SE422807B - Cast binder composition - Google Patents

Cast binder composition

Info

Publication number
SE422807B
SE422807B SE8004361A SE8004361A SE422807B SE 422807 B SE422807 B SE 422807B SE 8004361 A SE8004361 A SE 8004361A SE 8004361 A SE8004361 A SE 8004361A SE 422807 B SE422807 B SE 422807B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fulven
composition according
methyl
group
casting
Prior art date
Application number
SE8004361A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8004361L (en
Inventor
R A Grimm
J F Plummer
H J Langer
Original Assignee
Ashland Oil Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ashland Oil Inc filed Critical Ashland Oil Inc
Priority to SE8004361A priority Critical patent/SE422807B/en
Publication of SE8004361L publication Critical patent/SE8004361L/en
Publication of SE422807B publication Critical patent/SE422807B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)

Abstract

Cast binder comprising a fulvene with the formula <IMAGE> where each of R1 and R2 is independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group with 1-10 carbon atoms, or else a furyl group; alternatively, R1 and R2 are joined together and - together with the carbon atom to which they are bound - form a cycloaliphatic hydrocarbon group; and where each of R3, R4, R5 and R6 is independently a hydrogen atom or a methyl group, but at most only one of the groups R3, R4, R5 and R6 is a methyl group; prepolymer prepared from such fulvenes; as well as mixtures thereof; also an acid catalyst with a pKa value of about 7 or less.

Description

15 20 25 30 8004361-5 att metallen har stelnat, lätt kan brytas ned för utskakning eller avlägsnande från gjutdetaljen. Följaktligen måste det an- ses vara mycket svårt att åstadkomma nya bindemedel för gjut- tillämpningar, vilka bindemedel uppvisar de erforderliga egenska- perna. Problemet blir ännu mera akut när syftet är att få fram ett relativt billigt bindemedel. 8004361-5 that the metal has solidified, can be easily broken down for shaking or removal from the casting part. Consequently, it must be considered very difficult to obtain new adhesives for casting applications, which adhesives exhibit the required properties. The problem becomes even more acute when the aim is to produce a relatively cheap binder.

Föreliggande uppfinning hänför sig till en gjutkomposition, vilken innefattar en huvudmängd av gjutballastmaterial samt en effektiv bindande mängd upp till ca 10 viktprocent, räknat på vikten av ballastmaterialet, av en bindemedelskomposition som in- nefattar en fulven och/eller prepolymer därav. De använda fulve- nerna representeras av formeln: Râ\_C./-Bl /°\ ïóïaeíïïfi 5 4 Var och en av grupperna R1 och H2 är var för sig väte eller ett kolväte innehållande 1-10 kolatomer eller en furylgrupp, el- ler också är dessa grupper förenade med varandra, varvid de till- sammans med den kolatom, till vilken de är bundna, bildar en cykloalifatisk kolvätegrupp. Var och en av grupperna H3, R4, R5 och R6 är var för sig väte eller metyl, förutsatt att maximalt endast en sådan grupp R3, R4, R5 eller H6 är metyl. Bindemedels- kompositionen innehåller också en syrakatalysator med ett pKa- -värde av ca 7 eller mindre. Syrakatalysatorn införlivas i kompo- sitionen före formning eller åstadkommas genom att man bringar en gas att passera genom den formade kompositionen.The present invention relates to a casting composition which comprises a major amount of casting ballast material and an effective bonding amount up to about 10% by weight, based on the weight of the ballast material, of a binder composition comprising a fulven and / or prepolymer thereof. The fulvenes used are represented by the formula: R 1 / C 1 / B 2 / ° \ ïóïaeíïï fi 5 4 Each of the groups R 1 and H 2 is each hydrogen or a hydrocarbon containing 1-10 carbon atoms or a furyl group, or these groups are also joined together to form a cycloaliphatic hydrocarbon group together with the carbon atom to which they are attached. Each of the groups H3, R4, R5 and R6 is each hydrogen or methyl, provided that at most only one such group R3, R4, R5 or H6 is methyl. The binder composition also contains an acid catalyst with a pKa value of about 7 or less. The acid catalyst is incorporated into the composition prior to molding or is accomplished by passing a gas through the molded composition.

Det torde observeras att, om ett överskott av aldehyd eller keton använde; vid framställning av fulvenen, RÄ eller R5 kan ha strukturen ¿_FL10H.I ett sådant fall har H3 och H6 tidigare an- Ra givna betydelser.It should be noted that, if an excess of aldehyde or ketone used; in the preparation of the fulven, RÄ or R5 may have the structure ¿_FL10H. In such a case, H3 and H6 have previously given meanings.

De enligt föreliggande uppfinning använda fulvenerna repre- senteras sålunda av formeln: Bé\\ ,/Bl É // R6““'W fi'“"R3 R5-*-C'--C*-Ra 10 15 20 25 BO 35 40 8004361-5 5 Var och en av grupperna H1 och H2 är var för sig väte eller ett kolväte innehållande l-10 kolatomer eller en furyl- grupp, eller också är de bundna till varandra, varvid de till- sammans med den kolatom, till vilken de är bundna, bildar en cykloalifatisk ring. Kolvätegrupperna är företrädevis fria från icke-bensenomättnad och inkluderar alkylgrupper såsom metyl, etyl, propyl och butyl; arylgrupper såsom fenyl och naftyl; alkarylgrupper såsom bensyl; aralkylgrupp; samt cykloalkylgrupp såsom cyklopentyl och cyklohexyl. Exempel på vissa cykloalifa- tiska ringar är cyklopentyl och cyklohexyl samt cykloheptyl.The fulvenes used according to the present invention are thus represented by the formula: Bé \\, / Bl É // R6 "" 'W fi' "" R3 R5 - * - C '- C * -Ra 10 15 20 25 BO 35 Each of the groups H1 and H2 is each hydrogen or a hydrocarbon containing 1-10 carbon atoms or a furyl group, or they are bonded to each other, together with the carbon atom, to The hydrocarbon groups are preferably free of non-benzene unsaturation and include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl; aryl groups such as phenyl and naphthyl; alkaryl groups such as benzyl; aralkyl group; and cycloalkyl group such as cyclopentyl. on some cycloaliphatic rings are cyclopentyl and cyclohexyl and cycloheptyl.

Grupperna H3, H4, H5 och H6 är var för sig väte eller me- tyl, med det förbehållet att maximalt endast en grupp H , H4, H5 eller H6 är metyl. Blandningar av fulvenerna kan användas, om så önskas. Dessutom kan man i stället för eller i kombination med fulvenerna använda prepolymerer av ovanstående fulvener vilka fortfarande innehåller tillräcklig omättnad (t.ex. minst ca 10%) för efterföljande härdning för åstadkommande av de erforderliga hållfasthetsegenskaperna för gjutformkroppen samt fortfarande är tillräckligt flytande för att de, när de appliceras antingen som sådana eller i blandning med utspädningsmedel, flyter eller rinner så att de belägger ballastmaterialet. Blandningar av fulvenprepolymerer kan också användas. Åter igen torde observeras att, om ett överskott av aldehyd eller keton användes vid fram- ställning av fuivenen, 114 eller H5 ken ha strukturen _íj_ on.The groups H3, H4, H5 and H6 are each hydrogen or methyl, with the proviso that at most only one group H, H4, H5 or H6 is methyl. Mixtures of the fulvenes can be used, if desired. In addition, instead of or in combination with the fulvens, prepolymers of the above fulvens can be used which still contain sufficient unsaturation (eg at least about 10%) for subsequent curing to achieve the required strength properties of the mold body and are still sufficiently liquid to , when applied either as such or in admixture with diluents, float or flow to coat the aggregate material. Mixtures of fulven prepolymers can also be used. Again, it should be noted that if an excess of aldehyde or ketone was used in the preparation of the fuel, 114 or H5 may have the structure _íj_ on.

I ett sådant fall har H3 och H6 tidigare an- 2 given betydelse.In such a case, H3 and H6 have previously been indicated.

Exempel på sådana fulvener är dimetylfulven (H1 och H2 är metyl; och H3, H4, H5 och H6 är H); metylfenylfulven (H1 är fenyl; H2 är metyl; H3, H4, H5 och H6 är H); cyklohexylfulven (H1 och H2 är sammanbundna och bildar en cyklohexylring med den gemensam- ma kolatom, till vilken de är bundna; H3, H4, H5 och H6 är H); metylisobutylfulven (H1 är metyl, H2 är isobutyl; H3, H4, H5 och H6 är H); metyletylfulven (H1 är metyl, H2 är etyl; H3, H4, H5 och H6 är H); difenylfulven (H1 och H2 är fenyl; H3, H4, H5 och H6 är H); samt furylfulven (H1 är furyl, H2 är H; och H3, H4, H5 och H6 är H).Examples of such fulvenes are dimethylfulven (H1 and H2 are methyl; and H3, H4, H5 and H6 are H); methylphenylfulven (H1 is phenyl; H2 is methyl; H3, H4, H5 and H6 are H); the cyclohexyl fulvenes (H1 and H2 are linked and form a cyclohexyl ring with the common carbon atom to which they are attached; H3, H4, H5 and H6 are H); methyl isobutylfulven (H1 is methyl, H2 is isobutyl; H3, H4, H5 and H6 are H); methyl ethyl fulven (H 1 is methyl, H 2 is ethyl; H 3, H 4, H 5 and H 6 is H); diphenylfulven (H1 and H2 are phenyl; H3, H4, H5 and H6 are H); and the furyl fulven (H1 is furyl, H2 is H; and H3, H4, H5 and H6 are H).

Fulvener är kända sedan många år tillbaka, vilket även gäl- ler för deras framställningsmetoderl Vidare är det känt att ful- vener polymeriseras 1 närvaro av syror. Fulvenerna enligt före- liggande uppfinning kan framställas genom att man omsätter en 10 15 20 25 50 35 40 8004361-5 karbonylförening (t.ex. ketoner och aldehyder) med cyklopenta- dien och/eller metylcyklopentadien i närvaro av en basisk kata- lysator, såsom en stark bas (t.ex. KOH), en amin samt basiska jonbytarhartser. Exempel på metoder för framställning av fulve- ner finns i de amerikanska patentskrifterna 2 589 969, 5 051 765 och 5 l92 275. Exempel på metoder för framställning av fulven- polymerer finns i de amerikanska patentskrifterna 2 512 698, 2 587 791, 2 898 525 och 5 590 156.Fulvenes have been known for many years, which also applies to their production methods. Furthermore, it is known that fulvenes are polymerized in the presence of acids. The fulvens of the present invention can be prepared by reacting a carbonyl compound (eg ketones and aldehydes) with the cyclopentadiene and / or methylcyclopentadiene in the presence of a basic catalyst. such as a strong base (eg KOH), an amine and basic ion exchange resins. Examples of methods for preparing fulvenes are found in U.S. Patent Nos. 2,589,969, 5,051,765 and 5,192,275. Examples of methods for preparing fulvenous polymers are found in U.S. Patent Nos. 2,512,698, 2,587,791, 2,898. 525 and 5 590 156.

Dessutom innehåller kompositionen enligt föreliggande upp- finning en syrakatalysator. De använda syrakatalysatorerna har ett pKa-värde av 7 eller mindre och inkluderar de oorganiska mi- neralsyrorna, såsom fosforsyra, svavelsyra och saltsyra, samt sådana organiska syror som myrsyra, oxalsyra och de organiska substituerade sulfonsyrorna, såsom bensensulfonsyra och toluen- sulfonsyra. Syrakatalysatorn kan.tillhandahållas i gjutbland- ningen före formning (dvs. "no bake"-processen) och/eller genom att man bringar en gas att passera genom den formade komposi- tionen, såsom en syra i sig eller en gas, såsom S02 eller C02, som tillsammans med en komponent i den formade kompositionen &.ex en peroxid) bildar en syra in situ.In addition, the composition of the present invention contains an acid catalyst. The acid catalysts used have a pKa value of 7 or less and include the inorganic mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid, as well as such organic acids as formic acid, oxalic acid and the organically substituted sulfonic acids such as benzenesulfonic acid and toluenesulfonic acid. The acid catalyst can be provided in the casting mixture before molding (ie the "no bake" process) and / or by passing a gas through the molded composition, such as an acid itself or a gas, such as SO CO2, which together with a component of the shaped composition (eg a peroxide) forms an acid in situ.

När syran föreligger i blandningen redan före fbrmning, är den vanligtvis närvarande i mängder upp till maximalt ca 30 viktprocent räknat på den använda mängden bindemedel. När man 'använder en "cold box"-process, är en gasningstid på upp till ca 5 sekunder vanligen tillräcklig.When the acid is present in the mixture even before formulation, it is usually present in amounts up to a maximum of about 30% by weight based on the amount of binder used. When using a "cold box" process, a gassing time of up to about 5 seconds is usually sufficient.

Fulvenerna och/eller polymererna därav kan användas i kom- bination med på furfurylalkohol och/eller furanprepolymerer base- rade gjutbindemedelssystem. Furanprepolymeren inkluderar reak- tionsprodukter av furfurylalkohol och av aldehyder, såsom form- aldehyd. Dessutom kan aldehyd-furfurylalkoholreaktionsprodukten modifieras med varierande mängder av reaktanter, såsom karbamid.The fulvenes and / or polymers thereof can be used in combination with casting binder systems based on furfuryl alcohol and / or furan prepolymers. The furan prepolymer includes reaction products of furfuryl alcohol and of aldehydes, such as formaldehyde. In addition, the aldehyde-furfuryl alcohol reaction product can be modified with varying amounts of reactants, such as urea.

De använda molförhållandena formaldehyd till furfuryl kan vari- era avsevärt. Exempelvis kan furanpolymeren framställas av från ca 0,4 till ca 4 mol furfurylalkohol per mol formaldehyd och företrädesvis från ca 0,5 till ca 2 mol furfurylalkohol per mol formaldehyd.The molar ratios of formaldehyde to furfuryl used can vary considerably. For example, the furan polymer may be prepared from from about 0.4 to about 4 moles of furfuryl alcohol per mole of formaldehyde and preferably from about 0.5 to about 2 moles of furfuryl alcohol per mole of formaldehyde.

Den furanpolymer, som kan användas enligt föreliggande upp- finning, kan vara vilken som helst av de olika furanpolymerer som är kända för att vara lämpade för formning och speciellt för gjut- ändamâl. Exempel på sådana furanpolymerer är de som erhålles av 10 15 20 25 50 35 40 8004361-5 från ca l mol karbamid, ca 0,2 till 2 mol furfurylalkohol och ca l till 5 mol formaldehyd, såsom beskrivs i de amerikanska patentskrifterna 5 222 515 och 5 247 556. Andra lämpliga furan- polymerer beskrivs i den amerikanska patentskriften 5 546 554.The furan polymer which can be used according to the present invention can be any of the various furan polymers which are known to be suitable for molding and especially for casting purposes. Examples of such furan polymers are those obtained from about 1 mole of urea, about 0.2 to 2 moles of furfuryl alcohol and about 1 to 5 moles of formaldehyde, as described in U.S. Patent Nos. 5,222,515. and 5,247,556. Other suitable furan polymers are described in U.S. Patent No. 5,546,554.

Furanpolymererna framställes vanligen genom polymerisation i närvaro av en syrakatalysator. Vanligen gäller att, när en furan- polymer användes, den tillsättes tillsammans med furfurylalkohol.The furan polymers are usually prepared by polymerization in the presence of an acid catalyst. Usually, when a furan polymer is used, it is added together with furfuryl alcohol.

När fulvenerna användes i blandning med furfurylalkohol och/eller furanpolymerer, användes sådana generellt i mängder av från 20 till 80 viktprocent av blandningen av fulvenerna med furfurylalkohol och/eller furanpolymerer. Blandningarna bör ha viskositeter som gör dem lämpade att flyta eller rinna på ballastmaterialet, och de bör även vara homogena.When the fulvenes are used in admixture with furfuryl alcohol and / or furan polymers, they are generally used in amounts of from 20 to 80% by weight of the mixture of the fulvenes with furfuryl alcohol and / or furan polymers. The mixtures should have viscosities that make them suitable for floating or flowing on the aggregate material, and they should also be homogeneous.

När man framställer en gjutstruktur, är det användbara ballastmaterialet ett sådant som vanligen användes vid framställ- ning av gjutstrukturer eller gjutformkroppar, och speciellt ut- göres ballastmaterialet av sand. När man framställer en vanlig gjutformkropp av sandtyp, har det använda ballastmaterialet till- räckligt stor partikelstorlek för att ge tillräcklig porositet i gjutformkroppen för att flyktiga ämnen skall tillåtas avgå från formkroppen under gjutoperationen. Såsom uttrycket "vanliga gjutformkroppar av sandtyp" användes i föreliggande fall, avser det gjutformkroppar som uppvisar tillräcklig porositet för att medge avgång av flyktiga ämnen därifrån under gjutoperationen.When producing a casting structure, the useful aggregate material is one commonly used in the manufacture of casting structures or molds, and in particular the aggregate material is made of sand. When producing an ordinary sand-type mold, the ballast material used has a sufficiently large particle size to provide sufficient porosity in the mold to allow volatile substances to escape from the mold during the casting operation. As used herein, the term "ordinary sand-type molds" refers to molds having sufficient porosity to allow volatiles to escape therefrom during the casting operation.

Vanligtvis har åtminstone ca 80 viktprocent, och företrädesvis ca 90 viktprocent av det ballastmaterial som användes före gjut- formkroppar en genomsnittlig partikelstorlek som inte är mindre än ca 150 mesh (Tyler-skalan). Ballastmaterialet för gjutform- kroppar har företrädesvis en medelpartikelstorlek mellan ca 50 och ca 150 mesh (Tyler-skalan). Det föredragna ballastmaterialet för användning vid vanliga gjutformkroppar är kiseldioxid, var- vid åtminstone ca 70 viktprocent och företrädesvis minst ca 85 viktprocent av sanden är kiseldioxid. Bland andra lämpliga ballastmaterial kan nämnas zirkonium, aluminosilikatsand, kro- mitsand och liknande. Även om det använda ballastmaterialet företrädesvis är torrt, kan det innehålla små mängder fukt, såsom upp till ca 0,5 viktprocent eller ännu högre, räknat på vikten av ballast- materialet. Vid vanliga gjuttillämpningar av sandtyp är mängden bindemedel vanligtvis inte större än ca l0 viktprocent, varvid 10 15 20 .25 30 55 40 8004361-5 6 den företrädesvis ligger inom området från ca 0,5 till ca 7 viktprocent räknat på vikten av ballastmaterialet. Oftast lig- ger bindemedelshalten inom området från ca l till ca 5 vikt- procent räknat på vikten av ballastmaterialet vid vanliga gjut- formkroppar av sandtyp.Typically, at least about 80% by weight, and preferably about 90% by weight of the aggregate material used before moldings has an average particle size of not less than about 150 mesh (Tyler scale). The ballast material for molds preferably has an average particle size between about 50 and about 150 mesh (Tyler scale). The preferred aggregate material for use with conventional molds is silica, wherein at least about 70% by weight and preferably at least about 85% by weight of the sand is silica. Other suitable ballast materials include zirconium, aluminosilicate sand, chromite sand and the like. Although the aggregate material used is preferably dry, it may contain small amounts of moisture, such as up to about 0.5% by weight or even higher, based on the weight of the aggregate material. In ordinary sand-type casting applications, the amount of binder is usually not greater than about 10% by weight, with it preferably ranging from about 0.5 to about 7% by weight based on the weight of the aggregate material. The binder content usually ranges from about 1 to about 5% by weight, based on the weight of the ballast material in ordinary sand-type castings.

När bindemedelssystemen enligt föreliggande uppfinning an- vändes för framställning av vanliga gjutformkroppar av sandtyp, användes följande steg. 1. En gjutblandning beredes, vilken innehåller ett ballast- material (t.ex. sand) och bindemedlet; 2. Gjutblandningen införes i en form eller bibringas ett visst mönster för åstadkommande av önskad konfiguration; 3. Den formade kroppen tillåtes uppnå en minimihållfasthet i formen; och g 4. Den formade kroppen avlägsnas därefter ur formen eller mönstret så att den tillåtes härda ytterligare, varigenom man erhåller en hård, fast, härdad gjutformkropp.When the binder systems of the present invention were used to make ordinary sand-type moldings, the following steps were used. A casting mixture is prepared, which contains a ballast material (eg sand) and the binder; 2. The casting mixture is introduced into a mold or imparted a certain pattern to achieve the desired configuration; The shaped body is allowed to achieve a minimum strength in the mold; and g 4. The shaped body is then removed from the mold or pattern so as to allow it to cure further, thereby obtaining a hard, solid, cured mold body.

Gjutblandningen kan eventuellt innehålla andra bestånds- delar, såsom järnoxid, malda eller finfördelade linfibrer, trä- beck, eldfast mjöl och liknande.The casting mixture may optionally contain other constituents, such as iron oxide, ground or finely divided flax fibers, wood pitch, refractory flour and the like.

Ett speciellt värdefullt tillsatsmedel för polymerkomposi- tionen enligt föreliggande uppfinning är en silan med den all- männa formeln: R,O R'o\\\\\\sin B10/ vari R' är en kolväteradikal och företrädesvis en alkylradikal med 1-6 kolatomer och R är en alkylradikal och en alkoxisubstitu- erad alkylradikal eller en alkylaminosubstituerad alkylradikal, vari alkylgrupperna har från ca l till 6 kolatomer. Ovannämnda silan användes vanligtvis i koncentrationer av från O,l till ca 2 viktprocent räknat på bindemedlet och förbättrar vidhäftningen vid gjutballastpartiklarna.A particularly valuable additive for the polymer composition of the present invention is a silane of the general formula: R 10, R 10, B 3 / wherein R 'is a hydrocarbon radical and preferably an alkyl radical of 1-6 carbon atoms and R is an alkyl radical and an alkoxy-substituted alkyl radical or an alkylamino-substituted alkyl radical, wherein the alkyl groups have from about 1 to 6 carbon atoms. The above-mentioned silane is usually used in concentrations of from 0.1 to about 2% by weight based on the binder and improves the adhesion to the cast ballast particles.

Exempel på några lämpliga silaner är gamma-aminopropyltri- etoxisilan [NH2(CHè)5Si(OC2H5) ] och trimetoxisilylpropetylen- aiamin [NH2cH2cH2NH(cH2)3si(ocH5)3 .Examples of some suitable silanes are gamma-aminopropyltriethoxysilane [NH2 (CH2) 5Si (OC2H5)] and trimethoxysilylpropethyleniamine [NH2cH2cH2NH (cH2) 3si (ocH5) 3.

Sätt för att fördela polymeren på ballastmaterialet är väl- kända för fackmannen på området.Methods for distributing the polymer on the aggregate material are well known to those skilled in the art.

För att föreliggande uppfinning skall förstås bättre ges följande icke begränsande exempel avseende gjutformkroppar. Samt- cerealier, 10 15 20 25 50 35 40 8004361-5 7 liga delar avser viktdelar, såvida inget annat anges.In order that the present invention may be better understood, the following non-limiting examples of moldings are given. Total cereals, 10 15 20 25 50 35 40 8004361-5 7 parts refer to parts by weight, unless otherwise stated.

Följande Exempel A-G representerar några typiska framställningar av fulvener.The following Examples A-G represent some typical representations of fulvenes.

Exempel A Framställning av metylisobutylfulven Ca 2,5 mol cyklopentadien och ca 2,5 mol metylisobutyl- keton omsättes i närvaro av en natriumetoxidkatalysator. Omsätt- ningen utföres vid en temperatur av ca 25-2500 i ca 5 l/2 timme.Example A Preparation of methyl isobutyl fulven About 2.5 moles of cyclopentadiene and about 2.5 moles of methyl isobutyl ketone are reacted in the presence of a sodium ethoxide catalyst. The reaction is carried out at a temperature of about 25-2500 for about 5 l / 2 hours.

Utbytet är ca 60%, och produkten destilleras enligt metoden be- skriven av Kice, JACS 80, 5796 (1958). Fraktionen kokande vid 92-9400 har ett nD25 av l,52lO och är enligt gaskromatografi- analys 97% metylisobutylfulven.The yield is about 60%, and the product is distilled according to the method described by Kice, JACS 80, 5796 (1958). The fraction boiling at 92-9400 has an nD25 of 1.5210 and is according to gas chromatography analysis 97% methyl isobutyl fulven.

Exempel B Framställning av metyletylfulven Ca 5 mol cyklopentadien och ca 5 mol metyletylketon om- sättes i närvaro av en jonbytarhartskatalysator. Omsättningen utföres vid ca 14-4100 i ca 5 timmar följt av ytterligare 16 timmar vid ungefär rumstemperatur. Utbytet är ca 42%, och produkten destilleras enligt metoden beskriven av McCain i J. Chem. soc., 23, 682 (1958). Fraktionen kokande vid 67-6900 har ett nD25 av l,555O och är enligt gaskromatografianalys 9l,0% fulven, 5,6% dicyklopentadien och 5,4% okänd substans.Example B Preparation of methyl ethyl fulvenes About 5 moles of cyclopentadiene and about 5 moles of methyl ethyl ketone are reacted in the presence of an ion exchange resin catalyst. The reaction is carried out at about 14-4100 for about 5 hours followed by another 16 hours at about room temperature. The yield is about 42%, and the product is distilled according to the method described by McCain in J. Chem. soc., 23, 682 (1958). The fraction boiling at 67-6900 has an nD25 of 1,555 ° and is according to gas chromatography analysis 91.0% fulven, 5.6% dicyclopentadiene and 5.4% unknown substance.

Exempel C Metylfenylfulven I en tvåliters trehalskolv satsas isopropylalkohol (1000 ml), metanol (500 ml) och natrium (10 g). Nydestillerad cyklopentadien (180 g) och acetofenon (261 g) blandas och till- sättes långsamt under omröring till lösningen i kolven. Reak- tionen får förlöpa vid rumstemperatur. Efter l 1/2 timme är tillsatsen avslutad. Reaktionsblandningen blandas med vatten, och det organiska skiktet extraheras i hexan. Hexanextraktet tvättas med vatten och avdrives. Den råa metylfenylfulvenen destilleras (80-85°C/0,1 mm), och destillatet är en rubinröd vätska.Example C Methylphenyl fulven In a two-liter three-necked flask is charged isopropyl alcohol (1000 ml), methanol (500 ml) and sodium (10 g). Freshly distilled cyclopentadiene (180 g) and acetophenone (261 g) are mixed and slowly added with stirring to the solution in the flask. The reaction is allowed to proceed at room temperature. After 1 1/2 hours, the addition is complete. The reaction mixture is mixed with water, and the organic layer is extracted into hexane. The hexane extract is washed with water and evaporated. The crude methylphenyl fulvenene is distilled (80-85 ° C / 0.1 mm), and the distillate is a ruby red liquid.

Exempel D Pentametylenfulven I en kolv innehållande isopropylalkohol (500 ml) och 25%-ig natriummetylatlösning (10 g) satsas en blandning av cyklo- pentadien (150 g) och cyklohexanon (200 g) under en period av 2 timmar. När tillsatsen är fullbordad, utföres blandning med 8004361-5 '10 15 20 25 30 35 vatten, och det organiska skiktet extraheras i hexan.Example D Pentamethylene fulven In a flask containing isopropyl alcohol (500 ml) and 25% sodium methylate solution (10 g), a mixture of cyclopentadiene (150 g) and cyclohexanone (200 g) is charged over a period of 2 hours. When the addition is complete, mixing is carried out with water, and the organic layer is extracted into hexane.

Exempel E Difenvlfulven Ungefär ekvimolära mängder av bensofenon och cyklopenta- dien omsättes i en etanol/natriumetoxidlösning enligt metoden beskriven av Kice, i JACS 80, 3796 (1958). De erhållna mörkröda kristallerna omkristalliseras ur etanol och torkas under vakuum.Example E Diphenylfulven Approximately equimolar amounts of benzophenone and cyclopentadiene are reacted in an ethanol / sodium ethoxide solution according to the method described by Kice, in JACS 80, 3796 (1958). The resulting dark red crystals are recrystallized from ethanol and dried under vacuum.

Exempel F Furylfulven Ungefär ekvimolära mängder av furfural och cyklopenta- dien omsättes i närvaro av dietylaminkatalysator och ca 53% metanollösningsmedel enligt metoden beskriven av C. Schmidt, i Chem. Ber., Volym 90, sid 1352, 1957. Ett visköst mörkzmate- rial avskiljes från vattenskiktet.Example F Furylfulven Approximately equimolar amounts of furfural and cyclopentadiene are reacted in the presence of diethylamine catalyst and about 53% methanol solvent according to the method described by C. Schmidt, in Chem. Ber., Volume 90, pages 1352, 1957. A viscous dark material is separated from the water layer.

Exempel G Dimetylfulven Ungefär ekvimolära mängder av aceton och cyklopentadien omsättes i närvaro av en aminkatalysator enligt metoden beskri- ven av Freiesleben i Chem. Ab., Vblym 59, 99l4A, 1965. Produk- ten separeras från vattenskiktet och vakuumdestilleras.Example G Dimethylfulven Approximately equimolar amounts of acetone and cyclopentadiene are reacted in the presence of an amine catalyst according to the method described by Freiesleben in Chem. Ab., Vblym 59, 99l4A, 1965. The product is separated from the aqueous layer and vacuum distilled.

Exempel 1-8 Gjutsandblandningar framställes genom blandning av sand med bindemedelskompositionerna visade i nedanstående Tabell. De erhållna gjutsandblandningarna formas därefter till standardi- serade AFS-draghållfasthetsprover under användning av standard- procedurer. De härdade proverna testas vad beträffar draghåll- fasthet och hårdhet. Den använda polymeren är en furanpolymer erhållen genom reaktion mellan ca 57,27 viktdelar furfurylalkohol, ca 51,45 viktdelar karbamid-formaldehydkoncentrat med ungefär ekvimolära mängder av karbamid och formaldehyd, ca 0,20 viktdelar H3P0¿ och ca 0,10 viktdelar KOH. Den använda syrakatalysatorn är toluensulfonsyra. Silanen är gamma-aminopropyltrietoxisilan.Examples 1-8 Casting sand mixtures are prepared by mixing sand with the binder compositions shown in the Table below. The resulting cast sand mixtures are then formed into standardized AFS tensile strength tests using standard procedures. The cured samples are tested for tensile strength and hardness. The polymer used is a furan polymer obtained by reacting about 57.27 parts by weight of furfuryl alcohol, about 51.45 parts by weight of urea-formaldehyde concentrate with approximately equimolar amounts of urea and formaldehyde, about 0.20 parts by weight of H 3 PO 3 and about 0.10 parts by weight of KOH. The acid catalyst used is toluenesulfonic acid. The silane is gamma-aminopropyltriethoxysilane.

Ca 5000 viktdelar av sanden blandas med ca 15,5 viktdelar av syrakatalysatorn och ca 45 viktdelar av furanpolymeren, fulven, furfurylalkohol och silanförpackning. I Tabellen anges draghåll- fasthetsvärden i kg/cme samt hârdhetsvärden. 8004361-5 .NU-WW .NPWNG WQ. mmvmflufiw hmuummuho% flmflflwßdß pwnmüksm ww m.:H :N o.mm zm m.@ ßw m.:m >flumHwn &ooH øH> .ëfiu fi + .Efiu rm mm 075 i odm :m må m» mm: .ES :N wm w.m mw w.mm Hm H.m MN fi.>m .saw 4 mm m.o~ mw m.mH ms o.w ow :.mn .Eflu m vw: .ufiflms »ms .wflfims ams .uflflmfl »mn .ufiflmfl :namn nwmmfl :namn ummäv nunms nwmnu :namn nmmnu Aim mïb .ïëß .HQÉ šflwwnfiwwwwmmwm æmïo æmïo mmïo mmïc aßflw Gm>H§mQmHævmE Qm>Hfim |m@cmmoH&zo |HhflmMHhumE flw>H5wHfipwEflu Rom Ron Rom &oM Rom Ron Row Hosoxfimflhnswnßm wwo: Ro: Ro: &oà .Hwëhfiomnmhäm um ma um mr um ma nw ms w mñfl w mfifi w m.mH w mfifi .Hopmmmfimpmxwnæw .w ooom m ooom m ooom m ooom cQmm|oHom nonwwz a m m H H flfiwnmfi 8004361-5 10 vwflwfiuxflw oo :.:: oo m.> mo :qo om m.>: >:oo:@» ooofi o:> o .sflo H + sfio :w oo mä :ß mæ o: :d oo :JN .ES :N :ß m.:: M» n.o nu n.w mm :.oN .sflp : mo m.æ :o :.m oß _ :.» mm m.:H sfip m_ »wo .oflflms »ms .oflflos own .ofiflmn »ms .o::ms |Ufimfl uwmäo |onmfl .|mmfio :namn nwmfiø nommfl |wmnU ofioonwow \NH\\@ \W.fi\\® \ÜfiPWWHHHGD®Q..H.NÜm &m:.o §m:.o &m:.o @m:.o sofifiw fim>fldm flm>fl5m Qm>H§uHhnSm Gw>H5wHhm5m øflhunmnflhuwë aflæumwnfiæpws won wow oom fiom Rom Ro: xon oo: Hosoxflßfiäosonøm å: å: ä: å: Qwëæfloanmnßw um mä um mä um ma um mn m m.mH w m«nH w mqmfl w m.MH nouwmæflmpmxmfiæm w ooom m ooon w ooon w ooon onßm|o:om nonowz w w m m .mufiom H Hflwndü 8004361-5 ll Under det att draghållfasthetsvärdena för bindemedlen, där fulvenerna ersätter varierande mängder av furfurylalkoho- len, är lägre än motsvarande värden utan fulvenerna, ger an- vändningen av fulvenerna tillfredsställande resultat för ett gjutbindemedel samtidigt som den är mycket billigare än an- vändningen av de större mängderna furfurylalkohol.About 5,000 parts by weight of the sand are mixed with about 15.5 parts by weight of the acid catalyst and about 45 parts by weight of the furan polymer, fulven, furfuryl alcohol and silane packaging. The table gives tensile strength values in kg / cm2 as well as hardness values. 8004361-5 .NU-WW .NPWNG WQ. mmvm fl u fi w hmuummuho% fl m flfl wßdß pwnmüksm ww m.:H: N o.mm zm m. @ ßw m.:m> fl umHwn & ooH øH> .ë fi u fi + .E fi u rm mm 075 i odm: m må m »mm: .ES: N wm wm mw w.mm Hm Hm MN fi.> M .saw 4 mm mo ~ mw m.mH ms ow ow: .mn .E fl u m vw: .u fifl ms »ms .w flfi ms ams .u flfl m fl» mn .u fifl m fl: name nwmm fl: name ummäv nunms nwmnu: name nmmnu Aim mïb .ïëß .HQÉ š fl wwn fi wwwwmmwm æmïo æmïo mmïo mmïc aß fl w Gm> H§mQmHævmE Qm> H fi m | m @ cmmoH zo hH> h Ro: & oà .Hwëh fi omnmhäm um ma um mr um ma nw ms w mñ fl w m fifi w m.mH w m fifi .Hopmmm fi mpmxwnæw .w ooom m ooom m ooom m ooom cQmm | oHom nonwwz amm HH flfi wnm fi u 8004361 w 10 8004361-5. : oo m.> mo: qo om m.>:>: oo: @ »ooo fi o:> o .s fl o H + s fi o: w oo mä: ß mæ o:: d oo: JN .ES: N: ß m . :: M »no nu nw mm: .oN .s fl p: mo m.æ: o: .m oß _:.» mm m.:H s fi p m_ »wo .o flfl ms» ms .o flfl os own .o fifl mn »ms .o :: ms | U fi m fl uwmäo | onm fl. | mm fi o: name nwm fi ø nomm fl | wmnU o fi oonwow \ NH \\ @ \ W. fi \ \ ® \ Ü fi PWWHHHGD®Q..H.NÜm & m: .o §m: .o & m: .o @m: .o so fifi w fi m> fl dm fl m> fl5 m Qm> H§uHhnSm Gw> H5wHhm5m ø fl hunmn fl huww oom won hwum oom ow a Rom Ro: xon oo: Hosox fl ß fi äosonøm å: å: ä: å: Qwëæ fl oanmnßw um mä um mä um ma um mn m m.mH wm «nH w mqm fl w m.MH nouwmæ fl mpmxm fi æm w ooom m ooon w ooon w ooon onßm | o: om nonowz wwmm .mu fi om H H fl wndü 8004361-5 ll While the tensile strength values of the binders, where the fulvenes replace varying amounts of the furfuryl alcohol, are lower than the corresponding values without the fulvenes, the use of the fulvens also gives satisfactory results for the casting binder is much cheaper than the use of the larger amounts of furfuryl alcohol.

Exem el och 10 Gjutsandblandningar framställes genom blandning av Wedron 5010-sand (2000 g) med 24 g av en bindemedelskomposi- tion innehållande 40 viktprocent av furanpolymeren av den i Exempel 1-8 använda typen; ca 0,15% av den i Exempel l-8 an- vända silanen; samt varierande mängder av furfurylalkohol (FA) och fulven visade i nedanstående Tabell; samt med 16 g metyletylketonperoxid. De erhållna sandblandningarna formas därefter till standardiserade AFS-draghållfasthetsprover under användning av standardproeeduren. Proverna härdas genom gas- ning med S02 i 5 sekunder, såvida inget annat anges, och ge- nomblåses därefter med luft i 10 sekunder, såvida inget annat anges. De härdade proverna testas med avseende på draghåll- fasthet.Examples and Casting Sand Mixtures are prepared by mixing Wedron 5010 sand (2000 g) with 24 g of a binder composition containing 40% by weight of the furan polymer of the type used in Examples 1-8; about 0.15% of the silane used in Example 1-8; and varying amounts of furfuryl alcohol (FA) and fulven are shown in the Table below; and with 16 g of methyl ethyl ketone peroxide. The resulting sand mixtures are then formed into standardized AFS tensile strength tests using the standard procedure. The samples are cured by gassing with SO 2 for 5 seconds, unless otherwise stated, and then blown through with air for 10 seconds, unless otherwise stated. The cured samples are tested for tensile strength.

Tabell II % FA Dra na11f. kg/omg % Fulven Omedelbar l tim. 24 tim. 60% FA 8,1 13,1 14,0 40% FA 20% dimetyl- 7,? 15,7 19,5 fulvenTable II% FA Dra na11f. kg / omg% Fulven Immediately 1 hour. 24 tim. 60% FA 8.1 13.1 14.0 40% FA 20% dimethyl- 7 ,? 15.7 19.5 fulven

Claims (13)

1. åsoo4ss1-s 12 PATENTKRAV l. Gjutkomposition, k ä n n e t e c k n a d av att .den innefattar: a. en huvudmängd av gjutballastmaterial; och eb. en effektiv bindande mängd upp till ca 10 viktprocent, räk- nat på ballastmaterialets vikt, av en bindemedelskomposition innefattande en fulven med formeln: R2\\~C,/'H1 H C / \i :aj L? 5 C --*C 4 vari var och en av Bl och R2 var för sig är väte eller ett kolväte innehållande 1-lO kolatomer eller en furylgrupp; eller vari Bl och R2 är sammanbundna och tillsammans med den kol- atom, till vilken de är bundna, bildar en cykloalifatisk kol- vätegrupp; och vari var och en av R3, H4, R och R6 var för sig är väte eller metyl, med det förbehållet att maximalt en- dast en sådan grupp H5, R4, R5 eller R6 är metyl; prepolymerer av dessa fulvener; samt blandningar därav; och en syrakatalysa- tor med ett pKa-värde av ca 7 eller mindre.1. åsoo4ss1-s 12 PATENT CLAIMS l. Casting composition, characterized in that it comprises: a. A major amount of casting ballast material; and eb. an effective binding amount up to about 10% by weight, based on the weight of the aggregate material, of a binder composition comprising a fulven of the formula: R 2, C 1/2 H 1 H C C 1 - C 4 wherein each of B 1 and R 2 is each hydrogen or a hydrocarbon containing 1-10 carbon atoms or a furyl group; or wherein B1 and R2 are linked and together with the carbon atom to which they are attached form a cycloaliphatic hydrocarbon group; and wherein each of R 3, H 4, R and R 6 is each hydrogen or methyl, with the proviso that at most only such a group H 5, R 4, R 5 or R 6 is methyl; prepolymers of these fulvenes; and mixtures thereof; and an acid catalyst with a pKa value of about 7 or less. 2. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c kan a d av att syran är bildad in situ.2. A composition according to claim 1, characterized in that the acid is formed in situ. 3. Komposition enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n.a d av att bindemedlet också innehåller furfuryl- alkohol.Composition according to Claim 1 or 2, characterized in that the binder also contains furfuryl alcohol. 4. Komposition enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e e k n e d ev ett binaemediet också innehåller furfurylalkohol och en furanpolymer.Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the binae medium also contains furfuryl alcohol and a furan polymer. 5. Komposition enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att den dessutom innehåller en silan. gComposition according to any one of the preceding claims, characterized in that it also contains a silane. g 6. Kbmposition enligt något av kraven l-5, k ä n n e- t e c k n a d av att fulvenen är dimetylfulven.Composition according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the fulven is dimethylfulven. 7. Komposition enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att fulvenen är metylfenylfulven. 8004361-5 löComposition according to any one of claims 1-5, characterized in that the fulven is methylphenylfulven. 8004361-5 Sat. 8. Komposition enligt något av kraven l-5, k ä n n e - t e c k n a d av att fulvenen är metylisobutylfulven.Composition according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the fulven is methylisobutylfulven. 9. Komposition enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - e c k n a d av att fulvenen är cyklopentametylenfulven.9. A composition according to any one of claims 1-5, characterized in that the fulven is cyclopentamethylene fulven. 10. lO. Komposition enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att fulvenen är metylheptylfulven.10. lO. Composition according to any one of claims 1-5, characterized in that the fulven is methylheptylfulven. 11. ll. Komposition enligt något av kraven l-5, k ä n n e t e c k n a d av att fulvenen är furylfulven.11. ll. Composition according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the fulven is furyl. 12. Komposition enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att fulvenen är metyletylfulven,g 712. A composition according to any one of claims 1-5, characterized in that the fulven is methylethylfulven, g 7 13. Komposition enligt något av de föregående kraven, d' k ä n n e t e c k n a d av att fulvenkomponenten är en reaktions- produkt av en karbonylförening och nämnda förening med formeln: vari R1-R6 har i krav l angivna betydelser, och med det ytter- ligare förbehållet att, om morförhållandet karbonyl till nämnda förening är större än l, Ru eller R5 är Éí OH Re 8004361-5 SAMMANDRAG Gjutbindemedel innehållande en fulven med formeln: R2\C/R1 H C / \ :ß :i ve 5 C H4 vari var óch en av R1 och R2 var för sig är väte eller ett kolväte innehållande l-lO kolatomer eller en furylgrupp; eller vari Bl och R2 är sammanbundna och tillsammans med den kol- atom, till vilken de är bundna, bildar en cykloalifatisk kol- vätegrupp; och vari var och en av R3, R4, R5 och R6 var för sig är väte eller metyl, med det förbehållet att maximalt en- dast en sàdan grupp R , H4, R5 eller R6 är metyl; prepolymerer av dessa fulvener; samt blandningar därav; och en syrakatalysa- tor med ett pKa-värde av ca 7 eller mindre.Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the fulven component is a reaction product of a carbonyl compound and said compound of the formula: wherein R 1 -R 6 have the meanings given in claim 1, and with the further proviso that, if the parent ratio of carbonyl to said compound is greater than 1, Ru or R 5 is E 1 OH Re 8004361-5 SUMMARY Casting binder containing a fulven of the formula: R2 \ C / R1 HC / \: ß: i ve 5 C H4 wherein var and one of R 1 and R 2 separately is hydrogen or a hydrocarbon containing 1-10 carbon atoms or a furyl group; or wherein B1 and R2 are linked and together with the carbon atom to which they are attached form a cycloaliphatic hydrocarbon group; and wherein each of R 3, R 4, R 5 and R 6 is each hydrogen or methyl, with the proviso that at most only one such group R, H 4, R 5 or R 6 is methyl; prepolymers of these fulvenes; and mixtures thereof; and an acid catalyst with a pKa value of about 7 or less.
SE8004361A 1980-06-11 1980-06-11 Cast binder composition SE422807B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8004361A SE422807B (en) 1980-06-11 1980-06-11 Cast binder composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8004361A SE422807B (en) 1980-06-11 1980-06-11 Cast binder composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8004361L SE8004361L (en) 1981-12-12
SE422807B true SE422807B (en) 1982-03-29

Family

ID=20341198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8004361A SE422807B (en) 1980-06-11 1980-06-11 Cast binder composition

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE422807B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE8004361L (en) 1981-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE458264B (en) APPLICATION OF A COLD HARDFUL MIXTURE OF A NON-WATER-PHENOLIC RESIN AS A BINDING MATERIAL IN THE PREPARATION OF CASTING FORMS AND CASTLE CORN
AU604479B2 (en) Phenolic resin-polyisocyanate binder system
US5424376A (en) Ester cured no-bake foundry binder system
KR101706783B1 (en) Manufacturing method for phenolic novolac resin and resin-coated sand
US4246167A (en) Foundry binder composition
US4412088A (en) Cyclopentadiene derivatives, method for preparing, and use thereof
KR101444046B1 (en) Binder composition for mold making purposes
JP4718090B2 (en) Furan-Noveke casting binder and its use
EP0323962A1 (en) Polyurethane-forming binder compositions containing certain carboxylic acids as bench life extenders
RU2305019C2 (en) Cold-box process binder containing epoxy resin, acrylate and alkyl esters
SE422807B (en) Cast binder composition
US5908914A (en) Benzylic ether phenolic resole resins and their uses
JP7102639B1 (en) Binder composition for mold molding
WO1979000354A1 (en) Improvements relating to foundry binders
AU717143B2 (en) Benzylic ether phenolic resole resins, their preparation, and uses
US4483961A (en) Polymeric cyclopentadiene derivatives, method for preparing and use thereof
US5739255A (en) Benzylic ether phenolic resole resins
NO801741L (en) MIXING FOR CASTING FORM.
WO1989007626A1 (en) Low solids polyurethane-forming foundry binders for cold-box process
KR910003008B1 (en) Cyclopentadien derivater containing compositions
JP6761943B2 (en) Binder composition for mold molding
JP6971412B2 (en) Blotting agent composition for molding
JPS62279048A (en) Composition for self-curing binder for casting
JPH0393786A (en) Organosilicon compound and coking agent for molding sand
WO1996036448A1 (en) Heat cured foundry binder systems and their uses

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8004361-5

Effective date: 19880318

Format of ref document f/p: F