JPS6096346A - 鋳型粘結用組成物 - Google Patents

鋳型粘結用組成物

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JPS6096346A
JPS6096346A JP20361083A JP20361083A JPS6096346A JP S6096346 A JPS6096346 A JP S6096346A JP 20361083 A JP20361083 A JP 20361083A JP 20361083 A JP20361083 A JP 20361083A JP S6096346 A JPS6096346 A JP S6096346A
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JP
Japan
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resin
melamine
epoxy resin
added
sand
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Pending
Application number
JP20361083A
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English (en)
Inventor
Keiji Ohashi
圭二 大橋
Tadashi Ashida
正 芦田
Kazuo Takahashi
一雄 高橋
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6096346A publication Critical patent/JPS6096346A/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
    • B22C1/226Polyepoxides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (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】 (発明の関連する技術分野) この発明は鋳型または中子の製造に用いる鋳型粘結用組
成物に関するものである。
(従来技術) 従来の鋳造用鋳型および中子に関しては、合金の種類を
問わず鋳型粘結剤としてフェノール樹脂を使用したシェ
ルモールド法が、その造型法として広く使用されている
。特に中子においでは、生産性、寸法精度が優れている
ため、はとんどがシェルモールド法で製造され重用され
ている。しかしながら、このような従来のシェルモール
ド法にあっては、アルミニウム合金のような低融点の軽
金属鋳物の鋳型、特に中子に使用した場合、溶湯熱でフ
ェノール樹脂の一部が熱変化を起こし、極めて強固な黒
鉛構造に変化する7jめ、中子の残留強度が著しく高く
、鋳込み後、鋳物ごと約500℃の高温で5〜10時間
に亘る長時間の「砂焼ぎ」と称する加熱を行ない、黒鉛
構造となっている粘結剤残漬を燃焼せしめて排出してお
り、多大なエネルギーを消費する。
一方、黒鉛構造を形成するのは、フェノール樹脂のベン
ゼン環に帰因するという研究結果に基づいて、ベンゼン
環を含まない熱硬化性樹脂、例えば特開昭50−104
721号公報に記載され°Cいる飽和ポリゴーステル等
の探索が行なわれているが、アルミニウム合金の溶湯熱
で簡単に熱分解する樹脂を粘結剤どした場合は、鋳型ま
たは中子の焼成成形時における強度(耐熱性)が不足し
て充分な成形ができず、強度を確保するために樹脂量を
増すと、成形はできるが、注湯時の熱分解ガス量が多大
となり、鋳物のガス欠陥の発生を増大するという問題点
があった。
以上より、焼成成形時の強度(耐熱性)が高くかつ熱分
解性(崩壊性)が一層良好な鋳型粘結用組成物の開発が
切望されていた。
(発明の開示) 発明者らは上記の点に注目し上記要望にこたえるべく鋭
意研究の結果、多価エポキシ樹脂を、メラミンおよびそ
の誘導体を硬化剤として硬化反応させて得られる熱硬化
性樹脂が、鋳型粘結用組成物として優れた性能を有する
ことを見出し、この発明を達成するに至った。
即ちこの発明は多価エポキシ樹脂<A)と、その硬化剤
としてメラミンおよびそのm4体(B)を主成分とした
鋳型粘結用組成物に関するものである。
この発明で使用される多価エポキシ樹脂(A)とは、分
子内に1個を越えたエポキシ環を有したエポキシ樹脂を
指−リ。かかる樹脂には、ヒスフェノールA型エポキシ
樹脂や、フェノールノボラック型−[ポキシ樹脂、ビス
フェノールS型エボギシ樹脂、オルソクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂のような分子内にベンゼン環を有し
ているものがあるが、従来中子に使用されているフェノ
ール樹脂に化へベンゼン環濃度が低いため、熱崩壊性に
優れ、中子の焼成成形時における強電(温時強度)も良
好である。また樹脂被覆砂が保存中にブロッキングしな
いためにも、これらエポキシ樹脂は軟化点が60℃以上
ぐあることが必要である。
またこの発明で使用される硬化剤であるメラミンおよび
その誘導体(B)とは分子内にメラミン環を有(る化合
物を指し、グアナミンまたはメヂロールメラミン或いは
メチル化メチロールメラミンおよびそのオリゴマーも含
まれる。また樹脂被覆砂が保存中にブロッキングしない
ためにもこれらメラミンおよびその誘導体(B)は軟化
点が60℃以上であることが必要で゛ある。
メラミンおよびその誘導体の添加けは、多価工3− ポキシ樹脂のエポキシ基等m数に対し、反応に寄与する
メチロール基またはアミンの活性水素が0.5〜4倍等
量、好ましくは1.0〜2.5倍等量どなるようにする
。等量比が、この範囲外になると、架橋密度が低下し、
十分な温時強度が得られなかったり(メラミン環が本来
もっている熱分解性が低下し)崩壊性が良好な中子が得
られない場合がある。
この発明においては、多価エポキシ樹脂と、メラミンお
よびその誘導体化合物の反応は150℃〜200℃で速
やかに進行するが、イミダゾール化合物の反応は150
℃〜200℃で速やかに進行するが、イミダゾール化合
物を硬化促進剤として添加することにより、硬化反応が
促進され、中子の温時強度がより向上する。特に分子内
に少なくとも1個以上のメチロール基をもった2−フェ
ニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール
または2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミ
ダゾールを添加すると、硬化促進効果が著しく良好で温
時強度の良好なものが得られる。上記硬4− 化促進材を使用り−る場合の添加松は1〜5重量%の範
囲が好ましく、1重量%未満では効果なく、5重量%よ
り多く添加してもその効果には変りがない。
以上のようにこの発明によると、多価−fボキシ樹脂を
メラミンおよびその誘導体にて熱硬化せしめることによ
り、硬化樹脂中にメラミン環が導入されるため、耐熱性
が高<(濡時強度大)、かつ崩壊性が良好な鋳型用粘結
樹脂が得られる。
尚、この発明の鋳型粘結用組成物には、この発明の目的
を阻害しない限りにおいて、樹脂被覆砂の滑り性の改良
目的で助剤類、砂と粘結剤の接着性を改良するシランカ
ップリング剤、チタンカップリング剤等の助剤、或いは
けい0以外の無機充填剤を併用することも可能である。
これらカップリング剤はエポキシ樹脂に対し一τ0.1
〜5重量部の範囲で加えるのが好ましい。この範囲外で
あると中子の強度が低下する場合がある。
この発明の鋳型用粘結剤を使用して樹脂被覆砂を製造す
るにあたっては、通常充分に予熱された(プい砂に、こ
の発明の粘結用組成物を添加混合しC冷却し、砂表面に
粘結樹脂を融着させる方法がどられるが、この発明の粘
結用組成物を有機溶剤や水等に溶解または分散してけい
砂と混合、乾燥させる方法も用いることができる。
上記方法によって得られた樹脂被覆砂は、通常150℃
以上、好ましくは180〜250℃に加熱した金型に流
し込み30秒乃至30分間経過後脱型し、鋳型または中
子を得ることができる。
(発明の実施例) 次にこの発明を実施例、比較例および試験例につき説明
する。
実施例1 200℃に予熱した6号【ノい砂4 kgをスピードミ
キサーに投入し、150℃になった時点でビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂EPON1001 (シェル製、商
品名、融点64〜76℃、エポキシ等量450〜500
) 64gと、メチロールメラミン樹脂口カレジン53
05(日本カーバイド製、軟化点110℃、メチロール
等量110) 16(lを投入し、砂粒がブロッキング
しはじめl〔際にステアリン酸カルシークム4gを加え
て更に攪拌を続け、砂粒がほぐれた時点でミキサーより
取り出し、樹脂被覆砂1を(qた。
実施例2 実施例1ど同様に予熱したけい砂4 kgが160℃に
なった時点でオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹
脂IE Oc N 104 (日本生薬(株)製、商品
名、軟化点94℃エポキシ等ta 218) 480 
、メチ1−ルメラミン樹脂二カレジンS 305 32
(1、硬化促進剤として2−フェニル−4−メチル−5
−ヒドロキシメチルイミダゾール(四国ファインケミカ
ル社製、主1アゾール■2P4MH2)の粉末4gを投
入し、砂粒がブロッキングしはじめた際にステアリン酸
カルシウム4gを加え樹脂被覆砂2を得た。
実施例3 実施例1と同様に予熱した【プい砂4 kgが160℃
になった時点でフェノールノボラック型エポキシ樹脂エ
ビクL1ンN−770(大日本インキ化学製、軟化点6
7℃、エポキシ等m 190) 500 、メチロ−7
− ルメラミン樹脂二カレジンS 305 30(+および
硬化促進剤として2−フェニル−4,5−ジヒドロキシ
メチルイミダゾール(四国化成(株)製キュアゾール0
2PH2)4aを投入し、砂粒がブロッキングしはじめ
た際にステアリン酸カルシウム4gを加え、樹脂被覆砂
3を得た。
実施例4 実施例1と同様に予熱したけい砂4 kgが190℃に
なった時点でビスフェノールS型エポキシ樹脂(ナガセ
化成製、軟化点168℃、エポキシ等量197) 51
1Jとメチロールメラミン樹脂口カレジン3305 2
9(1、硬化促進剤としてキュアゾール2PH2の粉末
4gを投入し、砂粒がブロッキングしはじめた際にステ
アリン酸カルシウム4gを加え樹脂被覆砂4を得た。
実施例5 実施例1と同様に予熱したけい砂4kgが160℃にな
った時点でビスフェノールA型エポキシ樹脂E P O
N 1001 64oとメチロールメラミン樹脂口カレ
ジンS 305 16oおよび、硬化促進剤として8− 2−メチルイミダゾール キュアゾール2M74Qを投
入し、砂粒がブロッキングしはじめた際にステアリン酸
カルシウム4gを加え、樹脂被覆砂5を得た。
実施例6 実施例1ど同様に予熱した番プい砂4 kgが160℃
になった時点で、オルソクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂E OCN 104 60oどメラミン20(1
および硬化促進剤としてキュアゾール■2P4MH14
Qを投入し、砂粒がブロッキングしはじめた際にステア
リン酸カルシウム4oを加え樹脂被覆砂6を得た。
実施例7 実施例1と同様に予熱したGプい砂4 kgが160℃
になった時点でEOCN 104 31(lとニカレジ
ン3305 491Jおよび硬化促進剤としてキュアゾ
ール■2P4MH2llを投入し砂粒がブロッキングし
はじめた際に、ステアリン酸カルシウム4gを加え樹脂
被覆砂7を得た。
比較例1 実施例7において、EOCN 104 19gと方力レ
ジンS 305 61(+を用いた以外は同様にして樹
脂被覆砂Aを得た。
比較例2 実施例1と同様に予熱したけい砂4 kgが160℃に
なった時点でビスフェノールA型エポキシ樹脂E P 
ON 1001 64!IIとジシアンジアミド16(
]を投入し、砂粒がブロッキングしはじめた際にステア
リン酸カルシウム4Qを加え、樹脂被覆砂Bを得た。
比較例3 実施例1と同様に予熱したけい砂4 kgが160℃に
なった時点で、メチロールメラミン樹脂二力レジン83
05 80(+と潜在性硬化触媒として無水フタルR4
gを投入し、砂粒がブロッキングしはじめた際にステア
リン酸カルシウム4oを加え、樹脂被覆砂Cを得た。
比較例4 実施例1と同様に予熱したけい砂4kgが160℃にな
った時点で、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂
EOCN 104 67Q 、メチロールメラミン樹脂
二力レジン$305を13gおよび硬化促進剤と1.て
キュアゾール■2 P 4 M HZ 40を投入1ノ
、砂粒がブロッキングしはじめた際にステアリン酸カル
シウl\4gを加え樹脂被覆砂りを得た。
比較例5 実施例1ど同様に予熱した6号けい砂4kgが170℃
になった時点で市販のノボラック型フェノール樹脂80
g(胆石機材工業(株)製5P850D)を投入し、砂
粒表面に融着させた後に、ヘキサメチレンテトラミン1
2(]を溶解した水溶液60gを添加し、さらに攪拌混
合を行ない、樹脂被覆砂がブロッキングを起し始めた際
にステアリン酸カルシウム4gを加え、樹脂被覆砂Eを
得た。
実施例8 実施例1と同様に予熱した6号けい砂4 kgが160
℃になった時点でEOCN 104 48(] 、二方
力ジン3305 320および硬化促進剤どしてキュア
ゾール2P4MH24(lを投入し連続してシラ11− ンカツプリング剤A−174(日本ユニカー製、商品名
)4gをエタノール60ccに希釈した溶液を添加しさ
らに攪拌混合を行ない、樹脂被覆砂がブロッキングを起
し始めた際にステアリン酸カルシウム4gを加え、樹脂
被覆砂8を得た。
実施例9 実施例1ど同様に予熱した6号けい砂4 kgが160
℃になった時点でビスフェノールA型エポキシ樹脂E 
P ON 1001 64oとメチロールメラミン樹脂
二力レジン3305 16(lおよび硬化剤としてキュ
アゾール2P4MH2llを投入し、砂粒がブロッキン
グしはじめた際にステアリン酸カルシウム4gを加え樹
脂被覆砂9を得た。
比較例6 実施例1と同様に予熱したけい砂4 kgが160℃に
なった時点でビスフェノールA型エポキシ樹脂EPON
834(液体樹脂)56gとメチロールメラミン樹脂二
力レジン3305 240および硬化促進剤としてキュ
アゾール2P4MH14Qを投入し砂粒がブロッキング
しはじめた際にステアリン酸12− カルシウム4gを加え樹脂被覆砂1:を得た。
比較例7 実施例1ど同様に予熱した6号けい砂4 kgが160
℃になった時点で、ビスフェノールA型エポキシ樹脂E
 P ON 1001 64(Iどメタノール変性メラ
ミン樹脂二カラツクN W −30(三相ケミカル製、
商品名、液体樹脂)16gおよび硬化促進剤としてキュ
アゾール2 P 4 M I−I Z 4 (+を投入
し砂粒がブロッキング(〕はしめた際にステアリン酸カ
ルシウム4gを加え樹脂被覆砂Gを得た。
試験例1 1)渇時強瓜試験 実施例1〜9、比較例1〜7で作製した樹脂被覆砂1〜
9およびA〜Gにつきシェル鋳型高温引張試験機を用い
て温時強度試験を行なった。
焼成時間は1分であり、焼成後直ぐに試験を行なって温
時強度とした。得た結束を第1表に示す。
2)崩壊性試験 実施例1〜9および比較例1〜7で作製した樹脂被覆砂
1〜9およびA−Gにつき50x 50x20(mm)
の成型試験片をアルミニウム箔に包み、500℃の温度
の加熱炉内に一定時間(21分30秒)保持し、放冷し
て室温まで冷却した後、ロータツブ試験機にて衝撃信号
を与え、20メツシユのふるいにかけ、通過した砂の重
量を元の成型試験片の重量で除した百分率を崩壊性率ど
した。
得た結果を第1表に併記する。
15− 0す7 (発明の効果) 以−ヒのように、この発明の鋳型粘結用組成物は、多価
エボギシ樹脂と、メラミンまたはその誘導体を硬化剤と
して用いる構成どしたことにより、従来のフェノール樹
脂を用いた鋳型粘結用組成物の場合に化し少ない添加量
で、被覆した樹脂被覆砂は同等以」二の温時強度を示し
、熱崩壊性試験結果が明らかなように鋳込み後の中子の
排出しやすさの点で君しく向上している。従って従来必
要とされていた鋳造後の加熱処理を省略でき、今後のア
ルミニウム合金等の低融点鋳物の鋳型又は中子の粘結剤
どじてこの発明のもたらす効果は著しく大ぎいことが明
らかである。
手続補正書 昭和58年12月14日 1、事件の表示 昭和58年 特 許 願第20361.0号2、発明の
名称 鋳型粘結用組成物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (899)日産自動車株式会社 電話(581) 2241番(代表) 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄1
7− 1、明細書第5頁第11〜12行「イミダゾール化合物
の反応は150°C〜200℃で速やかに進行するが、
」を削除する。
2、同第6頁第1行「促進材」を「促進剤」に訂正する
8、同第15頁第5行「撃衝信号」を「撃衝振動」に訂
正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、軟化点が60℃以上の多価エポキシ樹脂(A)と、
    この樹脂(A)の硬化剤である軟化点が60℃以上のメ
    ラミンまたはその誘導体(B)を主成分とし、上記硬化
    剤(B)が樹脂(A)のエポキシ等量数に対して、反応
    に寄与するメチロール基またはアミンの活性水素が0.
    5〜4倍等量になるように含有されたことを特徴とする
    鋳型粘結用組成物。
JP20361083A 1983-11-01 1983-11-01 鋳型粘結用組成物 Pending JPS6096346A (ja)

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