JPS6228043A - Binder resin composition for casting - Google Patents
Binder resin composition for castingInfo
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- JPS6228043A JPS6228043A JP16726485A JP16726485A JPS6228043A JP S6228043 A JPS6228043 A JP S6228043A JP 16726485 A JP16726485 A JP 16726485A JP 16726485 A JP16726485 A JP 16726485A JP S6228043 A JPS6228043 A JP S6228043A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は自硬性鋳型及び酸硬化性コールドボックス鋳型
における粘結剤樹脂組成物に関するものである。更に詳
しくは、フェノール系樹脂もしくはフェノールフラン系
樹脂を主体とする改良された鋳物用粘結剤樹脂組成物に
関するものであり、特に酸硬化性コールドボックス鋳型
に適した粘結剤樹脂組成物に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a binder resin composition for self-hardening molds and acid-curing cold box molds. More specifically, the present invention relates to an improved binder resin composition for castings mainly containing a phenolic resin or a phenolic furan resin, and in particular to a binder resin composition suitable for acid-curable cold box molds. It is.
有機粘結剤を用いて主型や中子のような鋳型を製造する
造型法として、自硬性鋳型法、コールドボックス鋳型法
、クローニング法(シェル法)は公知である。特に有機
自硬性鋳型は機械鋳物分野を中心に生産性、鋳物品質、
安全衛生上の観点から無機系に代わり既に汎用的な造型
法となっている。The self-hardening mold method, the cold box mold method, and the cloning method (shell method) are known as molding methods for producing molds such as main molds and cores using organic binders. In particular, organic self-hardening molds are used mainly in the mechanical casting field to improve productivity, casting quality, and
It has already become a general-purpose molding method in place of inorganic molding methods from a safety and health standpoint.
一方、従来、中、高速で鋳型を製造するにはフェノール
樹脂を粒状耐火物に被覆した所謂コーテツドサンドを加
熱硬化して鋳型を製造するクローニング法が巾広く使用
されている。On the other hand, conventionally, in order to manufacture molds at medium to high speeds, a cloning method has been widely used in which molds are manufactured by heating and curing so-called coated sand in which granular refractories are coated with phenolic resin.
しかし、鋳型製造時の省エネルギー、鋳型生産速度、更
に鋳型、鋳物の品質を改善するため、ガス状又はエロゾ
ル状物質で常温硬化させるコールドボックス鋳型製造法
が、クローニング法を代替する鋳型の製造法として鋳物
業界で真剣に導入が試みられて来ている。However, in order to save energy during mold manufacturing, improve mold production speed, and improve the quality of molds and castings, the cold box mold manufacturing method, which hardens at room temperature using gaseous or aerosol substances, has become an alternative mold manufacturing method to the cloning method. Serious attempts are being made to introduce it in the foundry industry.
コールドボックス法にはフラン系樹脂を代表とする酸硬
化性樹脂を過酸化物を酸化剤として二酸化硫黄により硬
化させる酸硬化コールドボックスと、ポリオールとポリ
イソシアネートとをエロゾル状の第3級アミンを触媒と
して硬化するウレタンコールドボックスがある。The cold box method involves an acid-curing cold box in which acid-curing resins, typically furan-based resins, are cured with sulfur dioxide using peroxide as an oxidizing agent, and polyols and polyisocyanates are cured in an aerosol form of tertiary amine as a catalyst. There is a urethane cold box that hardens as
この中でウレタンコールドボックスを使用した鋳型は、
鋳物製造時の鋳砂の崩壊性が悪いとか、砂かみ、すくわ
れ、ピンホール、すす欠陥等の鋳造欠陥が発生し易い等
の欠点がある。Among these, molds using urethane cold boxes are
There are disadvantages such as poor disintegration of casting sand during casting production, and the tendency to cause casting defects such as sand trapping, scooping, pinholes, and soot defects.
それに対して酸硬化コールドボックスは前記の難点を解
決する方法として近年急速に注目を集めている。On the other hand, acid-curing cold boxes have been rapidly attracting attention in recent years as a method for solving the above-mentioned difficulties.
少量多品種を中心とした鋳物分野における自硬性鋳型法
で使用される粘結剤として、従来よりフェノール系樹脂
、フラン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂又はその
変性物が用いられてきた。しかし、鋳型特性及び鋳物品
質上の理由で、最近はフラン系樹脂を主体とする粘結剤
が広く用いられているのが現状である。特にフェノール
系樹脂及びフェノールフラン系樹脂はフラン系樹脂に比
べ、低廉であるが、貯蔵安定性や初期強度等に問題があ
るため、十分に実用化されるには至っておらず、更に改
良が望まれている。BACKGROUND ART Phenol resins, furan resins, urea resins, melamine resins, or modified products thereof have conventionally been used as binders for self-hardening molding methods in the field of casting, which focuses on small-lot, high-mix production. However, for reasons of mold properties and quality of castings, binders based on furan resins have recently been widely used. In particular, phenolic resins and phenolic furan resins are cheaper than furan resins, but they have problems with storage stability and initial strength, so they have not been fully put into practical use, and further improvements are desired. It is rare.
又、少品種多量の鋳型を中、高速で製造する酸硬化性コ
ールドボックスにおいても、酸硬化性樹脂としてフラン
系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂及びこれらの変
性樹脂が挙げられるが、その中でも特にフラン系樹脂の
みが実用化されつつあるのが現状である。即ち、コール
ドボックス法により、中、大量の鋳型を製造するには自
動造型機が使用されており、耐火性粒状材料に酸硬化性
樹脂と過酸化物が添加混練されて耐火性粒状材料表面を
被覆し、空気圧等によって自動的に充填成型、硬化、取
り出しが1分以内のサイクルで連続的に行われている。In addition, for acid-curing cold boxes that produce molds in small quantities and in large quantities at medium to high speeds, acid-curing resins include furan resins, phenol resins, urea resins, and modified resins of these. In particular, at present, only furan-based resins are being put into practical use. In other words, automatic molding machines are used to manufacture medium to large quantities of molds using the cold box method, in which acid-curing resin and peroxide are added and kneaded to the refractory granular material to coat the surface of the refractory granular material. Covering, filling, molding, curing, and removal are performed continuously in a cycle of less than one minute automatically using air pressure or the like.
特にフェノール系樹脂及びフェノールフラン系樹脂はフ
ラン系樹脂に比べ低度ではあるが、種々の問題、特に初
期強度が著しく低下する為、このような高速の鋳型製造
を要求される酸硬化性コールドボックス法ではフェノー
ル系樹脂及びフェノールフラン系樹脂も未だ実用化には
至っていない。In particular, phenolic resins and phenolic furan resins, although less severe than furan resins, have various problems, especially a significant drop in initial strength, so acid-curing cold boxes that require high-speed mold production are According to the method, phenolic resins and phenolfuran resins have not yet been put into practical use.
本発明は特に鋳型の初期強度及び貯蔵安定性を改良した
フェノール系樹脂もしくはフェノールフラン系樹脂を主
体とする鋳物用粘結剤樹脂組成物に関するものであり、
特に高速の鋳型製造を要求される酸硬化性コールドボッ
クスにも実用化され得る、大幅に鋳型の初期強度及び貯
蔵安定性を改良したフェノール系樹脂もしくはフェノー
ルフラン系樹脂を主体とする鋳物用粘結剤樹脂組成物を
提供することを目的とするものである。The present invention particularly relates to a binder resin composition for foundries mainly composed of a phenolic resin or a phenolic furan resin, which has improved initial strength and storage stability of molds.
Caking for castings based on phenolic resin or phenolic furan resin that can be put to practical use in acid-curing cold boxes that require particularly high-speed mold production, and which significantly improves the initial strength and storage stability of molds. The object of the present invention is to provide a synthetic resin composition.
本発明者らは、鋭意研究の結果、フェノール系樹脂もし
くはフェノールフラン系樹脂を主体とする樹脂成分Aと
、特に選ばれたフェノール化合物もしくはフェノール系
樹脂を主体とする樹脂成分Bの2液からなる粘結剤樹脂
組成物において、組成物中の反応物もしくはモノマーの
状態で含まれるアルデヒドのモル数、フラン環の数、フ
ェノール化合物のモル数及び反応点の数と、鋳型の初期
強度との間に密接な関係があることを見出した。As a result of intensive research, the present inventors found that the resin component A consists of two liquids: a resin component A mainly composed of a phenolic resin or a phenolic furan resin, and a resin component B mainly composed of a particularly selected phenol compound or phenolic resin. In the binder resin composition, the relationship between the number of moles of aldehyde, the number of furan rings, the number of moles of the phenol compound, and the number of reaction points contained in the composition as a reactant or monomer and the initial strength of the mold. It was found that there is a close relationship between
即ち、鋳型の初期強度を改善させる方法の一つとして、
レゾルシンやカテコール等の予め水酸基に対してオルト
位又はパラ位の電荷密度を高める置換基を有するフェノ
ール化合物を、特に自硬性鋳型法における酸硬化性樹脂
もしくは硬化剤に添加混合することは公知である。一方
、本発明者らは、予め水酸基に対してオルト位又はパラ
位の電荷密度を高める置換基を有するフェノール化合物
のみならず、適正な範囲の分子量を持つフェノール系樹
脂もしくはフェノールフラン系樹脂に、次の(a)、(
bl、(c)の少なくとも一種を組み合わせることによ
っても鋳型の初期強度が向上することを見出した。That is, as one method for improving the initial strength of the mold,
It is known that a phenol compound having a substituent that increases the charge density at the ortho or para position with respect to a hydroxyl group, such as resorcin or catechol, is added to and mixed with an acid-curable resin or curing agent, especially in the self-curing mold method. . On the other hand, the present inventors have developed not only a phenol compound having a substituent that increases the charge density at the ortho or para position relative to the hydroxyl group, but also a phenol resin or a phenol furan resin having a molecular weight within an appropriate range. The following (a), (
It has been found that the initial strength of the mold can also be improved by combining at least one of bl and (c).
(a) 非置換或いは置換一価又は二価フェノール化
合物の一種又は二種以上の混合物
(b) (alのフェノール化合物をフェノール化合
物に対するモル比が1.0以下のアルデヒドと縮合反応
させて得られるレゾール型フェノール樹脂
(c1ノボラック型フェノール樹脂
しかし、これらフェノール化合物やフェノール系樹脂を
単に樹脂に混合した場合は、樹脂組成物の貯蔵中の経時
的増粘が著しく、それが為に濡れ性の悪化等で著しくそ
の効果が減少する。(a) A mixture of one or more unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenolic compounds (b) (obtained by condensation reaction of the phenolic compound of al with an aldehyde having a molar ratio to the phenolic compound of 1.0 or less) Resol-type phenolic resin (c1 novolac-type phenolic resin) However, when these phenolic compounds or phenolic resins are simply mixed with resin, the resin composition increases in viscosity over time during storage, which deteriorates wettability. etc., the effect is significantly reduced.
特に酸硬化性コールドボックス法でその傾向が著しい。This tendency is particularly noticeable in the acid-curing cold box method.
一方、硬化剤にこれらフェノール化合物を添加した場合
は、化合物によっては極めて溶解が困難であったり、結
晶が析出することもある。特に、酸硬化性コールドボッ
クス法では酸化剤としての過酸化物にこれらフェノール
化合物を添加し貯蔵すると過酸化物の安定性が極めて低
下する。On the other hand, when these phenolic compounds are added to the curing agent, it may be extremely difficult to dissolve some compounds, or crystals may precipitate. In particular, in the acid-curing cold box method, when these phenolic compounds are added to peroxide as an oxidizing agent and stored, the stability of the peroxide is extremely reduced.
又、前記樹脂成分Aと樹脂成分Bの混合比を適正な範囲
にすることで、更に初期強度を向上させることができる
。そして種々条件での混合比の適正範囲を検討する過程
で、本発明者らは組成物中の反応物もしくはモノマーの
状態で含まれるアルデヒドのモル数、フラン環の数、フ
ェノール化合物のモル数及び反応点の数と鋳型の初期強
度の間に密接な関係があることを見出し、更に大幅に鋳
型の初期強度を向上させることが可能となった。上記関
係は次の条件式%式%)
〔x :組成物100 g中に反応物もしくはモノマー
の状態で含まれるアルデヒドのモル数Y :組成物10
0g中に含まれるフラン環の数z、:組成物100gに
おける樹脂成分A中に含まれるフェノール性水酸基の数
Z2:組成物100gにおける樹脂成分B中に含まれる
フェノール性水酸基の数
kI、kt:
それぞれ樹脂成分A及び樹脂成分B中に含まれるフェノ
ール化合物の、HCHOと付加反応可能な状態のオルト
及びパラ位の一分子中の合計数〕
で表すことができ、その値は0.3〜1.0、好ましく
は0.3〜0.7の範囲で初期強度が大幅に向上する。Further, by controlling the mixing ratio of the resin component A and the resin component B within an appropriate range, the initial strength can be further improved. In the process of examining the appropriate range of mixing ratio under various conditions, the present inventors determined the number of moles of aldehyde, the number of furan rings, the number of moles of phenol compound contained in the reactant or monomer state in the composition, and It was discovered that there is a close relationship between the number of reaction points and the initial strength of the mold, and it became possible to further significantly improve the initial strength of the mold. The above relationship is expressed by the following conditional formula (%) [x: Number of moles of aldehyde contained in the form of reactant or monomer in 100 g of composition Y: Composition 10
Number of furan rings contained in 0 g Z,: Number of phenolic hydroxyl groups contained in resin component A in 100 g of composition Z2: Number of phenolic hydroxyl groups contained in resin component B in 100 g of composition kI, kt: The total number of phenolic compounds contained in resin component A and resin component B in one molecule at the ortho and para positions capable of addition reaction with HCHO], and the value is 0.3 to 1. .0, preferably in the range of 0.3 to 0.7, the initial strength is significantly improved.
特に酸硬化性コールドボックス法においてその効果が顕
著である。前記条件式の値が0.3〜1.0の範囲を外
れると著しく初期強度は低下する。This effect is particularly remarkable in the acid-curing cold box method. When the value of the conditional expression is outside the range of 0.3 to 1.0, the initial strength is significantly reduced.
本発明者らはかかる知見に基づき本発明を完成するに至
った。The present inventors have completed the present invention based on this knowledge.
即ち、本発明は、酸硬化性樹脂を粘結剤とする鋳型製造
法に用いられる粘結剤樹脂組成物であって、非置換或い
は置換一価又は二価フェノール化合物の単独もしくは二
種以上の混合物とフェノール化合物に対するモル比が1
.3以上のアルデヒドを縮合反応させて得られるレゾー
ル型樹脂単独或いはフラン系樹脂との混合物もしくは共
縮合物を主体とする樹脂成分Aと、下記(a)、(b)
、(c)の少なくとも一種を主体とする樹脂成分Bの2
液からなり、
(a) 非置換或いは置換一価又は二価フェノール化
合物の一種又は二種以上の混合物
(b) (a)のフェノール化合物をフェノール化合
物に対するモル比が1.0以下のアルデヒドと縮合反応
させて得られるレゾール型フェノール樹脂
(c) ノボラック型フェノール樹脂更に、下記条件
式を満足することを特徴とする鋳物用粘結剤樹脂組成物
に係わるものである。That is, the present invention relates to a binder resin composition used in a mold manufacturing method using an acid-curing resin as a binder, which comprises one or more unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compounds. The molar ratio of the mixture to the phenolic compound is 1
.. A resin component A mainly consisting of a resol type resin obtained by condensation reaction of three or more aldehydes, or a mixture or co-condensate with a furan resin, and the following (a) and (b).
, 2 of resin component B mainly consisting of at least one of (c)
(a) one or a mixture of two or more unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compounds; (b) the phenol compound of (a) condensed with an aldehyde having a molar ratio to the phenol compound of 1.0 or less; The present invention relates to a resol-type phenolic resin (c) obtained by reacting a novolac-type phenolic resin, and a binder resin composition for castings, which is characterized by satisfying the following conditional expression.
(X+Y)/(3xY+に+xZ++kzxZz)=0
.3〜1.0、好ましくは0.3〜0.7
〔x :組成物100g中に反応物もしくはモノマーの
状態で含まれるアルデヒドのモル数Y :組成物100
g中に含まれるフラン環の数ZI:組成物100gに
おける樹脂成分A中に含まれるフェノール性水酸基の数
z8:組成物100 gにおける樹脂成分B中に含まれ
るフェノール性水酸基の数
kl、に! :
それぞれ樹脂成分A及び樹脂成分B中に含まれるフェノ
ール化合物の、HCHOと付加反応可能な状態のオルト
及びパラ位の一分子中の合計数〕
本発明の粘結剤樹脂組成物により、貯蔵安定性等の他の
性能を低下させることなく、鋳型の初期強度を大幅に改
善し、鋳型の生産性を著しく向上させることができる。(X+Y)/(3xY++xZ++kzxZz)=0
.. 3 to 1.0, preferably 0.3 to 0.7 [x: Number of moles of aldehyde contained in 100 g of the composition in the form of a reactant or monomer Y: Composition 100
Number of furan rings contained in g ZI: Number of phenolic hydroxyl groups contained in resin component A in 100 g of composition Z8: Number of phenolic hydroxyl groups contained in resin component B in 100 g of composition, kl! : The total number of phenolic compounds contained in resin component A and resin component B, respectively, in one molecule at ortho and para positions capable of addition reaction with HCHO] The binder resin composition of the present invention has storage stability. The initial strength of the mold can be significantly improved, and the productivity of the mold can be significantly improved without deteriorating other performances such as properties.
特に酸硬化性コールドボックス法においてその効果は顕
著である。The effect is particularly remarkable in the acid-curing cold box method.
本発明の樹脂成分Aに用いられる非置換或いは置換一価
又は二価フェノール化合物を具体的に例示すれば、フェ
ノール、クレゾール、キシレノール、ブチルフェノール
、ノニルフェノール、レゾルシン、メチレンビスフェノ
ール、カテコール等であり、好ましくは一般式(I)(
式中、R,及びR2は水素原子又は炭素数1〜9個の炭
化水素基)
で表されるフェノール化合物であり、更に好ましくはフ
ェノール、クレゾール、キシレノールから選ばれる少な
くとも一種のフェノール化合物である。Specific examples of the unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compound used in the resin component A of the present invention include phenol, cresol, xylenol, butylphenol, nonylphenol, resorcinol, methylenebisphenol, catechol, etc., and preferably General formula (I) (
In the formula, R and R2 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms), and more preferably at least one phenol compound selected from phenol, cresol, and xylenol.
又、本発明の樹脂成分Bに用いられる非置換或いは置換
一価又は二価フェノール化合物を具体的に例示すれば、
フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、
メチレンビスフェノール、カテコール、アルキルレゾル
シン等であり、好ましくは予め水酸基に対してオルト位
又はパラ位の電荷密度を高める置換基を有するフェノー
ル化合物、例えばキシレノール、レゾルシン、カテコー
ル、アルキルレゾルシン等の少なくとも一種である。Further, specific examples of unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compounds used in resin component B of the present invention include:
Phenol, cresol, xylenol, resorcinol,
methylene bisphenol, catechol, alkyl resorcin, etc., preferably a phenol compound having a substituent that increases the charge density at the ortho or para position relative to the hydroxyl group, such as at least one of xylenol, resorcin, catechol, alkyl resorcin, etc. .
尚、前記条件式中のに、、に、の値は、ホルムアルデヒ
ドと付加反応可能な状態のオルト及びバラ位のフェノー
ル化合物−分子中の合計数であり、例えばフェノール、
トクレゾール、3,5−キシレノールのkt、kgの値
は3である。又、2種以上のフェノール化合物の混合体
はその混合比に応じた平均数で表される。In addition, the values of , , and in the above conditional formula are the total number of phenol compounds in the molecule at the ortho and rose positions that are capable of addition reaction with formaldehyde, such as phenol,
The kt and kg values of tocresol and 3,5-xylenol are 3. Moreover, a mixture of two or more types of phenol compounds is expressed by an average number depending on the mixing ratio.
本発明におけるフラン系樹脂とは、フルフリルアルコー
ル、フルフリルアルコール/アルデヒド縮金物、フルフ
リルアルコール縮金物、フルフリルアルコール/尿素/
アルデヒド縮合物、フルフリルアルコール/メラミン/
アルデヒド縮合物等を主体とする酸硬化性樹脂であり、
特に限定されるものではない。The furan-based resin in the present invention refers to furfuryl alcohol, furfuryl alcohol/aldehyde condensate, furfuryl alcohol condensate, furfuryl alcohol/urea/
Aldehyde condensate, furfuryl alcohol/melamine/
It is an acid-curing resin mainly composed of aldehyde condensates, etc.
It is not particularly limited.
本発明におけるアルデヒドとしては芳香族アルデヒド、
脂肪族アルデヒド等が用いられるが、好ましくは脂肪族
アルデヒドである。脂肪族アルデヒドとして好ましいも
のは、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、グリ
オキザール、アセトアルデヒドの少なくとも一種であり
、更に好ましいものは、パラホルムアルデヒド、ホルム
アルデヒドの少なくとも一種又はそれらの一部をグリオ
キザール、アセトアルデヒド等の他のアルデヒドで変性
したアルデヒドである。The aldehydes in the present invention include aromatic aldehydes,
Although aliphatic aldehydes and the like are used, aliphatic aldehydes are preferred. Preferred aliphatic aldehydes are at least one of formaldehyde, paraformaldehyde, glyoxal, and acetaldehyde, and more preferred are at least one of paraformaldehyde and formaldehyde, or a portion thereof modified with other aldehydes such as glyoxal and acetaldehyde. It is an aldehyde.
通常アルデヒドはフェノール化合物との縮合のみならず
、フラン系樹脂にも含まれる。それ故、前記条件式中の
アルデヒドはその両者に含まれるアルデヒドである。Aldehydes are usually contained not only in condensation with phenolic compounds but also in furan resins. Therefore, the aldehyde in the above conditional formula is an aldehyde included in both of them.
本発明の樹脂成分Aはフェノール系樹脂又はフラン系樹
脂を混合もしくは共縮合せしめたフェノール系樹脂を主
体とするが、変性剤として例えば、尿素や尿素/アルデ
ヒド縮合物と混合もしくは共縮合させることもできるし
、また、従来公知の変性剤の少なくとも一種を混合もし
くは共縮合させることもできる。従来公知の変性剤を具
体的に例示すれば、クマロン・インデン樹脂、石油樹脂
、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコー
ル、エポキシ樹脂、エチレン・ビニルアセテート、ポリ
ビニルアセテート、ポリブタジェン、ポリエーテル、ポ
リエチレンイミン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エ
ステル、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、酢酸
セルロース、キシレン樹脂、トルエン樹脂、ポリアミド
、スチレン樹脂、ポリビニルホルマール、アクリル樹脂
、ウレタン樹脂、ナイロン等のポリマー及びオリゴマー
や、リグニン、リグニンスルホン酸、ロジン、エステル
ガム、植物油、ビチューメン、重油、カシューナツト穀
潰、バニリン、タンニン類等の天然物や、澱粉、コーン
スターチ、グルコース、デキストリン等のW[及びその
誘導体や、レゾルシン残渣、クレゾール残渣、2.2.
4− )リメチル−4−(ヒドロキシフェニル)クマロ
ンとイソプロペニルフェノールの反応副生物、テレフタ
ル酸とエチレングリコールの反応副生物等の反応残渣及
び副生物や、ポリエチレングリコール等の多価アルコー
ルや、アセトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等
のケトン類及びアルデヒドとの縮合物や、ジシアンジア
ミド、アクリルアミド、千オ尿素等のアミノもしくはイ
ミノ化合物及びそれらのアルデヒド縮合物や、フルフラ
ール、グリオキザール等のアルデヒド化合物や、イソシ
アヌル酸エステル、不飽和脂肪酸エステル等のエステル
化合物などである。これら変性剤の変性率は20%以下
であることが好ましい。The resin component A of the present invention is mainly composed of a phenol resin mixed or co-condensed with a phenol resin or a furan resin, but it may also be mixed or co-condensed with, for example, urea or a urea/aldehyde condensate as a modifier. Alternatively, at least one of conventionally known modifiers can be mixed or co-condensed. Specific examples of conventionally known modifiers include coumaron/indene resin, petroleum resin, polyester, alkyd resin, polyvinyl alcohol, epoxy resin, ethylene/vinyl acetate, polyvinyl acetate, polybutadiene, polyether, polyethyleneimine, and polychloride. Polymers and oligomers such as vinyl, polyacrylic acid ester, polyvinyl butyral, phenoxy resin, cellulose acetate, xylene resin, toluene resin, polyamide, styrene resin, polyvinyl formal, acrylic resin, urethane resin, nylon, lignin, lignin sulfonic acid, Natural products such as rosin, ester gum, vegetable oil, bitumen, heavy oil, crushed cashew nut, vanillin, tannins, W [and its derivatives such as starch, corn starch, glucose, dextrin, resorcin residue, cresol residue, 2. 2.
4-) Reaction residues and by-products such as reaction by-products of limethyl-4-(hydroxyphenyl)coumarone and isopropenylphenol, reaction by-products of terephthalic acid and ethylene glycol, polyhydric alcohols such as polyethylene glycol, acetone, Condensates of ketones and aldehydes such as cyclohexanone and acetophenone; amino or imino compounds such as dicyandiamide, acrylamide, and 1000 urea; and their aldehyde condensates; aldehyde compounds such as furfural and glyoxal; These include ester compounds such as saturated fatty acid esters. The modification rate of these modifiers is preferably 20% or less.
更に、本発明における樹脂成分A及び樹脂成分Bの粘度
を反応条件のコントロールや希釈剤により25℃で1〜
1000cpsにすることで尚一層鋳型の初期強度を向
上させることができる。粘度が小さすぎると砂粒表面の
ミクロな孔中への樹脂の吸着のため、有効に砂粒表面へ
の樹脂のコーティングが阻害される。粘度が大きすぎる
と鋳物砂への濡れ性、樹脂成分Aに対する樹脂成分Bの
均一分散性が低下する。Furthermore, the viscosity of resin component A and resin component B in the present invention can be adjusted to 1 to 1 at 25°C by controlling the reaction conditions and using a diluent.
By setting it to 1000 cps, the initial strength of the mold can be further improved. If the viscosity is too low, the resin will be adsorbed into the microscopic pores on the surface of the sand grains, which will prevent the resin from effectively coating the surface of the sand grains. If the viscosity is too high, the wettability to foundry sand and the uniform dispersibility of resin component B with respect to resin component A will decrease.
上記目的に使用できる希釈剤を具体的に例示すれば、ベ
ンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、メタノール、エ
タノール、フルフリルアルコール等のアルコール類、ジ
エチルエーテル、アニソール、アセタール等のエーテル
類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン等の複素環炭化水素、酢酸
メチル、酢酸エチル等のエステル類、エチレングリコー
ル、グリセリン等の多価アルコール類、2−メトキシエ
タノール、2−エトキシエタノール等のセロソルブ類、
2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルア
セテート、2−ブトキシエチルアセテート、2−フェノ
キシエチルアセテート等のセロソルブアセテート類、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の
カルピトールアセテート類の少なくとも一種が挙げられ
る。尚、希釈剤は予め樹脂成分A又は/及び樹脂成分B
に、又は鋳物砂混練直前に樹脂成分A又は/及び樹脂成
分B、又は樹脂成分Aと樹脂成分Bの混合物に混合して
も差支えない。その配合量は組成物に対し20%以下で
あることが好ましい。Specific examples of diluents that can be used for the above purpose include aromatic hydrocarbons such as benzene and xylene, alcohols such as methanol, ethanol, and furfuryl alcohol, ethers such as diethyl ether, anisole, and acetal, acetone, Ketones such as methyl ethyl ketone, heterocyclic hydrocarbons such as tetrahydrofuran and dioxane, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin, cellosolves such as 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol. ,
Examples include at least one of cellosolve acetates such as 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, and 2-phenoxyethyl acetate, and carpitol acetates such as diethylene glycol monoethyl ether acetate. In addition, the diluent is resin component A or/and resin component B in advance.
Alternatively, it may be mixed into resin component A and/or resin component B, or a mixture of resin component A and resin component B immediately before kneading the foundry sand. The blending amount thereof is preferably 20% or less based on the composition.
又、本発明における組成物中に含まれる水分の量は10
%以下であることが好ましい。それ以上の水分を含む場
合は、本発明の効果は著しく低下する。更に未反応物等
として含まれるモノマーフェノール化合物の量も10%
以下であることが好ましい。それ以上のモノマーフェノ
ール化合物を含む場合は、著しく初期強度が低下するか
、もしくは貯蔵安定性が悪化する。更に未反応物等とし
て含まれるモノマーアルデヒドの量も10%以下である
ことが好ましい。それ以上のモノマーアルデヒドを含む
場合は、モノマーアルデヒドに起因する臭気により著し
く作業性が悪化する。Further, the amount of water contained in the composition of the present invention is 10
% or less. If more water is contained, the effects of the present invention will be significantly reduced. Furthermore, the amount of monomer phenol compounds contained as unreacted substances, etc. is also 10%.
It is preferable that it is below. If more monomer phenol compounds are contained, the initial strength will be significantly lowered or the storage stability will be deteriorated. Further, the amount of monomer aldehyde contained as unreacted substances is also preferably 10% or less. If more monomer aldehyde is contained, workability will be significantly deteriorated due to the odor caused by the monomer aldehyde.
更に、鋳型の強度をより向上させる目的でシランカフブ
リング剤を加えても差支えない。シランカップリング剤
としては、例えば、r−(2−アミノ)アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
γ−メルカブトプロビルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。Furthermore, a silane cuffing agent may be added for the purpose of further improving the strength of the mold. Examples of the silane coupling agent include r-(2-amino)aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane,
Examples include γ-mercabutopropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane.
本発明において自硬性鋳型法の硬化剤としては、パラト
ルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の有機スルホ
ン酸や、リン酸、硫酸等の無機酸やこれらの混合物が使
用されるが、特に限定されるものではない。また、酸硬
化性コールドボックス法の過酸化物としては、ケトン系
、芳香族系等の有機過酸化物及び過酸化水素等の無機過
酸化物が使用されるが、特に限定されるものではない。In the present invention, as the hardening agent for the self-hardening mold method, organic sulfonic acids such as para-toluenesulfonic acid and xylene sulfonic acid, inorganic acids such as phosphoric acid and sulfuric acid, and mixtures thereof are used, but there are no particular limitations. It's not a thing. In addition, organic peroxides such as ketone and aromatic peroxides and inorganic peroxides such as hydrogen peroxide are used as peroxides in the acid-curing cold box method, but are not particularly limited. .
鋳型を製造するには、本発明に係る粘結剤と共に、耐火
性粒状材料として、石英質を主成分とする珪砂の他、ジ
ルコン砂、クロマイト砂、オリピン砂等が使用されるが
、特に限定されるものではない。In order to manufacture a mold, silica sand containing quartz as a main component, zircon sand, chromite sand, oripin sand, etc. are used as a refractory granular material together with the binder according to the present invention, but there are no particular limitations. It is not something that will be done.
尚、鋳物砂に対する樹脂成分A及び樹脂成分Bの混練順
序は樹脂成分A又は樹脂成分Bのいずれが先でも、また
予め樹脂成分Aと樹脂成分Bを鋳物砂への混練直前に混
合して鋳物砂へ添加しても良い、又、樹脂成分A及び樹
脂成分Bの添加混練は硬化剤もしくは過酸化物を鋳物砂
に混練する前でも後でも差支えないが、混練砂の可使時
間がより長い点から、自硬性の場合は硬化剤添加後、又
、酸硬化性コールドボックス法の場合は過酸化物添加混
練前の方が好ましい。The order of kneading the resin component A and the resin component B into the foundry sand is that either the resin component A or the resin component B is mixed first. They may be added to the sand, and resin components A and B may be added and kneaded before or after kneading the curing agent or peroxide into the foundry sand, but the pot life of the kneaded sand is longer. From this point of view, in the case of self-hardening, it is preferable to add the curing agent, and in the case of the acid-curing cold box method, it is preferable to add the peroxide before kneading.
以下、実施例をもって本発明の詳細な説明するが、本発
明は本実施例のみに限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1〜22及び比較例1〜6
常法により樹脂成分Aとしてフェノール、フルフリルア
ルコール、ホルムアルデヒドの反応量既知のフェノール
/ホルムアルデヒド縮金物及ヒフエノール/フルフリル
アルコール/ホルムアルデヒド縮合物を合成し、樹脂成
分Bとして表−1又は表−2に示すフェノール化合物又
はフェノール系樹脂を40%のテトラヒドロフランで希
釈し、条件式(X+Y)/(3X Y+に、 X Zl
+に2 X zz)の値が表−1又は表−2に示すよう
な種々の粘結剤樹脂組成物を得た。得られた粘結剤樹脂
組成物を用いて酸硬化性コールドボックス法及び自硬性
鋳型法における初期強度を測定した。Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 6 A phenol/formaldehyde condensate and a hyphenol/furfuryl alcohol/formaldehyde condensate with known reaction amounts of phenol, furfuryl alcohol, and formaldehyde were synthesized as resin component A by a conventional method, and a resin was prepared. As component B, the phenolic compound or phenolic resin shown in Table 1 or Table 2 is diluted with 40% tetrahydrofuran to form the conditional formula (X+Y)/(3X Y+, X Zl
Various binder resin compositions having values of +2 x zz) shown in Table 1 or Table 2 were obtained. The obtained binder resin composition was used to measure the initial strength in an acid-curing cold box method and a self-hardening mold method.
酸硬化性コールドボックス法の初期強度はオ−ストラリ
ア産フラタリー珪砂100重量部に樹脂成分Aを1.0
重量部、樹脂成分Bを0.4重量部及びMBKPO系過
酸化物を0.5重量部添加混練した混合物を25 X
25 X 250 m/mの型枠内へ加圧空気と共に吹
き込んで充填し、次いで二酸化硫黄ガスを型枠内へ吹き
込んで鋳型を成型し、二酸化硫黄ガス吹き込み後30秒
後の鋳型曲げ強度を測定した。The initial strength of the acid-curing cold box method was determined by adding 1.0 parts by weight of resin component A to 100 parts by weight of Australian flattery silica sand.
25×
Fill the 25 x 250 m/m mold by blowing it together with pressurized air, then blow sulfur dioxide gas into the mold to form the mold, and measure the bending strength of the mold 30 seconds after blowing the sulfur dioxide gas. did.
自硬性鋳型法の初期強度は、フリーマントル珪砂100
重量部に対し、硬化剤としてパラトルエンスルホン酸7
5%水溶液を0.5重量部、樹脂成分へを1.0重量部
、樹脂成分Bを0.4重量部添加混練した混合物を直ち
に50117Ilφ×5抛llIhのテストピース模型
に充填し、30分後の圧縮強度を測定した。The initial strength of the self-hardening mold method is 100% of Freemantle silica sand.
7 parts by weight of para-toluenesulfonic acid as a curing agent
A mixture of 0.5 parts by weight of 5% aqueous solution, 1.0 parts by weight of resin component, and 0.4 parts by weight of resin component B was immediately filled into a test piece model of 50117Ilφ x 5mm, and kneaded for 30 minutes. The subsequent compressive strength was measured.
結果を表−1及び表−2に示す。The results are shown in Table-1 and Table-2.
実施例23及び比較例7
〔発樹脂成分へとしてフェノール/ホルムアルデ
本ヒト縮金物、及び樹脂成分Bとしてレゾルシン 剤
と/エタノール溶液(60: 40)を50℃で所定日
数 ワラ放置後、その粘度変化及び前記条件式の数値
が る自0.5になるよう、実施例1〜22と同様の
方法に 法により酸硬化性コールドボックス法で鋳型
テスト 等他ピースを成型し、30秒後の曲げ強度を
観察した。 の初比較例として樹脂成分Aに予めレゾ
ルシンを 硬化配合した配合物(組成物中のレゾルシ
ン量は実 であ施例23と同量)も同時に観察した。Example 23 and Comparative Example 7
[Phenol/formalde as a resin component]
After leaving this human shrinkage product and a resorcinol/ethanol solution (60:40) at 50°C for a predetermined number of days, the viscosity change and the value of the above conditional formula should be adjusted to 0.5. Other pieces were molded using the same method as in Examples 1 to 22, such as a mold test, using the acid-curing cold box method, and the bending strength was observed after 30 seconds. As a first comparative example, a formulation in which resorcin was previously cured and blended with resin component A (the amount of resorcin in the composition was the same as in Example 23) was also observed at the same time.
がで結果を表−3に示す。The results are shown in Table 3.
表 −3
明の効果〕
実施例で明白な様に、本発明により、粘結してフェノー
ル系樹脂もしくはフェノール系樹脂を主体とする酸硬化
性樹脂を用い硬性鋳型法及び酸硬化性コールドボックス
おいて、経時的増粘による鋳型強度の低下の性能を低下
させることなく、大幅に鋳型期強度を向上させることが
できる。特に酸性コールドボックス法ではその効果が顕
著り、鋳型の生産性を著しく向上させることきる。Table 3: Effects of Light] As is clear from the examples, the present invention allows the use of a hard mold method, an acid-curable cold box, and an acid-curable cold box using a caking phenolic resin or an acid-curing resin mainly composed of a phenolic resin. As a result, the mold strength can be significantly improved without reducing the performance of reducing mold strength due to viscosity increase over time. This effect is particularly noticeable in the acidic cold box method, and the productivity of molds can be significantly improved.
Claims (1)
る粘結剤樹脂組成物であって、非置換或いは置換一価又
は二価フェノール化合物の単独もしくは二種以上の混合
物とフェノール化合物に対するモル比が1.3以上のア
ルデヒドを縮合反応させて得られるレゾール型樹脂単独
或いはフラン系樹脂との混合物もしくは共縮合物を主体
とする樹脂成分Aと、下記(a)、(b)、(c)の少
なくとも一種を主体とする樹脂成分Bの2液からなり、 (a)非置換或いは置換一価又は二価フェノール化合物
の一種又は二種以上の混合物 (b)(a)のフェノール化合物をフェノール化合物に
対するモル比が1.0以下のアルデヒドと縮合反応させ
て得られるレゾール型フェ ノール樹脂 (c)ノボラック型フェノール樹脂 更に、下記条件式を満足することを特徴とする鋳物用粘
結剤樹脂組成物。 (X+Y)/(3×Y+k_1×Z_1+k_2×Z_
2)=0.3〜1.0〔X:組成物100g中に反応物
もしくはモノマーの状態で含まれるアルデヒドのモ ル数 Y:組成物100g中に含まれるフラン環の数 Z_1:組成物100gにおける樹脂成分A中に含まれ
るフェノール性水酸基の数 Z_2:組成物100gにおける樹脂成分B中に含まれ
るフェノール性水酸基の数 k_1、k_2: それぞれ樹脂成分A及び樹脂成分B中 に含まれるフェノール化合物の、HCHO と付加反応可能な状態のオルト及びパ ラ位の一分子中の合計数〕 2、(X+Y)/(3×Y+k_1×Z_1+k_2×
Z_2)の値が0.3〜0.7である特許請求の範囲第
1項記載の組成物。 3、樹脂成分A及び樹脂成分Bにおけるフェノール化合
物が一般式( I )で表される化合物であり、前記条件
式中のkが3である特許請求の範囲第1項記載の組成物
。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1及びR_2は水素原子又は炭素数1〜9
個の炭化水素基) 4、アルデヒドが脂肪族アルデヒドである特許請求の範
囲第1項記載の組成物。 5、樹脂成分Aにおける一般式( I )で表されるフェ
ノール化合物がフェノール、クレゾール、キシレノール
の少なくとも一種である特許請求の範囲第3項記載の組
成物。 6、脂肪族アルデヒドがホルムアルデヒド、パラホルム
アルデヒド、グリオキザール、アセトアルデヒドの少な
くとも一種である特許請求の範囲第4項記載の組成物。[Scope of Claims] 1. A binder resin composition used in a mold manufacturing method using an acid-curing resin as a binder, comprising one or two unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compounds. A resin component A consisting mainly of a resol type resin alone or a mixture or co-condensate with a furan resin obtained by condensing the above mixture and an aldehyde having a molar ratio of 1.3 or more to a phenol compound, and the following (a) ), (b), and (c), (a) a mixture of one or more unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compounds; (b) (a) A resol-type phenol resin obtained by condensing the phenol compound with an aldehyde having a molar ratio of 1.0 or less to the phenol compound. (c) A novolak-type phenol resin, further satisfying the following conditional expression. Binder resin composition for foundries. (X+Y)/(3×Y+k_1×Z_1+k_2×Z_
2) = 0.3 to 1.0 [X: Number of moles of aldehyde contained in 100 g of the composition in the form of a reactant or monomer Y: Number of furan rings contained in 100 g of the composition Z_1: In 100 g of the composition Number of phenolic hydroxyl groups contained in resin component A Z_2: Number of phenolic hydroxyl groups contained in resin component B in 100 g of composition k_1, k_2: Number of phenolic compounds contained in resin component A and resin component B, respectively. Total number of ortho and para positions in one molecule capable of addition reaction with HCHO] 2, (X+Y)/(3×Y+k_1×Z_1+k_2×
The composition according to claim 1, wherein the value of Z_2) is from 0.3 to 0.7. 3. The composition according to claim 1, wherein the phenol compound in resin component A and resin component B is a compound represented by general formula (I), and k in the conditional formula is 3. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) (In the formula, R_1 and R_2 are hydrogen atoms or carbon atoms from 1 to 9.
4. The composition according to claim 1, wherein the aldehyde is an aliphatic aldehyde. 5. The composition according to claim 3, wherein the phenol compound represented by general formula (I) in resin component A is at least one of phenol, cresol, and xylenol. 6. The composition according to claim 4, wherein the aliphatic aldehyde is at least one of formaldehyde, paraformaldehyde, glyoxal, and acetaldehyde.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16726485A JPS6228043A (en) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | Binder resin composition for casting |
Applications Claiming Priority (1)
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JP16726485A Pending JPS6228043A (en) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | Binder resin composition for casting |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6228043A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4939188A (en) * | 1988-12-22 | 1990-07-03 | Borden, Inc. | Lithium-containing resole composition for making a shaped refractory article and other hardened articles |
US4994505A (en) * | 1988-11-15 | 1991-02-19 | Borden, Inc. | Binder compositions comprising low molecular weight poly(orthomethylolated) phenolic compound and novolac resin |
US5043412A (en) * | 1988-06-23 | 1991-08-27 | Borden, Inc. | Ambient temperature curing, high carbon contributing compositions |
JP2019107668A (en) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 花王株式会社 | Hardening accelerator for die molding |
-
1985
- 1985-07-29 JP JP16726485A patent/JPS6228043A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5043412A (en) * | 1988-06-23 | 1991-08-27 | Borden, Inc. | Ambient temperature curing, high carbon contributing compositions |
US4994505A (en) * | 1988-11-15 | 1991-02-19 | Borden, Inc. | Binder compositions comprising low molecular weight poly(orthomethylolated) phenolic compound and novolac resin |
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JP2019107668A (en) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 花王株式会社 | Hardening accelerator for die molding |
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