処理
し、ついで20秒間空気置換した。約0.3乃至約5分
間のガ・入処理時間と室温乃至約150°C(800°
F)の温度を用いることができた。 20秒経過後に得た生成物は前述の如く直ちに使用する
ことができた。この生成物は、改質されていない生成物
よりも著しく大きな瞬時引張強度・、を有した。この生
成物も、網台形樹脂を用いて製・造した同様の生成物と
等しいかまたはそれよりも良好な硬度および引張り強度
を有した。また、この種の砂/樹脂組成物は優れた熱安
定性を有した。 この手法は、ビスフェノール−F形エポキシ樹脂を用い
て同様に行なうことができた。 可使時間試験 ?Iの実験を行い、エボギシ樹脂/過酸化物/砂混合物
の可使時間並びに種々のタイプの砂の影響を評価した。 実施例9 一連の試験においてマンレイ1−L砂を1.0重量%(
砂に対し)の改質エポン828樹脂と混合し、8分間粉
砕した。尚、用いた組成物は82%のエポン828.5
%のレソルシノール樹脂、8t%ノトリフェニルホスフ
イソト、0.2%のA−187シラン、]0%のメタノ
ールを含むものとした。ついで該混合物に80重重%(
樹脂重数に対し)のクメンヒドロペルオキシドを加え、
得られた混合物を更に3分間粉砕した。ついでこの砂・
・−樹脂一過酸化物混合物を夫々5分間、65時間・お
よび6日間保持し、然る後に型(標準ドツグボーン成形
試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で約0
.5秒間二酸化硫黄を用いてガス処理し、ついで15秒
間空気置換したO約0.8秒乃至約5分間のガス処理時
間と室温乃至約1.50°C(300°F)の温度を用
いることができた0これら生成物に関する引張り強度お
よび硬度のデータを次に示す期間経過後Gこ得た:混合
後の経過期間 5分間 65時間 6日間中子砂
度 88 79 77中子硬度 91
88 85中子硬度 92 90
86この手法は、ビスフェノール−F形エポキシ
樹1脂およびノボラック樹脂を用いて同様に行なうこと
ができた。 実施例10 他の一連の試験(こおいて、5040ウエドロン砂を1
.0重量%(砂に対し)の改質エポン828樹脂と混合
し、8分間粉砕した。尚、用いた組成物は82%のエポ
ン828.5゛%のレソルシノール、3%のトリフェニ
ルホスフィツト、062%のA−187シラン、10%
メタノールを含むものとし11・た。この混合物に30
重針%(樹脂重量に対し)の過酸化物を添加し、得られ
た混合物を更に8分間粉砕した。この砂−樹脂一過酸化
物を夫々5分間、65時間および6日間保持し、ついで
型(標準トングボーン成形試験M)の中に押し込むがま
または流し込み、室温で約0.5秒間二酸化硫黄を用い
てガス処理し、然る後15秒間空気置換した。 約0.3秒乃至約5分のガス処理時間と室温乃至約15
0°Cの温度を用いることができた。 これら製品に関する引張り強度および硬度のデー・・−
夕を次に示す期間経過後に得た; 混合後の経過期間 5分間 65時間 6日間中
子砂度 98 90 84中子硬度
99 97 88この手法は、ビスフエ゛
ノールーF形エポキシ樹脂およびノボラック樹脂を用い
て同様に行なうことができた。 レイクサンドにおけるエポキシ樹脂対フラン樹脂種々の
量においてエポキシ樹脂で、並びにフラン樹脂でレイク
サンドを結合させること(こより得た生成物を評価する
一連の試験を行なった。 実施例11 一連の試験において、マンレイ1−Lレイクサンドを樹
脂と混合し、3分間粉砕した。ついでこれに過酸化物を
添加し、得られた混合物を更に3分間粉砕した。この手
法をエポキシ樹脂について並びにフラン樹脂について8
種類の異なる分量で、および異なる2種の過酸化物につ
いて同様に行なった。ついでこの砂−樹脂一過酸化物混
合物を型(標準ドツグボーン成形試験型)の中に押し込
むかまたは流し込み、室温で約0.5分間二酸化硫黄)
・・でガス処理し、ついで空気で15秒間空気置換した
。約0.8秒乃至約5分のガス処理時間および室温乃至
約150°Cの温度を用いることができた。 使用したエポキシ樹脂はエポン828に他の材料を添加
したものであり、使用した組成物は82・%のエポン8
28.5%のレソルシノール樹脂、8%のトリフェニル
ホスフィツト、0.2%のA−187シラン、10%の
メタノールを含ムものとした。この組成物に(樹脂重量
に対し)30重量%の過酸化物を添加し、得られた混合
物を成形前・・に更に3分間粉砕した。フラン樹脂は、
酸性条件1下で反応シタフルフリルアルコールホルムア
ルデヒド共重合体とした。ホルムアルデヒド対フルフリ
ルアルコールの比は1とした。 異なる樹脂および異なる過酸化物を用いて得た生成物に
関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: 過酸化物 クメンヒドロペルオキシドメチルエチルケト
ンペルオキシド%(BOR) 30
30 45 45砂 □ マン
レイ1−L □ 温度’C(F) 25.0(77) 25.0
(77) 24.4(76) 24.4(76
)中子硬度 88 45 69 82中
子硬度 91 46 74 83中子硬
度 91 85 81 86この手法を
ビスフェノール−F形エポキシ樹脂1およびエポキシノ
ボラック樹脂を用いて同様に行なうことができた。 異なるエポキシ樹脂−砂一過酸化物混合物の評価実施例
12 この一連の試験において、5040ウニドロンけい砂を
樹脂と混合し、8分間粉砕した。この混合物に過酸化物
を添加し、得られた混合物を更Gこ3分間粉砕した。尚
、この手法を2種のエポキシ樹脂組成物について2種の
異なる分量で、並びに1・・2種の異なる過酸化物につ
いて同様に行なった。 然る後、該砂−樹脂−過酸化物混合物を型(標準ドツグ
ボーン成形試験型)の中に押し込むかまたは流し込み、
室温で約0.5秒間二酸化硫黄でガス処理し、ついで1
5秒間空気置換した。約0.3秒乃(・全豹5分のガス
処理時間と室温乃至約150°Cの温度を用いることが
できた。 使用したエポキシ樹脂は、他の材料を添加したエホン8
28とした。組成物Aは80%のエポン828.15%
のフルフリルアルコール、5%の・・レソルシノール樹
脂、0.2%のA、’ −187シラン・を含むものと
し、組成物Bは82%のエポン828.5%のレソルシ
/−ルN 脂、a%のトリフェニルホスフィンド、0.
2%のA−187シラン、10%のメタノールを含むも
のとした。これら組成物にクメノビドロベルオキシド8
0重世%(樹脂重量(こ対し)を添加し、得られた混合
物を成形前に更に8分間粉砕した。 異なる樹脂および異なる過酸化物を用いて得た生成物G
こ関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: 樹脂 A BB %(BO3)1.0 1.、OO,7過酸化物 □ク
メンヒドロペルオキシド □%(BOR)
30 30 30砂 □ 50
40ウニドロン 温度”C(F) 24.4(76) 24.
4(76) 25.0(77)中子硬度 89
98 78中子硬度 92 99
85中子硬度 96 99 96BO
3−砂に対する割合 BOR−樹脂Gこ対する割合こ
の手法をビスフェノール−F形エポキシ樹脂およびノボ
ラック樹脂を用いて同様に行なうことができた。 実施例】3 この一連の試験において、マンレイ1−Lレイ・・クサ
ンドを樹脂と混合し、3分間粉砕した。この・混合物に
過酸化物を添加し、得られた混合物を更に3分間粉砕し
た。尚、この手法を2種のエポキシ樹脂組成物について
同じ分量で、並びに2種の異なる過酸化物について同様
に行なった。然る後、この砂−樹脂一過酸化物混合物を
型(標準ドツグボーン成形試験型)の中に押し込むかま
たは流し込み、室温で0,5秒間二酸化硫黄でガス処理
し、ついで15秒間空気置換した。約0.3秒乃至約5
分間のガス処理時間と室温乃至約]50°C(3(In
・・°F )の温度を用いることができた。 使用したエポキシ樹脂は、他の材料と混合したエポン8
28とした。組成物Bは82%のエホン828.5%の
レソルシノール[IJL3%のトリフェニルホスフィツ
ト、0.2%のA−187シラ1ン、10%のメタノー
ルを含むものとし、組成物Cは80%のエポン828.
15%のメタノール、5%のレソルシノールおヨヒ0.
2%のA−187シランを含むものとした。これら組成
物Gこ80重黛%(樹脂重量に対し)の過酸化物を添加
し、得・られた混合物を成形前に更に3分間粉砕した。 ・異種の樹脂および異種の過酸化物を用いて得た生
成物に関する引張り強度および硬度のデータを次に示す 樹脂 B (3B %(BO3) 1.0 1.0 1.0過酸化
物 60%H2O20HMEKP%(BOR)
1.5 80 !30温度”C(F)
24.4(76) 25.0(77) 23.
9(75)中子硬度 10 81 65中
子硬度 12 82 78中子硬度
No 86 95BO8−砂に対する割合
BOR−樹脂に対する割合OH−クメンヒドロペルオ
キシド MEKP−メチルエチルケトンペルオキシドこの手法を
ビスフェノール−F形エボギシ樹脂・およびノボラック
樹脂を用いて同様に行なうことができた。 実施例14 この一連の試験において、砂を樹脂と混合し、3分間粉
砕した。この混合物に過酸化物を添加し、得られた混合
物を更に8分間粉砕した。尚、この手法を、8種の異な
る砂、8種の異なるエポキシ樹脂組成物について2種の
異なる分量で同様にして行なった。過酸化物はクメンヒ
ドロペルオキシド・ドを用いた。然る後Gこ、該砂−樹
脂−過酸化物混合物を型(標準ドツグボーン成形試験型
)の中に押し込むかまたは流し込み、室温で約0.5秒
間二酸化硫黄でガス処理し、ついで15秒間空気置換し
た。約0.8秒乃至約5分間のガス処理時間と室・温乃
至約150°c(aoooF)の温度を用いることがで
きた。 使用したエポキシ樹脂は、他の材料を混合したエポン8
28とした。組成物りは75%のエポン828.15%
のフルフリルアルコール重合体、・・0.2%のA −
1,87シランおよび10%のメタノ1−ルを含むもの
とし1組成物Bは82%のエポン828.5%のレソル
シノール、3%のトリフェニルホスフィツト、0.2%
のA−187シランおよび10%のメタノールを含むも
のとし、組成物E ハ80%のエポン828.10%の
フェノール樹脂、0.2%のA−187シラン、10%
のメタノールを含むものとした。これら組成物に30重
量%(樹脂重量に対し)のクメンヒドロペルオキシドを
添加し、得られた混合物を成形前に更に さ・・80分
間粉砕した。 異なる樹脂組成物および異なる砂を用いて得た生成物に
関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: 樹脂 B D E %(BOS) 0.8 1・0 】・O過酸化
物 □ クメンヒドロペルオキシド中子硬度 09
86 88中子硬度 98 85
91中子硬度 100 86 89B
O8−砂に対する割合 BOR−樹脂に対する割合こ
の手法をビスフェノール−F形エポキシ樹脂、エポキシ
ノボラック樹脂、フルフリルグリシジルエーテル等を用
いて同様Gこ行なうことができた。 実施例15 ウニドロン5040砂を、1.0重量%(砂の重hlに
処Jし)のエポン828樹脂と混合し、約3分1間粉砕
した。尚、該エポン828樹脂は20%のトリメチロー
ルプロパントリアクリレ−) (TMPTA)で改質し
、これに10%のメタノールと0.2%のA −1,8
7シランとを混和した。ついでこの混合物に80重置火
(樹脂重置に対し)のクメンヒドロペルオキシドを添加
し、得られた混合物を更に3分間粉砕した。然る後この
混合物を標準ドツグボーン成形試験型しこ押し込むかま
たは流し込み、周囲温度で約0.5秒間二酸化硫黄でガ
ス処理1・・し、ついで15秒間空気置換した。該試験
成形体Gこ関する引張り強度および硬度のデータを次G
こ示す期間経過後に得た。尚、比較の為に上記手法をト
リアクリレートの代りに30%の過酸化物を有するエポ
ン828を用いて同様に行なった:エポン828
TMPTA改質エポン8281中子砂度 889
1 中子硬度 9090 上記に見られる如く、ヒス7x)−)v−A型xボキシ
樹脂を20%トリアクリレートで改質すると、ガス処理
後最初の20秒で引張り強度が75%増大した。更Gこ
、物品の剛さが著しく増大したことGこより、水ジャケ
ットおよびシリンダヘッド・の中子の如き薄く画成され
た複雑な中子の成形が可能となった。他の利点は硬化に
必要な過酸化物の濃度が減ぜられたことである。 」1j凪1 ウニドロン砂を、75部のエポキシノボラック脂樹脂(
チバガイギイで製造したE P N −1119)と、
10%のメタノールおよび0.2%のA−187シラン
全混和した25部のエポン828とを含ム混合物1.0
重数%(砂の重はに対し)と混合した。 過酸化物を20%まで減じ且つ1%のトリメチロ・−ル
ブロバントリアクリレー1−(TMPTA)を配合物に
添加した以外は、上記配合物および類似の配合物を用い
て実施例15に記載したようにして試験成形体を製造し
た。比較の為、改質してないエポン282の試験成形体
も製造した。この実1・・施例で製造した試験成形体に
関する引張り強度および硬度のデータを次に示す: エポン828: 1 中子硬度 88 82 92中子硬度
82 イ36中子硬度 90
82 96 ・・・これ等の結果は、エホ゛
キシおよびエポキシノボ1ランクの混合物によりエポキ
シ樹脂だけよりも一層強い中子が製造されることを示す
。また混和物により、エポキシノボラックだけよりも一
層強い中子が製造されることが分かった。更Oこ上記デ
ータは、エポキシ樹脂混和物をTMPTAで改質し・・
た場合過酸化物の鼠を減じても優れた結果が得ら1れる
こと全ノJ<シている。 実施例17 ウニドロン砂を、0.2%のA−187シランと10%
のメタノールだけを含有するエポキシノボランク樹脂(
EPN−1139)、または415%のエポキシノボラ
ンク樹脂E P N −1,189と415%のエポン
828.0.2%のA−187シランおよび10%のメ
タノールとの混和物1.0Iild%(砂の重垣に対し
)と混合した。ついでこの樹1・・測量合物Gこクメン
ヒドロペルオキシド(sot量%)を添加し、得られた
樹脂混合物を粉砕した。 然る後に試験成形体を実施例15に準じて製造した。引
張り強度および中子硬度のデータを次(こ示ず: EPN−113(J: 中子硬度 85,89 88.86中子硬度
8492 中子硬度 8093 上記データは、樹脂の併用を本発明の組成物に用いた場
合Qこ優れた強度が得られることを示している。 また、硬化剤として二酸化硫黄と酸化剤とを併用して鋳
物用の鋳型および中子の製造に一般に使・用される種々
の他の粘結剤は、上記樹脂を前述のタイプの少鼠の酸硬
化性エポキシ樹脂と初期に混和することにより改善する
ことかでさることが分かった。更に特に、例えばエチレ
ン系不飽和単鼠体粘結剤材料を用いて製造した鋳型およ
び中子の・強度を少匿の、即ち50重駄%までの酸硬化
性工1ボキシ樹脂の混入により増大させることができる
ことを見出した。尚、かかるエチレン系不飽和単這体粘
結剤材料には、例えば芙国特許第2066714号明細
書Gこ記載されている如きもので、一般に1〜4官能価
のアクリレートがあり、並び(こ米国特許第41761
14号明細書に記載されている如きポリフルフリルアル
コールを含む酸硬化性網台形樹脂がある。 この例を次の実施例に示す 実施例18 アクリル樹脂は、2.5モルのアクリル酸、1モルのジ
エチレングリコール、3りの濃硫酸および0.3gのヒ
ドロキノンを混合し、該混合物を空気存在下、約95°
Cで3時間反応させることにより1つくった。ついで得
られた混合物を蒸留水で洗浄し、過剰な水は真空蒸留に
よって除去した。 このアクリレート生成物の一部を30重重数のエポン8
28樹脂と0,2%のZ−6075シランで改質し、残
りは0.2%のZ−6075だけで改・・質した。尚Z
−6075はダウ・コーニングで製造されたビニルトリ
アセトキシシランである。 209のエポン828改質アクリル樹脂を、2000g
のウニドロン5040シリカと、ポバルト・ミキサー(
Hobart m1xer )にて低速度で2分間混合
した。ついでこの混合物にクメンヒドロペルオキシド(
1,6り)を添加し・同様に混合した。標準ドツグボー
ン引張り試験成形体を製造し、100%の二酸化硫黄で
0.5秒間ガス処理した。この試験成形体の20秒経過
後の引張り強度・・・は8.437 kg/cm2(1
20psi )で、その時の中子硬度は85であり、5
分経過後の引張り強度は17.5771c9/Cm2(
150pSi )でその時の中子硬度は85であった。 シラン(エポン828ではない)で改質したア・クリレ
ートから@遺した試験成形体について同様に行なった試
験では、20秒経過後の引張り強度が5.625 kg
/Cm”(80psi )でその時の中子硬度が65お
よび5分経過後の引張り強度が6.328 kg7cm
2(90psi ) テソノ時の中子硬度が65であっ
た。上記結果は、二酸化硫黄処理1法に用いたアクリル
樹脂の引張り強度を、アクリル樹脂を酸硬化性エポキシ
樹脂で改質することによって増大させることができるこ
とを示している。 フラン樹脂分少鼠の酸硬化性樹脂で改質した場合に同様
の結果が得られた。 上記実施例のいずれにおいても使用することのできる酸
化剤には、種々の有機過酸化物、ヒドロペルオキシドま
たはヒドロキシ−ヒドロペルオキシド、またはこれらの
ものと過酸化水素との混合1・・物、特にクメンヒドロ
ペルオキシド、パラメンタンヒドロペルオキシド、t−
ブチルヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒ
ドロペルオキシド、および/またはメチルエチルケトン
ペルオキシド、またはこれらのものと過酸化水素の混合
1物がある。 206一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L 酸硬化性エポキシ樹脂と、二酸化硫黄と反、応して
触媒を形成し該エポキシ樹脂を硬化させることのできる
少量の酸化剤との混合物を含む硬化性エポキシ樹脂組成
物。 a 上記組成物が約50〜90重N%のエポキシ樹脂お
よび約10〜約50重量%の上記酸1・・他剤を含む特
許請求の範囲第1項記載の組成物。 8、 酸化剤が過酸化物である特許請求の範囲第1項記
載の組成物。 森 過酸化物が主に有機過酸化物、ヒドロベルトオキシ
ド、ヒドロキシ−ヒドロペルオキシド、これらの混合物
、またはこれらと過酸化水素との混合物である特許請求
の範囲第3項記載の組成物。 6、 上記過酸化物がメチルエチルヶトンベルオ・・キ
シド、クメンヒドロペルオキシド、パラン1ンタンヒド
ロベルオキシド、t−ブチルヒドロ゛ペルオキシド、ジ
イソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、これらの混
合物、またはこれらと過酸化水素との混合物である特許
請求の範囲第4項記載の組成物。 6 上記エポキシ樹脂がビスフェノール−A形エポキシ
樹脂、ビスフェノール−F形エポキシ樹脂またはエポキ
シ−ノボラック樹脂である特許請求の範囲第1項記載の
組成物。 7、 エポキシ樹脂が、アクリルまたはビニル単−IN
体、フルフリルアルコール、ポリフルフリルアルコール
、レソルシノール、ホルムアルデヒドを基材とする熱硬
化性樹脂、ウレタン樹脂またはこれらの混合物を約50
重量%ま1で含有する改質エポキシ樹脂である特許請求
の範囲第1項記載の組成物。 8 上記ホルムアルデヒドを基材とする熱硬化性樹脂が
フェノールホルムアルデヒドWJJ脂または尿素アルム
ホルデヒド樹脂、である特許N1ツ求の範囲第7項記載
の組成物。 9. (a)アクリル、ビニルまたはフルフリル−ホ
ルムアルデヒド樹脂から成る群から選ばれた酸硬化性樹
脂と、(b)酸硬化性エポキシ樹脂と、(C)二酸化硫
黄と反応して触媒を形成し該樹脂を硬化させることので
きる酸化剤との混合物を含む硬化性樹脂組成物。 10 上記混合物が多量の(a)および少量の(b)
を含む特許請求の範囲第9項記載の組成物。 11 酸化剤が過酸化物またはヒドロペルオキシ□“
□ドである特許請求の範囲第9項記載の組成物。 1m (a)多量の固体粒状材料と、(1))少量の
(イ)酸硬化性エポキシ樹脂と、(ロ)二酸化硫黄と反
応して触媒を形成し該エポキシ樹脂を硬化させることの
できる酸化′剤 との混合物を含む硬化性エポキシ樹脂組成物。 18 上記組成物が上記粒状材料の重量に対し約0.
2重量%より大、好ましくは約0.5〜約15重量%の
エポキシ樹脂を含み、且つ酸化剤を該樹脂の重量に対し
約10〜約50重用・%、好ましくは約15〜約40重
爪%を含む特許請求の範囲第12項記載の組成物。 抹 上記酸化剤が過酸化物である特許請求の範囲第12
項記載の組成物。 15 過酸化物が主に有機過酸化物、ヒドロペルオキ
シド、ヒドロキシ−ヒドロペルオキシド、これらの混合
物、またはこれらと過酸化水素との混合物である特許請
求の範囲第14項記載の組成物。 1a 過酸化物がメチルエチルケトンペルオキシド、
クメンヒドロペルオキシド、パラメンタンヒドロペルオ
キシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジイソプロピ
ルベンゼンヒドロペルオキシド、これらの混合物、また
はコ1′れらと過酸化水素との混合物である特許請求の
範囲第12項記載の組成物。 17、 上記エポキシ樹脂がビろフェノール−A形エ
ポキシ樹脂、ビスフェノール−F形エポキシ樹脂または
エポキシ−ノボラック樹脂であ”る特許請求の範囲第1
2項記載の組成物。 118 エポキシ樹脂が、アク
リルまたはビニル単量体、フルフリルアルコール、ポリ
フルフリルアルコール、レソルシノール、ホルムアルデ
ヒドを基材とする熱硬化性樹脂、ウレタン゛・樹脂また
はこれらの混合物を約50重量%まで含有する改質エポ
キシ樹脂である特許請求の範囲第12項記載の組成物。 】9. 上記ホルムアルデヒドを基材とする熱硬化性
樹脂がフェノールホルムアルデヒド樹脂壜10たけ尿素
ホルムアルデヒド樹脂である特許請求の範囲第18項記
載の組成物。 20、 固体粒状充填材が砂である特許請求の範囲第
12項記載の組成物。 2L 固体粒状充填材が無機研磨粒子から成る特°′
許請求の範囲第12項記載の組成物。 甚 エポキシ樹脂が1〜4官能性アクレリレートで改質
されている特許請求の範囲第18項記載の組成物。 2& (a)酸硬化性エポキシ樹脂と、二酸化硫黄と
2パ反応して触媒を形成し該エポキシ樹脂を1硬化させ
ることのできる受皿の酸化剤との混合物を製造し、 (′b)該混合物を二酸化硫黄ガスで処理して該エポキ
シ樹脂を迅速に硬化させる ことを特徴とする該エポキシ樹脂の硬化方法。 ハ 酸化剤が有機過酸化物、ヒドロペルオキシド、ヒド
ロキシ−ヒドロペルオキシド、これらの混合物、または
これらと過酸化水素との混合物である特許請求の範囲第
28項記載のi・・硬化方法。 25、 上記(a)の混合物が約50〜約90重量%
のエポキシ樹脂と約10〜約50重量%の上記酸化物を
含む特許請求の範囲第28項記載の硬化方法。 2a 上記過酸化物がメチルエチルケトンペルオキシ
ド、クメンヒドロペルオキシド、パラメンタンヒドロペ
ルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジイソプ
ロピルベンゼンヒドロペルオキシド、これらの混合物、
または−′”これらと過酸化水素との混合物である特許
請求の範囲第24項記載の硬化方法。 27、 エポキシ樹脂が、約50重量%までのアクリ
ルまたはビニル単量体、フルフリルアルコール、ポリフ
ルフリルアルコール、レソルシ−・ノール、ホルムアル
デヒドを基材とする熱硬化性樹脂、ウレタン樹脂または
これらの混合物で改質したエポキシ樹脂である特許請求
の範囲第28項記載の硬化方法。 28 混合物を、瞬時乃至約数分間周囲温度乃至1・
・約150°Cの温度で二酸化硫黄と接触する特許請求
の範囲第23項記載の硬化方法。 29、 エポキシ樹脂がビスフェノール−A形エポギ
シ樹脂、ビスフェノール−F形エポキシ樹脂またはエポ
キシ−ノボラック樹脂である%”許請求の範囲第23項
記載の硬化方法。 80 エポキシ樹脂をアクリル単量体で改質する特許
請求の範囲@27項記載の硬化方法。 81」二記(a)の混合物が多量の離散無機固体粒子を
も含む特許請求の範囲第23項記載の硬化−゛゛方法 82、 上記粒子が砂から成る特許請求の範囲第31
項記載の硬化方法。 88、 エポキシ樹脂と無機固体粒子との混合物を含
む成形充填体を製造するに当り、 (a)多量の無機固体粒子と、少量の (イ)酸硬化性エポキシ樹脂と、 (ロ)二酸化硫黄と反応して触媒を形成し該エポキシ樹
脂を硬化させることのでき る酸化剤とを含む 混合物企製造し、 (b)該混合物を所望形状に成形し、 (0)かかる成形した混合物を樹脂を硬化させるに十分
な時間二酸化硫黄と接触させる工程を包含することを特
徴とする成形充填体□の製造方法。 絃 上記(a)の混合物が、砂の重量に対し約0.2重
量%よりも大、好ましくは約0.4〜約15重量%のエ
ポキシ樹脂と、該樹脂の重量に対し約15〜約50重量
%、好ましくは約・15″〜約40重量%の上記酸化剤
とを含む特許請求の範囲第38項記載の製造方法。 北 酸化剤が過酸化物である特許請求の範囲第88項記
載の製造方法。 86 過酸化物が主に有機過酸化物、ヒドロペル・オ
キシド、ヒドロキシ−ヒドロペルオキシド、これらの混
合物、またはこれらと過酸化水素との混合物である特許
請求の範囲第35項記載の製造方法。 87、 過酸化物がメチルエチルケトンベルオキシト
・ド、クメンヒドロペルオキシド、パラメンタンヒドロ
ペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジイソ
プロピルベンゼンヒドロペルオキシド、これらの混合物
またはこれらと過酸化水素との混合物である特許請求の
範囲囲第36項記載の製造方法。 88、 上記(a)のエポキシ樹脂が、約50重量%
のアクリルまたはビニル単量体、ツル7IJ /L/ア
ルコール、ポリフルフリルアルコール、レソルシノール
、ホルムアルデヒドを基材とする一゜゛熱硬化性樹脂、
ウレタン樹脂またはこれらの1混合物で改質したエポキ
シ樹脂である特許請求の範囲第38項記載の製造方法。 89 エポキシ樹脂がビスフェノール−A形エボキシ
樹脂、ビスフェノール−F形エボキシ樹脂、エポキシ−
ノボラック樹脂またはフルフリルグリシジルエーテルで
ある特許請求の範囲第88項記載の製造方法。 40 エポキシ樹脂をアクリル化合物で改質する特許
請求の範囲第88項記載の製造方法。 ・・・41
成形した混合物を二酸化硫黄と、一時乃至数分間室温乃
至約150゜Cの温度で接触させて上記樹脂を硬化させ
る特許請求の範囲第38項記載の製造方法。 社 上記工程(C)で得た生成物を、二酸化硫黄とl・
の接触終了後空気または不活性ガスで置換することをも
包含する特許請求の範囲第33項記載の製造方法。 4& 工程(C)で得た成形された生成物を高温で1〜
10分間ベーキングする特許請求の範囲第□゛33項記
載の製造方法。 軸 砂の中子または鋳型を製造するに当り、(a)多量
の砂を、少量の(イ)酸硬化性エポキシ樹脂と、(ロ)
二酸化硫黄と反応して触媒を形成し該エポキシ樹脂を硬
化させることのできる酸化剤と混合し、 (′b)該混合物を中子または鋳型の形に成形し、(C
)かかる成形した混合物を二酸化硫黄と、瞬時乃至数分
間室温乃至約150″Cの温度で接触させて樹脂を硬化
する 工程を包含することを特徴とする中子または鋳型の製造
方法。 45、 上記(a)の混合物が、砂の重量に対し約0
.2重量%よりも大、好ましくは約0.4〜約15重量
%のエポキシ樹脂と、該樹脂の重量に対□し約15〜約
50重量%の上記酸化剤とを含む特許請求の範囲第44
項記載の製造方法。 鯰 上記成形体2、二酸化硫黄との接触後に空気または
不活性ガスで置換し高温で数分間ベーキングする特許請
求の範囲第44項記載の“″製造方法。 47 酸化剤が有機過酸化物、ヒドロペルオキシド、
ヒドロキシーヒドロペルオギシド、これらの混合物また
はこれらと過酸化水素との混合物であり、酸硬化性エポ
キシ樹脂がビスフェノールA −型エポキシ樹脂、ビス
フェノール−F形エポキシ樹脂、エポキシ−7ボラツク
樹脂またはフルフリルグリシジルエーテルである特許請
求の範囲第441項記載の製造方法。 48、 xホキシ樹脂を、約50重N%までのアクリ
ルまたはビニル単量体、フルフリルアルコール、ポリフ
ルフリルアルコール、レソルシノール、ホルムアルデヒ
ドを基材とする熱硬化性樹脂、ウレタン樹脂またはこれ
らの混合□物で改質する特許請求の範囲第44項記載の
製造方法。
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---|---|---|---|
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US405420 | 1982-08-05 | ||
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ID=23603629
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14266983A Granted JPS5947225A (ja) | 1982-08-05 | 1983-08-05 | 硬化性エポキシ樹脂組成物 |
JP61487A Granted JPS62246936A (ja) | 1982-08-05 | 1987-01-07 | 成形充填体の製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61487A Granted JPS62246936A (ja) | 1982-08-05 | 1987-01-07 | 成形充填体の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPS5947225A (ja) |
ZA (1) | ZA835532B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015525314A (ja) * | 2012-05-23 | 2015-09-03 | リボーガン ピーティワイ リミテッドRelborgn Pty Ltd | 液体及び気体の流入を制限するためマトリックスの透過性を制限する方法 |
-
1983
- 1983-07-28 ZA ZA835532A patent/ZA835532B/xx unknown
- 1983-08-05 JP JP14266983A patent/JPS5947225A/ja active Granted
-
1987
- 1987-01-07 JP JP61487A patent/JPS62246936A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015525314A (ja) * | 2012-05-23 | 2015-09-03 | リボーガン ピーティワイ リミテッドRelborgn Pty Ltd | 液体及び気体の流入を制限するためマトリックスの透過性を制限する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62246936A (ja) | 1987-10-28 |
JPH0372098B2 (ja) | 1991-11-15 |
ZA835532B (en) | 1984-09-26 |
JPS6340443B2 (ja) | 1988-08-11 |
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