JPS6364259B2 - - Google Patents

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JPS6364259B2
JPS6364259B2 JP7404682A JP7404682A JPS6364259B2 JP S6364259 B2 JPS6364259 B2 JP S6364259B2 JP 7404682 A JP7404682 A JP 7404682A JP 7404682 A JP7404682 A JP 7404682A JP S6364259 B2 JPS6364259 B2 JP S6364259B2
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JP
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resin
sand
coated sand
acid
unsaturated polyester
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JP7404682A
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JPS58192648A (en
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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
    • B22C1/2266Polyesters; Polycarbonates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、鋳物砂粒結合用樹脂組成物に関す
る。 現在、鋳造用中子及び複雑な鋳型の製造法とし
てはシエルモールド法が主流であり、砂粒結合用
樹脂としてはフエノール樹脂が一般に使用されて
いる。 鋳鉄鋳物のように鋳造温度が1300℃〜1400℃と
高い場合には、フエノールレジンコーテツドサン
ドの崩壊性は良いが、アルミニウム鋳物のように
鋳造温度が650℃〜750℃と低い場合には中子内部
厚肉部では鋳造後に逆に溶湯の熱でフエノール樹
脂の硬化が進んで強度があがり、又中子薄肉部で
も溶湯にくるまれると中子は無酸素状態になるた
めに主にベンゼン環が炭化し砂粒同士あるいは砂
粒とアルミニウム合金鋳物が結合するため強度は
ほとんど低下せず崩壊性が非常に悪い。そのため
一般にフエノールレジンコーテツドサンドを複雑
形状の中子としたアルミニウム合金鋳物では、ノ
ツクアウトマシンによる型ばらしの前にほとんど
の場合400℃〜500℃で4〜10時間の砂焼きを行な
つて崩壊性を向上させているのが実情である。 最近、不飽和ポリエステルの熱分解温度の低い
ことに着目され、フエノールレジンコーテツドサ
ンドの前記欠点を改良した不飽和ポリエステル樹
脂を砂粒結合用樹脂とするポリエステルレジンコ
ーテツドサンドがアルミ合金鋳物用として紹介さ
れている(特開昭54−80234号公報、特開昭54−
162622号公報等)。 しかしながら、現状におけるポリエステルレン
ジコーテツドサンドは、フエノールレジンコーテ
ツドサンドの持つ崩壊性が悪いという欠点は改良
しうるが、反面フエノールレジンコーテツドサン
ドに比べて鋳型成形性が悪いという欠点を有して
いる。 すなわち、吹込み式シエル鋳型造形機を用いて
280℃〜300℃に加熱した金型にレジンコーテツド
サンドを充てんし、シエル中子を成形する際、鋳
型造形機マガジンの目づまり及びそれに伴う充て
ん性の低下が問題となり既存の鋳型造形機をその
まま活用することができないのが弊害となつてポ
リエステルレジンコーテツドサンドの実用化が遅
れている。 この鋳型造形機マガジンの目づまりは、レジン
コーテツドサンドに要求される特性の一つである
融着点と関係がある。中子及び鋳型を成形するに
際して使用する金型の温度が280℃〜300℃と高い
ために連続して中子及び鋳型を成形するうちに鋳
型造形機マガジンの温度も通常70℃〜90℃程度ま
で上昇し、融着点が低い場合には鋳型造形機マガ
ジン内で砂粒結合用樹脂が溶融し、マガジンへの
付着あるいはレジンコーテツドサンドのブロツキ
ングによつて目づまりとなる。 一般に使用されているフエノールレジンコーテ
ツドサンドの融着点が90〜115℃であるのに対し
て現状におけるポリエステルレジンコーテツドサ
ンドの融着点は85℃以下と低いことに問題があ
る。従つて、ポリエステルレジンコーテツドサン
ドの鋳型成形性を改良するためには融着点をフエ
ノールレジンコーテツドサンドと同レベルの90℃
以上まで高めることが必要となる。 本発明者らは、かかるポリエステルレジンコー
テツドサンドの欠点にかんがみ融着点90℃以上の
ポリエステルレジンコーテツドサンドを開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、融着点、強度共にフエ
ノール樹脂に対抗しうる鋳物砂結合用樹脂組成物
を見出すに到つた。 本発明は、式(1)で示されるモノ(ジヒドロジシ
クロペンタジエニル)マレエートに多価アルコー
ル、必要に応じてさらに飽和多塩基酸及び/又は
α,β―不飽和二塩基酸を反応させて得られるリ
ングアンドボール法(JIS K2207)による軟化点
が50℃以上の自己重合性不飽和ポリエステル重合
用触媒及び元素周期律表の,,,又は
族に属する金属の酸化物を含有してなる鋳物砂粒
結合用樹脂組成物に関する。 本発明になる鋳物砂粒結合用樹脂組成物によれ
ば、従来のポリエステルレジンコーテツドサンド
を用いて得られる鋳型に見られた強度の低下がな
く、融着点が90℃以上のポリエステルレジンコー
テツドサンドを得ることができ、フエノールレジ
ンコーテツドサンドと同等の鋳型造形性が得られ
る。 本発明においては、モノ(ジヒドロジシクロペ
ンタジエニル)マレエートに多価アルコール、必
要に応じてさらに飽和多塩基酸及び/又はα,β
―不飽和二塩基酸を反応させて得られる自己重合
性不飽和ポリエステルが用いられる。 従来一般に使用されているα,β―不飽和二塩
基酸を含む酸成分を多価アルコール成分を反応さ
せて得られる不飽和ポリエステルは、それ自身自
己重合性に乏しいために、分子中に1個以上の不
飽和結合を有する不飽和単量体又は予備重合体の
一種以上を併用する必要があつた。この不飽和単
量体又は予備重合体としてはスチレン、ジビニル
ベンゼン、ビニルトルエン、ジアリルフタレート
等の液状物とジアリルフタレートプレポリマー、
トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアヌ
レート等の常温で固型の物があるが、液状物を使
用した場合不飽和ポリエステル樹脂の軟化点が大
幅に低下し、ポリエステルレジンコーテツドサン
ドにした場合融着点が低くなるという欠点があ
る。又固形の物を使用すれば融着点に対する影響
は比較的少ないが一般に高価で汎用性に欠けると
いう欠点を有する。 これに対して本発明で用いる上記の式(1)で示さ
れるモノ(ジヒドロジシクロペンタジエニル)マ
レエートにアルコール、必要に応じてさらに飽和
多塩基酸及び/又はα,β―不飽和二塩基酸を反
応させて得られる不飽和ポリエステルはそれ自身
自己重合性を有することから必ずしも分子中に1
個以上の不飽和結合を有する不飽和単量体又は予
備重合体を配合する必要がなく、不飽和単量体又
は予備重合体を配合することによる従来の一般不
飽和ポリエステル樹脂にみられる欠点が改善され
る。 本発明においては、元素周期律表の,,
,又は族に属する金属の酸化物が配合され
る。 レジンコーテツドサンドの融着点は当然のこと
ながら使用する砂粒結合用樹脂の軟化点に影響さ
れる。従つてポリエステルレジンコーテツドサン
ドの融着点を高くするためには砂粒結合用樹脂で
ある不飽和ポリエステルの軟化点を高くすること
が考えられる。しかしながら不飽和ポリエステル
は、リングアンドボール法による軟化点より20℃
〜30℃低い温度で軟化し始めるというように広い
軟化温度範囲を有するために、ポリエステルレジ
ンコーテツドサンドの融着点を90℃以上まで高め
るためには不飽和ポリエステルの軟化点を120℃
以上にする必要があり、この場合次のような問題
が派生し実用化が難しい。 1 軟化点120℃以上の不飽和ポリエステルを含
む樹脂組成物を砂粒結合用樹脂とするレジンコ
ーテツドサンドを用いて成形した鋳型は強度が
低い。 2 不飽和ポリエステルの軟化点を120℃以上に
するためには縮合度を高くする必要があるが、
合成に際してゲル化の確率が高く安定した状態
で供給することが難しい。しかるに元素周期律
表の,,,又は族に属する金属の酸
化物を配合することにより不飽和ポリエステル
の軟化点を120℃以上にする必要がなく強度を
低下させることなく同時に融着点を改良するこ
とが可能となる。 本発明において用いられるモノ(ジヒドロジシ
クロペンタジエニル)マレエートは、例えば5又
は6―ヒドロキシ―3a,4,5,6,7,7a―
ヘキサヒドロ―4,7―メタノインデン(ヒドロ
キシ化ジシクロペンタジエン)と無水マレインと
の開環エステル化反応、ジシクロペンタジエンと
マレイン酸との付加反応等によつて得られること
ができる。この化合物は既に公知であり、公知の
製造法によつて製造される。 なお、これらの反応の際に式(2)に示すジ(ジヒ
ドロジシクロペンタジエニル)マレエートが一部
生成する場合があるがこのジ(ジヒドロジシクロ
ペンタジエニル)マレエートの存在は、本発明の
効果に何ら影響を与えるものではない。 多価アルコールとしては、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、1,2―プロパン
ジオール、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、1,3―ブタンジオール、ネオペンチル
グリコール、1,6―ヘキサンジオール、水素化
ビスフエノールA、グリセリン、トリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトール等が用いられ、
必要に応じて1価のアルコールを併用してもよ
い。 α,β―不飽和二塩基酸としては、マレイン
酸,無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シ
トラコン酸、クロロマレイン酸等が使用される。
飽和二塩基酸としては、フタル酸、無水フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ
無水フタル酸、アジピン酸、セバシン酸等があ
り、必要に応じて安息香酸等の1価の酸を併用し
てもよい。 本発明で用いられる不飽和ポリエステルはリン
グアンドボール法で測定した軟化点が50℃以上と
されるが80℃〜110℃の範囲にあることが好まし
い。軟化点80℃未満では金属酸化物の添加量が多
くなり、又110℃を越えると鋳型の強度が低下す
る傾向がみられる。 本発明で用いられるリングアンドボール法によ
る上記の軟化点が50℃以上の自己重合性不飽和ポ
リエステルは、上記の材料を配合して公知の方法
によつて製造される。 本発明において使用する重合用触媒としては有
機過酸化物が好ましく、例えばジクミルパーオキ
サイド、過酸化ベンゾイル、ターシヤリブチルパ
ーベンゾエート、ジ―ターシヤリブチルパーベン
ゾエート、クメンヒドロパーオキサイド、1,3
―ビス(ターシヤリブチルパーオキシ)―3,
3,5―トリメチルシクロヘキサン、2,5―ジ
メチル―(2,5―ジベンゾイルパーオキシ)ヘ
キサン、2,2―ビス―(4,4―ジ―ターシヤ
リブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、
2,5―ジメチル―2,5―ジ(ターシヤリブチ
ルパーオキシ)―ヘキシン―3、n―ブチル―
4,4―ビス―(ターシヤリブチルパーオキシ)
バレレート、ラウロイルパーオキサイド、シクロ
ヘキサノンパーオキサイド等が用いられる。有機
過酸化物の配合量は、樹脂の軟化性から上記の不
飽和ポリエステル100重量部に対して0.5重量部か
ら20重量部の範囲が好ましく、特に1重量部から
10重量部の範囲が好ましい。これらの重合用触媒
は単独で使用しても、2種以上を併用してもよ
い。 金属酸化物としては、元素周期律表の,,
,又は族に属する金属の酸化物が有用で、
特に価格、レジンコーテツドサンドの融着点への
効果を合わせて考慮すると、酸化マグネシウム、
酸化亜鉛及び酸化カルシウムが有用である。 金属酸化物の添加量は、金属酸化物の種類及び
不飽和ポリエステルの軟化点などにより異なるが
不飽和ポリエステル100重量部に対して好ましく
は0.5重量部から30重量部の範囲内で用いられる。
例えば酸化マグネシウムでは0.5重量部から重量
部、酸化亜鉛では2重量部から20重量部の範囲で
用いられる。金属酸化物は単独で使用しても二種
以上を併用してもよい。 本発明になる鋳物砂粒結合用樹脂組成物には必
要に応じて滑剤、硬化促進剤、重合禁止剤、充て
ん剤、シランカツプリング剤、1分子中の1個以
上の重合性二重結合を有する不飽和単量体又は予
備重合体などが含まれてもよい。 滑剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸亜鉛、メチロールアミド、ビスアマイド
等が用いられる。 硬化促進剤としては、ナフテン酸コバルト等の
ナフテン酸金属塩、オクテン酸コバルト等のオク
テン塩金属塩、アミン類などが用いられ、重合禁
止剤としては、ハイドロキノン、パラペンゾキノ
ン、2,5―ジフエニルパラベンゾキノン、トル
ペンゾキノン、モノターシヤリブチルハイドロキ
ノン等が用いられる。 充てん剤としては、炭酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、水酸化アルミニウム、クレイ、シリカ、タ
ルク等が用いられる。 シランカツプリング剤としては、ビニルトリエ
トキシシラン、ビニル―トリス―(β―メトキシ
エトキシ)シラン、γ―アミノプロピルトリエト
キシシラン、N―β―(アミノエチル)―γ―ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリク
ロロシラン等が用いられる。 1分子中に1個以上の重合性二重結合を有する
不飽和単量体又は予備重合体としては、スチレ
ン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレート、ジアリルフタレートプレポリマ
ー、メタクリル酸メチル、アクリル酸、酢酸ビニ
ル、アクリルアミド、フエニルマレイミド、マレ
イミド、臭化スチレン、トリアリルイソシアヌレ
ート、トリアリルイソシアヌレートプレポリマ
ー、N―メチルアクリルアミド、N,N′―ジメ
チルアクリルアミド、N―メチルメタクリルアミ
ド、N,N′―ジメチルメタクリルアミド、N,
N′―メチレンビスアクリルアミド、N,N′―メ
チレンビスメタクリルアミド、アクリル酸亜鉛、
アクリル酸カルシウム、アクリル酸アルミニウ
ム、メタクリル酸亜鉛、メタクリル酸カルシウ
ム、エポキシ樹脂のアクリル酸またはメタクリル
酸付加物等が用いられる。 本発明になる鋳物砂粒結合用樹脂組成物を実際
に用いる場合は、各成分をあらかじめ混合してお
いてもよく、レジンコーテツドサンド調合時に各
成分を添加混合してもよい。 レジンコーテツドサンドの調合は、該樹脂組成
物を適当な溶剤、例えばアセトン、メチルエチル
ケトン、トルエン、ベンゼン、キシレンに溶解し
た溶液を用いて砂粒に樹脂を被覆した後溶剤を揮
発乾燥するセミホツト法、無溶剤型のホツトメル
ト法等で行なわれる。 以下に本発明の実施例を説明する。部とあるの
は重量部である。 実施例 1 モノ(ジヒドロジシクロペンタジエニル)マレ
エート4モル、イソフタル酸1モル、グリセリン
2モル、プロピレングリコール1モルを窒素ガス
気流中で200℃で加熱反応させ軟化点90℃、酸価
50の自己重合性不飽和ポリエステル(A)を得た。こ
の自己重合性不飽和ポリエステル(A)100部に対し
て酸化亜鉛15部、ジクミルパーオキサイド2部、
ターシヤリブチルパーベンゾエート1部、ステア
リン酸カルシウム3.5部を添加混合した樹脂組成
物0.24Kgを160℃に予熱したけい砂8Kgとともに
遠州鉄工(株)NSC―1型スピードミキサーで5分
間撹拌することにより砂表面に均一に樹脂組成物
が被覆されたレジンコーテツドサンドが得られ
た。このレジンコーテツドサンドについてJACT
(鋳造技術普及協会)のレジンコーテツドサンド
標準試験法に基づいて融着点を、JIS K6910に基
づいて常温曲げ強さ(抗折強度)をそれぞれ測定
した。 結果を表1に示した。 比較例 1 無水マレイン酸4モル、イソフタル酸1モル、
グリセリン2モル、プロピレングリコール2.5モ
ルを窒素ガス気流中で200℃で加熱反応させ軟化
点90℃、酸価55の不飽和ポリエステル(B)を得た。
この不飽和ポリエステル(B)100部に対してジアリ
ルフタレート20部、酸化亜鋭15部、ジクミルパー
オキサイド2部、ターシヤリブチルパーベンゾエ
ート1部、ステアリン酸カルシウム3.5部を添加
混合した樹脂組成物を160℃に予熱したけい砂8
Kgとともにスピードミキサーで5分間撹拌するこ
とにより砂表面に均一に樹脂組成物が被覆したレ
ジンコーテツドサンドが得られた。 このレジンコーテツドサンドの融着点及び常温
曲げ強さを実施例1と同様にして測定しその結果
を表1に示した。 比較例 2 実施例1の樹脂組成物から金属酸化物の酸化亜
鉛を除いたほかは実施例1と同様の方法でレジン
コーテツドサンドを得た。 レジンコーテツドサンドの融着点及び常温曲げ
強さを実施例1と同様にして測定しその結果を表
1に示した。
The present invention relates to a resin composition for bonding foundry sand grains. Currently, the shell molding method is the mainstream method for manufacturing casting cores and complex molds, and phenolic resin is generally used as the resin for binding sand grains. When the casting temperature is as high as 1300°C to 1400°C, such as in cast iron castings, the disintegration properties of phenol resin coated sand are good, but when the casting temperature is as low as 650°C to 750°C, as in aluminum castings, it is moderate. In the thick part of the inner core, after casting, the phenolic resin hardens due to the heat of the molten metal, increasing its strength, and even in the thin part of the core, when wrapped in molten metal, the core becomes oxygen-free, so benzene rings mainly form. is carbonized and the sand grains or the sand grains and the aluminum alloy casting are bonded together, so the strength hardly decreases and the collapsibility is very poor. Therefore, aluminum alloy castings that use phenol resin coated sand as cores of complex shapes are usually sand-baked at 400℃ to 500℃ for 4 to 10 hours before breaking down using a knockout machine. The reality is that they are improving their sexuality. Recently, attention has been drawn to the low thermal decomposition temperature of unsaturated polyester, and polyester resin coated sand, which improves the above-mentioned drawbacks of phenol resin coated sand and uses unsaturated polyester resin as the resin for binding sand grains, has been introduced for use in aluminum alloy casting. (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1983-80234,
162622, etc.). However, although the current polyester range coated sand can improve the disadvantage of poor disintegration properties of phenol resin coated sand, it also has the disadvantage of poor mold formability compared to phenol resin coated sand. There is. In other words, using a blow-in shell mold making machine.
When filling a mold heated to 280°C to 300°C with resin-coated sand to form a shell core, there was a problem of clogging of the mold making machine magazine and the resulting decrease in filling performance, which made it necessary to replace the existing mold making machine. The practical application of polyester resin coated sand has been delayed because it cannot be used as is. This clogging of the mold making machine magazine is related to the fusion point, which is one of the characteristics required of resin coated sand. Since the temperature of the mold used to form cores and molds is high at 280℃ to 300℃, the temperature of the mold making machine magazine usually rises to about 70℃ to 90℃ while continuously molding cores and molds. If the melting point is low, the resin for binding sand grains will melt in the magazine of the mold-making machine, and the sand will become clogged due to adhesion to the magazine or blocking of the resin-coated sand. The problem is that while the commonly used phenol resin coated sand has a melting point of 90 to 115°C, the melting point of the current polyester resin coated sand is as low as 85°C or less. Therefore, in order to improve the mold formability of polyester resin coated sand, the melting point should be set at 90°C, which is the same as that of phenol resin coated sand.
It is necessary to increase this to a higher level. In view of the drawbacks of such polyester resin coated sand, the present inventors have conducted extensive research to develop a polyester resin coated sand with a melting point of 90°C or higher, and as a result, they have found that it is competitive with phenolic resin in terms of melting point and strength. We have now discovered a resin composition for binding wet foundry sand. In the present invention, mono(dihydrodicyclopentadienyl) maleate represented by formula (1) is reacted with a polyhydric alcohol, and if necessary, a saturated polybasic acid and/or an α,β-unsaturated dibasic acid. A self-polymerizable unsaturated polyester polymerization catalyst having a softening point of 50°C or higher obtained by the ring-and-ball method (JIS K2207) and an oxide of a metal belonging to, or group of the periodic table of elements. This invention relates to a resin composition for bonding foundry sand grains. According to the resin composition for bonding foundry sand grains according to the present invention, there is no decrease in strength seen in molds obtained using conventional polyester resin coated sand, and polyester resin coated molds with a melting point of 90°C or higher are produced. Sand can be obtained, and mold forming properties equivalent to those of phenol resin coated sand can be obtained. In the present invention, polyhydric alcohol is added to mono(dihydrodicyclopentadienyl) maleate, and if necessary, saturated polybasic acid and/or α, β
- A self-polymerizable unsaturated polyester obtained by reacting an unsaturated dibasic acid is used. The conventional unsaturated polyester obtained by reacting an acid component containing an α,β-unsaturated dibasic acid with a polyhydric alcohol component has poor self-polymerizability, so it contains only one polyester in the molecule. It has been necessary to use one or more of the above unsaturated monomers or prepolymers having unsaturated bonds. The unsaturated monomers or prepolymers include liquid substances such as styrene, divinylbenzene, vinyltoluene, diallyl phthalate, diallyl phthalate prepolymers,
There are products such as triacrylic formal and triallyl isocyanurate that are solid at room temperature, but when liquid products are used, the softening point of unsaturated polyester resin drops significantly, and when polyester resin coated sand is made, the melting point is lower. The disadvantage is that it is low. Further, if a solid material is used, the effect on the fusion point is relatively small, but it has the disadvantage that it is generally expensive and lacks versatility. On the other hand, the mono(dihydrodicyclopentadienyl)maleate represented by the above formula (1) used in the present invention is added to an alcohol, and if necessary, a saturated polybasic acid and/or an α,β-unsaturated dibasic acid. Unsaturated polyester obtained by reacting with an acid has self-polymerizability, so it does not necessarily contain 1 in the molecule.
There is no need to blend an unsaturated monomer or prepolymer having more than 1 unsaturated bond, and the disadvantages seen in conventional general unsaturated polyester resins are eliminated by blending unsaturated monomers or prepolymers. Improved. In the present invention, in the periodic table of elements,
, or oxides of metals belonging to the group. The melting point of resin-coated sand is naturally influenced by the softening point of the resin used to bind the sand grains. Therefore, in order to increase the melting point of polyester resin coated sand, it is considered to increase the softening point of the unsaturated polyester which is the resin for binding sand grains. However, the softening point of unsaturated polyester is 20°C higher than the softening point determined by the ring and ball method.
Since it has a wide softening temperature range, starting to soften at ~30℃ lower temperature, in order to raise the melting point of polyester resin coated sand to over 90℃, the softening point of unsaturated polyester must be 120℃.
In this case, the following problems arise and it is difficult to put it into practical use. 1. A mold formed using resin-coated sand using a resin composition containing an unsaturated polyester with a softening point of 120° C. or higher as the resin for binding sand grains has low strength. 2. In order to raise the softening point of unsaturated polyester to 120°C or higher, it is necessary to increase the degree of condensation.
During synthesis, there is a high probability of gelation and it is difficult to supply it in a stable state. However, by blending oxides of metals belonging to groups , , or groups of the periodic table of elements, it is not necessary to raise the softening point of unsaturated polyester to 120°C or higher, and the fusion point can be improved at the same time without reducing strength. becomes possible. Mono(dihydrodicyclopentadienyl)maleate used in the present invention is, for example, 5- or 6-hydroxy-3a,4,5,6,7,7a-
It can be obtained by a ring-opening esterification reaction between hexahydro-4,7-methanoindene (hydroxylated dicyclopentadiene) and maleic anhydride, an addition reaction between dicyclopentadiene and maleic acid, and the like. This compound is already known and can be produced by a known production method. Note that during these reactions, di(dihydrodicyclopentadienyl) maleate shown in formula (2) may be partially produced, but the presence of this di(dihydrodicyclopentadienyl) maleate is It does not affect the effectiveness of the product in any way. Examples of polyhydric alcohols include propylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-propanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, and glycerin. , trimethylolpropane, pentaerythritol, etc. are used,
A monohydric alcohol may be used in combination if necessary. As the α,β-unsaturated dibasic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, chloromaleic acid, etc. are used.
Saturated dibasic acids include phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, adipic acid, sebacic acid, etc. If necessary, monovalent acids such as benzoic acid may be used in combination. Good too. The unsaturated polyester used in the present invention has a softening point of 50°C or higher as measured by the ring and ball method, but is preferably in the range of 80°C to 110°C. If the softening point is less than 80°C, the amount of metal oxide added will increase, and if it exceeds 110°C, the strength of the mold will tend to decrease. The above-mentioned self-polymerizable unsaturated polyester having a softening point of 50° C. or higher by the ring-and-ball method used in the present invention is produced by blending the above-mentioned materials by a known method. The polymerization catalyst used in the present invention is preferably an organic peroxide, such as dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, tertiary butyl perbenzoate, tertiary butyl perbenzoate, cumene hydroperoxide, 1,3
-Bis(tertiarybutylperoxy)-3,
3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethyl-(2,5-dibenzoylperoxy)hexane, 2,2-bis-(4,4-di-tertiarybutylperoxycyclohexyl)propane,
2,5-dimethyl-2,5-di(tertiarybutylperoxy)-hexyne-3,n-butyl-
4,4-bis-(tertiarybutylperoxy)
Valerate, lauroyl peroxide, cyclohexanone peroxide, etc. are used. The amount of organic peroxide blended is preferably in the range of 0.5 parts by weight to 20 parts by weight, particularly 1 part by weight to 100 parts by weight of the above unsaturated polyester, in view of the softening properties of the resin.
A range of 10 parts by weight is preferred. These polymerization catalysts may be used alone or in combination of two or more. As metal oxides, in the periodic table of elements,
, or oxides of metals belonging to the group
Especially considering the price and the effect on the melting point of resin coated sand, magnesium oxide,
Zinc oxide and calcium oxide are useful. The amount of the metal oxide added varies depending on the type of metal oxide and the softening point of the unsaturated polyester, but is preferably used within the range of 0.5 parts by weight to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the unsaturated polyester.
For example, magnesium oxide is used in a range of 0.5 to 20 parts by weight, and zinc oxide is used in a range of 2 to 20 parts by weight. The metal oxides may be used alone or in combination of two or more. The resin composition for binding foundry sand grains according to the present invention contains a lubricant, a curing accelerator, a polymerization inhibitor, a filler, a silane coupling agent, and one or more polymerizable double bonds in one molecule, as necessary. Unsaturated monomers or prepolymers, etc. may also be included. As the lubricant, calcium stearate, zinc stearate, methylolamide, bisamide, etc. are used. As curing accelerators, naphthenic acid metal salts such as cobalt naphthenate, octene salt metal salts such as cobalt octenoate, amines, etc. are used, and as polymerization inhibitors, hydroquinone, parabenzoquinone, 2,5-diphenyl para Benzoquinone, turpenzoquinone, monotertiary butylhydroquinone, etc. are used. As the filler, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, clay, silica, talc, etc. are used. Examples of silane coupling agents include vinyltriethoxysilane, vinyl-tris-(β-methoxyethoxy)silane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, vinyl Trichlorosilane or the like is used. Examples of unsaturated monomers or prepolymers having one or more polymerizable double bonds in one molecule include styrene, chlorostyrene, divinylbenzene, diallyl phthalate, diallyl phthalate prepolymer, methyl methacrylate, acrylic acid, Vinyl acetate, acrylamide, phenylmaleimide, maleimide, styrene bromide, triallylisocyanurate, triallylisocyanurate prepolymer, N-methylacrylamide, N,N'-dimethylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N,N' -dimethyl methacrylamide, N,
N'-methylenebisacrylamide, N,N'-methylenebismethacrylamide, zinc acrylate,
Calcium acrylate, aluminum acrylate, zinc methacrylate, calcium methacrylate, acrylic acid or methacrylic acid adducts of epoxy resins, and the like are used. When the resin composition for bonding foundry sand grains according to the present invention is actually used, each component may be mixed in advance, or each component may be added and mixed at the time of preparing resin-coated sand. Resin-coated sand is prepared by the semi-hot method, in which sand grains are coated with a resin using a solution of the resin composition dissolved in a suitable solvent, such as acetone, methyl ethyl ketone, toluene, benzene, or xylene, and then the solvent is evaporated and dried. This is done using a solvent-based hot melt method. Examples of the present invention will be described below. Parts are by weight. Example 1 4 moles of mono(dihydrodicyclopentadienyl) maleate, 1 mole of isophthalic acid, 2 moles of glycerin, and 1 mole of propylene glycol were reacted by heating at 200°C in a nitrogen gas stream to obtain a softening point of 90°C and an acid value.
50 self-polymerizable unsaturated polyester (A) was obtained. For 100 parts of this self-polymerizable unsaturated polyester (A), 15 parts of zinc oxide, 2 parts of dicumyl peroxide,
0.24 kg of a resin composition prepared by adding and mixing 1 part of tertiary butyl perbenzoate and 3.5 parts of calcium stearate was mixed with 8 kg of silica sand preheated to 160°C for 5 minutes using a speed mixer manufactured by Enshu Tekko Co., Ltd. NSC-1. A resin coated sand whose surface was uniformly coated with the resin composition was obtained. About this resin coated sand JACT
The fusion point was measured based on the resin-coated sand standard test method of the Casting Technology Promotion Association, and the room temperature bending strength (flexural strength) was measured based on JIS K6910. The results are shown in Table 1. Comparative Example 1 4 mol of maleic anhydride, 1 mol of isophthalic acid,
An unsaturated polyester (B) having a softening point of 90°C and an acid value of 55 was obtained by heating and reacting 2 moles of glycerin and 2.5 moles of propylene glycol at 200°C in a nitrogen gas stream.
To 100 parts of this unsaturated polyester (B), 20 parts of diallyl phthalate, 15 parts of diaphragm oxide, 2 parts of dicumyl peroxide, 1 part of tertiary butyl perbenzoate, and 3.5 parts of calcium stearate were added and mixed. Silica sand preheated to 160℃8
By stirring with a speed mixer for 5 minutes with Kg, resin coated sand in which the sand surface was uniformly coated with the resin composition was obtained. The melting point and room temperature bending strength of this resin coated sand were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1. Comparative Example 2 A resin coated sand was obtained in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide as a metal oxide was removed from the resin composition of Example 1. The melting point and room temperature bending strength of the resin coated sand were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

【表】 表1から明らかなように、本発明になる鋳物砂
粒結合用樹脂組成物を用いたレジンコーテツドサ
ンドは、従来のポリエステルレジンコーテツドサ
ンドを用いて得られた鋳型に見られた強度の低下
がなく融着点が90℃以上のポリエステルレジンコ
ーテツドサンドを得ることができフエノールレジ
ンコーテツドサンドと同等の鋳型造形性を付与す
るものである。 また、本発明になる鋳物砂粒結合用樹脂組成物
を用いるレジンコーテツドサンドの調合はフエノ
ール樹脂組成物を用いる場合と同じでよく、何ら
設備の改造を必要としない。
[Table] As is clear from Table 1, the resin coated sand using the resin composition for bonding foundry sand grains according to the present invention has a higher strength than the mold obtained using the conventional polyester resin coated sand. It is possible to obtain a polyester resin-coated sand with a melting point of 90°C or higher without any decrease in temperature, and to provide mold formability equivalent to that of phenol resin-coated sand. Further, the preparation of resin-coated sand using the resin composition for binding foundry sand grains according to the present invention may be the same as when using a phenolic resin composition, and no modification of equipment is required.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 式(1)で示されるモノ(ジヒドロジシクロペン
タジエニル)マレエートに多価アルコール、必要
に応じてさらに飽和多塩基酸及び/又はα,β―
不飽和二塩基酸を反応させて得られるリングアン
ドボール法による軟化点が50℃以上の自己重合性
不飽和ポリエステル、重合用触媒及び元素周期律
表の,,,又は族に属する金属の酸化
物を含有してなる鋳物砂粒結合用樹脂組成物。
[Scope of Claims] 1 Mono(dihydrodicyclopentadienyl)maleate represented by formula (1), polyhydric alcohol, and if necessary further saturated polybasic acid and/or α,β-
Self-polymerizable unsaturated polyesters with a softening point of 50°C or higher obtained by the ring-and-ball method obtained by reacting unsaturated dibasic acids, polymerization catalysts, and oxides of metals belonging to groups , , or of the periodic table of elements. A resin composition for binding foundry sand grains, comprising:
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