SE449954B - Bindemedelskomposition for framstellning av gjutformar, gjutformningskomposition samt forfarande for framstellning av en gjutform och forfarande for gjutning av metallforemal - Google Patents

Description

15 20 25 BO 449 954 I såväl US patentskrift 3 409 579 som US patentskrift 3 676 592 är de föredragna fenolhartserna bensyleterhartser.

Dessa är kondensationsprodukter av en fenol med den allmänna formeln: OH A B C vari A, B och C är väte, kolväteradikaler, oxi-kolväteradikaler eller halogen, med en aldehyd med den allmänna formeln R'CHO, där R' är väte eller en kolväteradial med l-8 kolatomer, fram- ställd i vätskefas under praktiskt taget vattenfria betingelser vid en temperatur under ca 13000 och i närvaro av katalytiska koncentrationer av en metalljon upplöst i reaktionsmediet. Fram- ställningen och karakteriseringen av dessa hartser beskrivs mera i detalj i US patentskrift 3 485 797.

I den föredragna formen har dessa hartser den allmänna formeln: 9 OH OH OH X CH -O-CH CHÉ X R m R n R vari R är väte eller en fenolisk substituent, såsom beskrivs i US patentskrifterna 3 409 579, 5 676 592 och 3 485 797, i meta- ställning i förhållande till den fenoliska hydroxylgruppen, sum- man av m och n är minst 2 och förhållandet m till n är minst 1, och X är en ändgrupp ur gruppen bestående av väte och metylol, varvid molförhållandet mellan nämnda metylol- och väteändgrupper är minst l.

Fenolhartskomponenten i bindemedelskompositionen användes, såsom har omtalats ovan, vanligtvis i form av en lösning i ett organiskt lösningsmedel.

Den andra komponenten eller förpackningen i den nya binde- medelskompositionen omfattar ett alifatiskt, cykloalifatiskt el- ler aromatiskt polyisocyanat, som företrädesvis har från 2 till 5 isocyanatgrupper. Om så önskas kan blandningar av polyisocya- nater användas. Enligt en mindre föredragen utföringsform kan man använda isocyanatprepolymerer bildade genom omsättning av ett överskott av polyisocyanat med en flervärd alkohol, t.ex. en lO 15 20 25 EO 35 40 3 449 954 prepolymer av toluendiisocyanat och etylenglykol. Bland lämpliga polyisooyanater kan nämnas de alifatiska polyisocyanaterna, såsom hexametylendiisocyanat, alicykliska polyisocyanater, såsom 4,4'-dicyklohexylmetandiisocyanat, och aromatiska polyisocyanater, såsom 2,4'- och 2,6-toluendiisocyanat, difenylmetyldiisocyanat samt dimetylderivat därav. Ytterligare exempel på lämpliga poly- isooyanater är 1,5-naftalendiisocyanat, trifenylmetantriisocyanat, xylylendiisocyanat, samt metylderivaten därav, polymetylenpoly- fenolisocyanater, klorofenylen-2,4-diisooyanat och liknande. Även om alla polyisocyanater reagerar med fenolhartset till bildning av en förnätad polymerstruktur, är de föredragna polyisocyana- terna aromatiska polyisocyanater och speciellt difenylmetandiiso- cyanat, trifenylmetantriisocyanat och blandningar därav.

Polyisocyanatet användes i tillräckliga koncentrationer för att åstadkomma härdning av fenolhartset. I allmänhet användes polyisooyanatet inom området från 10 till 500 viktprocent poly- isocyanat baserat på fenolhartsetsvikt. Företrädesvis användes från 20 till 300 viktprocent polyisocyanat, räknat på samma basis.

Polyisocyanatet användes i flytande form. Flytande polyisocyana- tet kan användas i outspädd form. Fasta eller viskösa polyiso- cyanater användes i form av lösningar i organiska lösningsmedel, varvid lösningsmedlet är närvarande inom ett område av upp till 80 viktprocent av lösningen. Även om det lösningsmedel, som användes i kombination med antingen fenolhartset eller polyisocyanatet eller för båda kompo- nenterna, inte i någon nämnvärd grad deltar i reaktionen mellan isooyanatet och fenolhartset i närvaro av härdamm, kan det påverka reaktionen. Sålunda begränsar skillnaden i polaritet mellan poly- isocyanatet och fenolhartset valet av lösningsmedel, i vilka båda komponenterna är blandbara. Sådan blandbarhet är nödvändig för att man skall uppnå fullständig reaktion och härdning av bindemedels- kompositionerna enligt föreliggande uppfinning. Polära lösnings- medel av antingen protisk eller aprotisk typ är goda lösningsme- del för fenolhartset men har begränsad blandbarhet med polyiso- även om de är blandbara med polyisocyanaterna, mindre blandbara med fenolhartserna. Det är därför lämpligt att använda kombinationer av lösningsmedel och speciellt kombinationer av aromatiska och polära lösningsmedel.

I US patentskrift 3 409 579 angivna lämpliga aromatiska lös- ningsmedel är bensen, toluen, cyanaterna. Aromatiska lösningsmedel är, xylen, etylbensen och blandade lös- 10 15 20 25 30 55 40 449 954 ningsmedel med en aromathalt av minst 90% samt ett kokpunktsom- råde av från 138 till 232°C. Lämpliga polära lösningsmedel anges vara furfural, furfurylalkohol, Cellosolve-acetat, butyl-Ce1lo- solve, butyl-Carbitol, diacetonalkohol och "Texanol". Isoforon (C9Hl4O) och andra cykliska ketoner har nyligen visat sig vara utmärkta polära lösningsmedel för hartset. Kerosen och andra ali- fatíska lösningsmedel har också använts som komponenter i lös- ningsmedelssystemet. Mindre tillsatser av släppmedel och vidhäft- ningsbefrämjande medel (silanföreningar) till lösningsmedels- systemet har också visat sig användbara.

US patentskrift 3 905 934 beskriver användning av alkyl- estrar av ftalsyra som lösningsmedel för hartskomponenten i bin- demedel av den typ som beskrivs i ovannämnda US patentskrifter 3 409 579 och 3 676 392. Alkylestrarna av ftalsyra anges för- bättra hållfastheten "utanför kärnan", den slutgiltiga draghåll- fastheten samt beständigheten gentemot fuktighet för sandkärnor framställda under användning av den ovan angivna bensyleterharts- -polyisocyanatkompositionen under användning av o-ftalatalkyl- estrar i stället för isoforon som lösningsmedel för hartskomposi- tionen.

US patentskrift 3 632 844 beskriver tillsats av fettsyror till gjutblandningar innehållande gjutballastmaterial, ett fenol- harts och ett organiskt polyisocyanat, såsom den typ som beskrivs i US patentskrifter 3 409 579 och 3 432 457. Fettsyrorna tillsät- tes för att reducera tendensen hos den härdade formade blandningen att fastna vid formen. Nämnda patentskrift anger vidare att deri- vat av fettsyrorna, såsom estrar, amider, aminer och alkoholer, inte är användbara (se spalt 3, rad 21-23).

US patentskrift 3 255 500 beskriver gjutprodukter, vari bindemedlet omfattar en torkande olja och ca lO-15 viktprocent polyisocyanat, baserat på vikten av den torkande oljan.

Genom användningen av torkande oljor ger föreliggande upp- finning förbättrad bänklivslängd för press- eller formningskompo-I sitionerna tillsammans med acceptabla egenskaper vad beträffar omedelbar och slutgiltig hållfasthet. Dessutom uppvisar vissa fö- redragna kompositioner, vilket kommer att diskuteras mera nedan, överraskande förbättrade utskakningsegenskaper vid gjutning av metaller med relativt låg smältpunkt, såsom aluminium.

Hittills har den relativt låga smältpunkten för metaller av icke-ferrotyp inte varit tillräckligt hög för att bryta ned lO 15 20 25 50 35 5 449 954 bindningsförmågan hos bindemedelssystemen av den typ, som onr talas i US patentskrifter 3 409 579 och 5 676 392, i tillräck- lig grad för att ge den grad av nedbrytning som är nödvändig för utskakning medelst enkla mekaniska krafter tillgängliga vid kommersiell tillämpning. Vissa föredragna bindemedelssystem en- ligt föreliggande uppfinning gör det emellertid möjligt att åstad- komma formningsföremål som kan nedbrytas och skakas ut ur gjut- detaljer av metaller av icke-ferrotyp med relativt låg smält- punkt och speciellt aluminium, magnesium, koppar och kopparlege- ringar, såsom mässing. Sådana föredragna bindemedelssystem har dålig erosionsbeständighet vid gråjärntillämpningar. Andra mindre föredragna kompositioner enligt föreliggande uppfinning är dock lämpliga för åstadkommande av formningsdetaljer vilka uppvisar god sönderdelningsförmåga eller förmåga att "kollapsa" samt god utskakning av detaljen vid användning för gjutning av metaller av ferrotyp med relativt hög smältpunkt, såsom järn och stål, vilka hailee vid en temperatur av ca 137o°c.

Dessutom gäller att, de bindemedelssystem vilka uppvisar dålig erosionsbeständighet ändock kan användas för gjutning av gråjärn och liknande när en kärntvätt eller beläggning användes.

Exempelvis kan kärntvättar såsom "Velva Dri CGS" från Ashland Oil, Inc., vilket är en uppslamning som innehåller ett mycket eldfast, isolerande keramiskt material kombinerat med grafit, användas för sådana ändamål, vilket även gäller för andra på keramiska material baserade tvättar, grafitbaserade tvättar och zirkoniumbaserade tvättar.

Föreliggande uppfinning hänför sig sålunda till en binde- medelskomposition, vilken innefattar en hartskomponent, en här- darkomponent, en bryggbildarkomponent samt en torkande olja.

Hartskomponenten innefattar ett icke-vattenbaserat fenolharts, som omfattar en kondensationsprodukt av en fenol med en aldehyd.

Fenolen har formeln OH C vari A, B och C är väte eller kolväteradikaler eller halogen.

Aldehyden har formeln R'CHO, vari R' är väte eller en kolväte- radikal med 1-8 kolatomer. Bryggbildarkomponenten innefattar flytande polyisocyanat innehållande minst två ísocyanatgrupper. 10 15 20 30 35 40 449 954 Den torkande oljan innefattas i en mängd av upp till 15 vikt- procent av bindemedelskompositionen.

Föreliggande uppfinning hänför sig även till formnings- eller presskompositioner, vilka innefattar en huvudmängd ballast- material samt en effektiv bindande mängd upp till ca 40 vikt- procent, räknas på ballastmaterialet, av den ovan beskrivna bindemedelskompositionen.

Vidare avser föreliggande uppfinning framställning av gjut- formar, vilken framställning innebär att man blandar gjut- ballastmaterial med en bindande mängd av upp till ca 10 viktpro- cent, räknat på vikten av ballastmaterialet av ovan angivna binde- medelskomposition. Gjutblandningen ínföres i en form eller bi- bringas ett mönster och härdas för att bli självbärande. Den formade gjutblandningen avlägsnas från mönstret och tillåtes här- da ytterligare, eller bilda bryggor, så att man därigenom er- håller en hård, fast, härdad gjutform.

Vidare gäller att föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande för gjutning av en metall. Förfarandet innebär att man tillverkar en gjutform, såsom har angivits ovan, och häller metallen, medan denna föreligger i flytande eller smält tillstånd, i eller kring nämnda detalj. Metallen tillåtes svalna och stelna och avskiljes därefter från den formade formen.

De enligt föreliggande uppfinning användbara torkande ol- jorna är glycerider av fettsyror innehållande tvâ eller flera dubbelbindningar, varigenom syre vid exponering för luft kan absorberas till bildning av peroxider, vilka katalyserar polyme- risationen av de omättade delarna. Exempel på några naturliga torkande oljor är sojabönolja, solrosolja, hampolja, linolja, träolja, oitieicaolja och fiskoljor samt dehydratiserad ricin- olja liksom även de olika kända modifikationerna därav (t.ex. de värmebehandlade, luftblåsta eller syreblåsta oljorna, såsom blåst linolja och blåst sojabönolja). Ovanstående diskussion av- seende oljorna är ej avsedd att antyda att dessa faktiskt här- das i föreliggande system genom lufttorkning utan är enbart av- sedd att hjälpa till att definiera de torkande oljorna.

Som torkande olja kan man vidare använda estrar av ete- niskt omättade fettsyror, såsom talloljeestrar av flervärda alkoholer, såsom glycerol eller pentaerytritol, eller envärda alkoholer, såsom metyl- och etylalkohol. Om så önskas kan bland- 10 15 20 25 30 35 40 449 954 -4 ningar av torkande oljor användas. Den enligt föreliggande upp- finning använda föredragna torkande oljan är linolja.

Mängden av den använda torkande oljan är vanligen minst ca 2%, företrädesvis från ca 2% till ca 15% och allra helst från ca 4% till ca 10%, räknat som viktprocent och baserat på de totala komponenterna i bindemedelskompositionen.

De bindemedelskompositioner, som kan förbättras med före- liggande uppfinning, är kända och är sålunda sådana som inne- håller ett fenoliskt harts och ett polyisocyanat liksom även vissa fenolharts- och polyisocyanatkombinationer.

Sådana fenol/isocyanatbindemedelssystem reageras samtidigt vid eller kring tidpunkten för användning i närvaro av sand. Ty- piskt är att de reaktiva beståndsdelarna i sådana bindemedels- kompositioner saluförs, transporteras och lagras i separata för- packningar (dvs. ett kärnbindemedel i multipelförpackning) för undvikande av icke önskvärda försämringar på grund av alltför tidig reaktion mellan komponenterna. Lösningsmedel, katalysato- rer, olika tillsatsmedel och andra kända bindemedel kan eventu- ellt användas tillsammans med dessa väsentliga beståndsdelar, dvs. användas tillsammans med fenolhartset och isocyanatet.

Vilket som helst fenolharts som är i huvudsak fritt från vatten och lösligt i ett organiskt lösningsmedel kan användas.

Såsom uttrycket "fenolharts" eller "fenoliskt harts" användes i föreliggande fall, avser det att definiera vilken som helst po- lymer kondensationsprodukt som erhålles genom reaktion mellan en fenol och en aldehyd. De vid framställning av fenolhartset använda fenolerna är generellt alla fenoler som hittills har an- vänts vid framställning av fenolhartser och som ej är substitue~ rade i någon av de båda ortopositionerna eller i en orto- och paraposition, eftersom sådana osubstituerade positioner är nöd- vändiga för polymerisationsreaktionen. Vilken som helst, alla eller ingen av de återstående kolatomerna i fenolringen kan vara substituerad. Arten av substituent kan variera avsevärt, och det är enbart nödvändigt att substituenten inte stör polymerisa- tionen av aldehyden med fenolen i orto- och/eller parapositionerna.

Bland substituerade fenoler som användes vid framställning av fenolhartserna kan nämnas: alkylsubstituerade fenoler, arylsubsti- tuerade fenoler, cykloalkylsubstituerade fenoler, alkenylsubstitu- erade fenoler, alkoxisubstituerade fenoler, aryloxisubstituerade 10 15 [NI UI 40 449 954 fenoler samt halogensubstituerade fenoler, varvid nämnda substi- tuenter innehåller 1-26, företrädesvis 1-9, kolatomer. Konkreta exempel på lämpliga fenoler är: fenol, 2,6-xylenol, o-kresol, m-kresol, p-kresol, 3,5-xylenol, 3,4~xy1enol, 2,3,4-trimety1- fenol, 3-etylfenol, 3,5-dietylfenol, ö-butylfenol, §,5-dibutyl- = fenol, p-amylfenol, p-cyklohexylfenol, p-oktylfenol, 5,5-dicyklo- hexylfenol, p-fenylfenol, p-krotylfenol, 3,5-dimetoxifenol, 3,4,5-trimetoxifenol, p-etoxifenol, p-butoxifenol, 3-metyl-4- -metoxifenol och p-fenoxifenol. Sådana fenoler kan beskrivas med hjälp av den allmänna formeln: OH A B C vari Ä, B och C är väte, kolväteradikaler, oxikolväteradikaler eller halogen.

Den föredragna fenolkomponenten är en blandning av fenol med mono- och/eller dialkyl-ortosubstituerade fenoler, såsom 2,6-xylenol och ortokresol, varvid ortokresol är den föredragna.

Molförhållandet fenol till nämnda ortosubstituerade fenoler är vanligen från ca O,2:O,8 till ca O,8:O,2, företrädesvis från ca O,5:O,7 till ca O,7:O,3.

De aldehyder, som omsättes med fenolen, kan inkludera vilka som helst av de aldehyder som hittils har använts vid framställ- ning av fenolhartser, såsom formaldehyd, acetaldehyd, propion- aldehyd, furfuraldehyd och bensaldehyd. I allmänhet har de an- vända aldehyderna formeln R'CHO, där R' är väte eller en kolväte- radikal med l-8 kolatomer. Den speciellt föredragna aldehyden är formaldehyd. Generellt gäller att novolacker erhålles av bland- ningar av fenoler och aldehyder med ett molförhållande fenoler till aldehyder av från ca l:O,5 till l:O,85.

De i bindemedelskompositionen använda fenolhartserna kan vara antingen resol eller A-steg-hartser eller novolackhartser. Éesitolhartserna eller B-steg-hartserna, vilket är en mera hög- polymeriserad form av resolhartser, är vanligen olämpliga. Det använda fenolhartset måste vara flytande eller lösligt i organiskt - lösningsmedel. Löslighet 1 organiska lösningsmedel är önskvärd för att man skall uppnå homogen fördelning av bindemedlet på 10 15 25 30 35 40 9 449 954 ballastmaterialet. Den väsentliga frånvaron av vatten i fenol- hartset är önskvärd på grund av reaktiviteten hos bindemedelskom- positionen enligt föreliggande uppfinning med vatten. Såsom ut- trycket "icke vattenbaserad" eller "i huvudsak vattenfri" an- vändes i föreliggande fall, avser det att definiera ett fenol- harts som innehåller mindre än 5% vatten och företrädesvis mindre än 1% vatten, räknat på hartsets vikt. Blandningar av fenolhartser kan användas. Även om såväl resolhartserna som novolackhartserna kan användas i bindemedelskompositionerna enligt föreliggande upp- finning och vid blandning med polyisocyanater och ett gjut- ballastmaterial samt härdning genom användning av katalysatorer bildar kärnor med tillräcklig hållfasthet och andra egenskaper som är lämpliga vid industriella tillämpningar, är novolack- hartserna föredragna framför resolhartserna. Framställningen av novolackhartser är känd inom denna teknik och kommer av den an- ledningen inte att belysas mera i detalj här. Fenolhartskompo- nenten i bindemedelskompositionen användes, såsom har omtalats ovan, vanligen i form av en lösning i ett organiskt lösnings- medel. Arten och effekten av lösningsmedlet kommer att beskrivas mera i detalj nedan. Den använda mängden lösningsmedel bör vara tillräcklig för att man skall erhålla en bindemedelskomposition, som möjliggör jämn beläggning därav på ballastmaterialet och homogen reaktion av blandningen. De konkreta lösningsmedelskon- centrationerna för fenolhartserna varierar beroende på typen av använda fenolhartser och deras molekylvikt. I allmänhet gäller dock att lösningsmedelskoncentrationen ligger inom området upp till 80 viktprocent av hartslösningen, företrädesvis inom området 20-80%. Det är lämpligt att hålla viskositeten för den första komponenten på ett värde mindre än X-l på Gardner-Holst-skalan.

Användningen av de föredragna fenolhartserna,(dvs. av novolacktyp under användning av de ortosubstituerade fenolerna) ger överraskande förbättrade utskakningsegenskaper vid använd- ning för gjutning av metaller med relativt låg smältpunkt (t.ex. en smältpunkt av ca 109000 och under), såsom aluminium, koppar och kopparlegeringar, såsom mässing, samtidigt som de uppvisar goda draghållfasthetsegenskaper och bänklivslängdkarakteristika.

Den andra komponenten eller förpackningen i bindemedels- 10 15 20 25 30 35 40 449 954 m kompositíonen innefattar ett alífatískt, cykloalifatiskt eller aromatiskt polyisocyanat, som företrädesvis har från 2 till 5 isocyanatgrupper. Om så önskas kan blandningar av organiska polyísocyanater användes. Bland lämpliga polyísocyanatar kan nämnas de alifatiska polyísocyanaternafl såsom hexametylcndiiso- cyanat, alicykliska polyisocyanater, såsom 4,4'-dicyklohexy1- metandiisooyanat, samt aromatiska polyisocyanater, såsom 2,4'- och 2,6-toluendiisooyanat, difenylmetyldiisocyanat, och dimetyl- derivaten därav. Ytterligare exempel på lämpligapolyisocyanater är 1,5-naftalendiisocyanat, trifenylmetantriisocyanat, xylylen- diisocyanat, och metylderivaten därav, polymetylenpolyfenoliso- cyanater, klorfenylen-2,4-diisooyanat och liknande. Även Om alla polyisocyanater reagerar med fenolhartset till bildning av en förnätad polymerstruktur, är de föredragna polyisocyanaterna aro- matiska polyisocyanater och speciellt difenylmetandiisocyanat, trifenylmetantriisooyanat och blandningar därav. Blandningar av isocyanater kan användas.

Polyisocyanatet användes i tillräcklig koncentration för att förorsaka härdning eller bryggbildning av fenolhartset. I allmänhet användes polyisocyanatet inom området 10-500 viktpro- cent polyisocyanat, räknat på vikten av fenolhartset. Företrädes- vis användes 20-300 viktprocent polyisocyanat, räknat på samma basis. Polyisocyanatet användes i flytande form. Flytande poly- isocyanater kan användas i outspädd form. Fasta eller viskösa polyisocyanater användes i form av lösningar i organiska lös- ningsmedel, varvid lösningsmedlet är närvarande inom ett område av upp till 80 viktprocent av lösningen. Allra helst användes isocyanacen 1 en scökiometrisk manga É ca 20%, räknat på de tili- gängliga hydroxylgrupperna i fenolhartset.

Skillnaden i polaritet mellan polyisocyanatet och fenol- hartserna begränsar valet av lösningsmedel i vilka båda komponen- terna är blandbara. Sådan blandbarhet eller kombinerbarhet är nödvändig för att man skall uppnå fullständig reaktion och härd- ning av bindemedelskompositionerna enligt föreliggande uppfinning.

Polära lösningsmedel av antingen protisk eller aprotisk typ är goda lösningsmedel för fenolhartset men har begränsad blandbarhet med polyisoeyanaterna. Även om aromatiska lösningsmedel är bland- bara med polyisocyanaterna, är de mindre blandbara med fenolhart- serna. Det är därför lämpligt att använda kombinationer av lös- 10 15 20 30 40 11 449 954 ningsmedel och speciellt kombinationer av aromatiska och polära lösningsmedel. Lämpliga aromatiska lösningsmedel är bensen, toluen, xylen, etylbensen och blandningar därav. Föredragna aro- matiska lösningsmedel är blandade lösningsmedel som har en aromat- halt av minst 90% och ett kokpunktsomräde av 138-232°C. De polära lösningsmedlen bör inte vara extremt polära så att de blir icke blandbara med det aromatiska lösningsmedlet. Lämpliga polära lösningsmedel är vanligen sådana som har klassificerats inom denna teknik som kopplingslösningsmedel, och exempel härpå är furfural, furfurylalkohol, Cellosolve-acetat, butyl-Cellosolve, butyl-carbitol, aiaeetonaikohoi och "Texanoi".

Den ovan omtalade torkande oljan kan anses utgöra en del av lösningsmedelskomponenten i kompositionen.

Dessutom kan lösningsmedelskomponenten inkludera flytande dialkylestrar, såsom dialkylftalat av den typ som beskrivs i US patentskrift 5 905 934. Sådana har företrädesvis struktur- formeln: o ' 1 P: o R c-o-R || 2 o vari Rl och R2 är alkylradikaler med 1-12 kolatomer, varvid det totala antalet kolatomer i R-grupperna inte överstiger 16. Före- trädesvis är H1 och H2 alkylradikaler med 3-6 kolatomer, och det totala antalet kolatomer i Bl och H2 ligger mellan 6 och l2.

Sålunda kan i ovanstående strukturformel vardera av de båda grup- perna R vara metyl, etyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, n-pentyl, isopentyl, hexyl, isohexyl, heptyl, isoheptyl, oktyl, isooktyl och andra isomerer av nämnda grupper.

Bland andra dialkylestrar kan nämnas dimetylglutarat, så- som det som saluföres av Du Pont under varubeteckningen DBE-5; dimetyladipat salufört av Du Pont under varubeteckningen DBE-6, dimetylsuccinat; samt blandningar av sådana estrar vilka saluförs av Du Pont under varubeteokningen DBE, samt dialkyladipater och sucoínater med alkoholer upp till 12 kolatomer.

Bindemedelskompositionerna saluföres företrädesvis som tvåförpackningssystem med fenolhartset i den ena förpackningen och isocyanatkomponenten i den andra förpackningen tillsammans 10 15 30 35 40 449 954 12 med den torkande oljan. Vanligen kombineras bindemedelskomponen- terna innan de därefter blandas med sand eller liknande ballast- material till bildning av formningsblandningen, eller också kan blandningen bildas genom att man efter varandra blandar komponen- terna med ballastmaterialet. Sätt för att fördela bindemedlet på ballastpartiklarna är välkända för fackmannen på området. Bland- ningen kan eventuellt innehålla andra komponenter, såsom järn- oxid, malda linfíbrer, träcerealier, beck, eldfast mjöl och liknande.

När man framställer en vanlig gjutform av sandtyp har det använda ballastmaterialet tillräckligt stor partikelstorlek för att bibringa gjutformen tillräcklig porositet för att till- låta avgång av flyktiga ämnen från formen under gjutoperationen.

Såsom uttrycket "gjutformar av vanlig sandtyp" användes i före- liggande fall, avser det gjutformar som har tillräcklig porosi- tet för att tillåta bortgång av flyktiga ämnen under gjutopera~ tionen. Vanligen har åtminstone ca 80 viktprocent och företrädes- vis ca 90 viktprocent av det ballastmaterial som användes för gjutformar en genomsnittlig partíkelstorlek som inte är mindre än ca 50 och ca 150 mesh (Tyler-skalan). Ballastmateríalet för gjutformar har företrädesvis en genomsnittlig partikelstorlek av mellan ca 50 och ca 150 mesh (Tyler-skalan). Det föredragna ballastmaterialet använt för vanliga gjutformar är kiseldioxid vari åtminstone ca 70 viktprocent och företrädesvis åtminstone ca 85 viktprocent av sanden är kiseldioxid. Bland andra lämpliga ballastmaterial kan nämnas zirkonium, olivin, aluminiumoxid- -silikatsand, kromitsand och liknande.

När man framställer en form för precisionsgjutning, har den dominerande delen och vanligen minst ca 80% av ballastmaterialet en genomsnittlig partikelstorlek som inte år större än 150 mesh (Tyler-skalan) och som företrädesvis ligger mellan ca 325 mesh och 200 mesh (Tyler-skalan). Företrådesvis har åtminstone ca 90 viktprocent av ballastmaterialet för precisionsgjuttillämpningar en partikelstorlek som inte är större än 150 mesh och som före- trädesvis ligger mellan 325 mesh och 200 mesh. De föredragna s ballastmaterialen, som användes för precisionsgjuttillämpningar, är smält kvarts, zirkoniumsand, magnesiumsilikatsand, såsom olivin, och alumino-sílikatsand.

Formar för precisionsgjutning skiljer sig från gjutformar 10 15 30 35 40 13 449 954 av vanlig sandtyp därigenom att ballastmaterialet i formar för precisionsgjutning kan packas tätare än ballastmaterialet i formar av vanlig sandtyp. Därför måste formar för precisions- g gjutning uppvärmas, innan de användes, för avdrivning av flyktigt material närvarande i formningskomposftionen. Om det flyktiga materialet inte avlägsnas från en precisionsgjutform före an- vändning, kommer ånga eller gas bildad under gjutningen att diffundera in i den smälta metallen, eftersom formen har rela- tivt låg porositet. Ångdiffusionen skulle därigenom försämra jämnheten hos ytan av den precisíonsgjutna formen. I Vid framställning av ett eldfast material, såsom ett kera- miskt material, har en dominerande andel och minst 80 viktprocent av det använda ballastmaterialet en genomsnittlig partikelstor- lek under 200 mesh och företrädesvis inte större än 325 mesh.

Företrädesvis har åtminstone ca 90 viktprocent av ballastmateri- alet för ett eldfast material en medelpartikelstorlek under 200 mesh och företrädesvis inte större än 325 mesh. Det vid framställ- ning av det eldfasta materialet använda ballastmaterialet måste uppvisa förmåga att motstå de härdningstemperaturer, såsom över ca 8l5°C som erfordras för att åstadkomma sintring för användning.

Exempel på några lämpliga ballastmaterial, som användes för framställning av eldfasta produkter, är de keramiska materialen, såsom eldfasta oxider, karbider, nitrider och silicider, såsom aluminiumoxid, blyoxid, kromoxid, zirkoniumoxid, kiseldioxid, kiselkarbid, titannitrid, bornitrid, molybdendisilicid och kol- haltiga material, såsom grafit. Blandningar av ballastmaterialen kan också användas, när så önskas, vari infattas blandningar av metaller och de keramiska materialen.

Exempel på några slipkorn för framställning av slipdetaljer är aluminiumoxid, kiselkarbid, borkarbid, korund, granat, smärgel och blandningar därav. Grus- eller kornstorleken är den vanliga enligt normerna uppställda av United States Bureau of Standards.

Dessa slipmaterial och deras användning för speciella arbeten är välkända för fackmannen på området och förändras inte i de slip- detaljer som avses enligt föreliggande uppfinning. Dessutom kan oorganiska fyllmedel användas tillsammans med slipkornen vid fram- ställning av slipdetaljer. Det är lämpligt att åtminstone ca 85% av de oorganiska fyllmedlen har en genomsnittlig partikelstor- lek som inte är större än 200 mesh. Ännu hellre bör åtminstone 10 15 20 40 449 954 14 ca 95% av det oorganiska fyllmedlet ha en partikelstorlek som inte är större än 200 mesh. Vissa oorganiska fyllmedel inkluderar kryolit, flusspat, kiseldioxid och liknande. När ett oorganiskt fyllmedel användes tillsammans med slipkornen, är det vanligen närvarande i en mängd av från ca 1 till ca 30 viktprocent, räknat på den sammanlagda vikten av slipkornen och oorganiskt fyllmedel. Även om det använda ballastmaterialet företrädesvis är torrt, kan det innehålla små mängder fukt, såsom upp till ca 0,3 viktprocent eller ännu högre, räknat på ballastmaterialets vikt.

I formníngskompositionen utgör ballastmaterialet huvudbe- ståndsdelen, medan bíndemedlet utgör en relativt liten andel.

Vid gjuttillämpníngar med vanlig sand är mängden bindemedel van- ligtvis inte större än ca 10 viktprocent, varvid den oftast ligger inom området från ca 0,5 till ca 7 viktprocent, räknat på ballastmaterialets vikt. Oftast utgör bindemedlets andel från ca 0,6 till ca 5 viktprocent, räknat på vikten av ballastmaterialet, vid gjutformar av vanlig sandtyp. För gjutning av metaller med låg smältpunkt, där utskakning och sönderdelníng är viktiga fak- torer, användes företrädesvis från ca 0,6 till ca 1,5 viktprocent, räknat på vikten av ballastmaterialet, vid gjutformar av vanlig sandtyp.

I formar och kärnor för precisionsgjuttillämpningar är mängden bindemedel vanligtvis inte större än ca 40 viktprocent och vanligen inom området från ca 5 till ca 20 viktprocent, räk- nat på vikten av ballastmaterialet.

Vid eldfasta material är mängden bindemedel vanligen inte större än ca 40 viktprocent och vanligtvis inom området från ca 5 till ca 20 viktprocent, räknat på vikten av ballastmaterialet.

I samband med slipdetaljer är mängden bindemedel vanligtvis inte större än ca 25 viktprocent och vanligtvis inom området från ca 5 till ca 15 viktprocent, räknat på vikten av slipmaterialet eller -kornen.

Under det att det använda ballastmaterialet företrädesvis är torrt, kan en fukthalt av upp till ca l viktprocent, räknat på vikten av sanden, tolereras. Detta gäller speciellt om det använda lösningsmedlet icke är blandbart med vatten eller om ett över- skott av det för härdning nödvändiga polyisocyanatet användes, eftersom ett sådant överskott av polyisoeyanat reagerar med vatt- net. 10 15 20 ZS 30 35 40 449 954 15 Formningsblandningen bibringas önskad form, varefter den kan härdas. Härdning åstadkommes antingen genom att man bringar en tertiär amin att passera genom den formade blandningen, såsom beskrivs i US patentskrift 5 409 579, eller genom inverkan av en baskatalysator som tidigare har införlivats i blandningen, såsom omtalas 1 US patentskrift 3 676 392.

Ett värdefullt tillsatsmedel för bindemedelskompositionerna enligt föreliggande uppfinning i vissa typer av sand är en silan med den allmänna formeln: R'0 R' oi sin R' oí vari R' är en kolväteradikal och företrädesvis en alkylradikal med 1-6 kolatomer, och R är en alkylradikal, en alkoxisubstitu- erad alkylradikal eller en alkylaminsubstituerad alkylradikal, vari alkylgrupperna har l-6 koltomer. När ovannämnda silan an- vändes i koncentrationer mellan 0,1 och 2%, räknat på det fe- noliska bindemedlet och härdaren, förbättrar den systemets fukt- beständighet. _ Exempel på några kommersiellt tillgängliga silaner är Dow Corning Z6040 och Union Carbide A-187 (gamma-glycidoxipropyl- trimetoxisilan); Union Carbide A-1100 (gamma-aminopropyltrietoxi- silan); Union Carbide A-1120 (N-beta(aminoetyl)-gamma-aminopro- pyltrimetoxisilan); och Union Carbide A-ll6O (Ureidosilan).

Vad beträffar de i nedanstående exempel använda sandsorterna har det noterats att Wedron 5010-kiseldioxidsand ger bättre håll- fasthet och att de mera föredragna bindemedelsnivåerna kan sänkas till ca O,7%, eftersom detta är en "ren" rundkornig kiseldioxid- sand. Port Crescent-sand och Manley lL-sand är sjösand som klas- sificeras som spetsig sand. Även om de olika sandsorterna tvät- tas och torkas, innehåller de lerföroreningar. Större mängd bin- demedel erfordras med sjösand än för Wedron-sand för att ekviva- lent hållfasthet skall uppnås. Aluminiumutskakningen är mycket bättre med dessa typer av sjösand än för Wedron-sand, men yt- finishen för aluminiumgjutdetaljer är inte lika bra.

Dessutom har det noterats, att fenolandelen och isocyanat- andelen i kompositionerna har viskositeter upp till ca 1000 cP och företrädesvis ca 550 eller mindre för att kontakten med 10 15 30 35 40 449 954 .Ö ballastmaterialet skall underlättas. Dessutom innehåller binde- medelskompositionen företrädesvis totalt från ca 35 till ca 50 viktprocent av lösningsmedlen tillsammans, vari inkluderas den torkande oljan. Vidare är det viktigt att fenoldelen och iso- cyanatdelen är blandbara med varandra.! I syfte att ytterligare illustrera föreliggande uppfin- ning ges följande icke begränsande exempel avseende gjutning.

Samtliga delar avser viktdelar, såvida inget annat anges. I samt- liga exempel härdas gjutproverna medelst den s.k. "cold-box"- -processen under användning av dimetyletylamin.

Exempel A Följande är en typisk procedur som kan användas för fram- ställning av novolackpolymerer för användning enligt förelig- gande uppfinning.

Satsa fenolkomponenten, såsom fenol och o-kresol, och form- aldehyd, såsom en vattenlösning av formaldehyd (50%-ig) i ett reaktionskärl försett med omrörare, termometer och kondensor.

Utför omröring under några minuter och tillsätt en syra- katalysator, såsom oxalsyra. Fortsätt omröringen och mät efter några minuter pH-värdet. Detta pH-värde bör företrädesvis vara 0,9 - l,l.

Upphetta till återflöaestemperatur (tex. ca 1oo-1o2°c) och håll blandningen vid denna temperatur till dess att praktiskt taget all formaldehyd har reagerat (O - O,5% fri formaldehyd).

Påbörja atmosfärisk dehydratisering och upphetta till ca l65°C.

Vid denna punkt kan vakuum appliceras för avlägsnande av oreagerade fenoler, eller också kan hartset användas som sådant.

En typisk procedur för avlägsnande av de flesta oreagerade feno- lerna innebär att man applicerar vakuum till dess att temperatu- ren sjunker, t.ex. till 14500. Applicera därefter värme (fort- farande under vakuum) så att temperaturen på nytt höjes till l60°C. Hartset blandas därefter med lösningsmedel och är sedan färdigt för användning.

Exempel B _ Följande är en typisk procedur, som kan användas för fram- ställning av polymerer av resoltyp lämpade för användning enligt föreliggande uppfinning.

Satsa fenolkomponenten, såsom fenol och o-kresol, form- aldehydkomponenten, såsom 91%-ig paraformaldehyd, och ortodiri- 10 15 Z0 SU 40 U 449 954 gerande metallkatalysator, såsom zinkacetat, i ett reaktionskärl av den typ som har beskrivits i Exempel A.

Upphetta blandningen till och håll densamma vid ca ll5°C under återflödesbetingelser. bildas.

Fortsätt återflödeskokningen, oberoende av reaktionstem- peraturen, till dess att all formaldehyd har reagerat eller till dess att den fria formaldehyden är mindre än ca 5%.

Upphetta under atmosfäriska dehydratiseringsbetingelser till ca 12500 till dess att praktiskt taget all fri formaldehyd har reagerat.

Hartset kan vid denna tidpunkt spädas med lösningsmedel, eller kan vakuum appliceras för avlägsnande av de sista spåren av vatten och hartset därefter blandas med lösningsmedel.

Exempel l Ca 5000 delar Port Crescent-sand blandas med ca 16,1 delar fenolhartskomposition med ca 50 viktprocent av ett fenoliskt novolackharts av o-kresol, fenol och formaldehyd i ett molför- hållande av O,5:O,5:O,675; ca 55 viktprocent DBE-2; ca 15 vikt- procent av ett G6-C10-dialkyladipat; ca 2% av TXIB (2,2,4-tri- metyl-l,5~pentandioldiisobutyrat); och ca 0,2% av Dow Corning Z6040 (gamma-glycidoxipropyltrimetoxisilan) under ca 2 minuter.

Till denna blandning sättes ca l5,9 delar av en isocyanatkompo- sition med ca 75 viktprocent Mondur MR (blandning av difenyl- metandiisocyanat och trifenylmetantriisocyanat); ca 10 viktpro- cent linolja; ca 8,8% Texaco 7545 (ett aromatiskt lösningsmedel med en ursprunglig kokpunkt (IBP) av ca 22500, 10% vid ca 25500; 50% vid ca 26500; 90% vid ca 51500; och en torr slutpunkt vid 570°C); och ca 6,2% kercsen under ungefär 2 minuter.

Den erhållna gjutblandningen pressas med hjälp av luft- blåsning till standardiserade AFS-draghållfasthetsprover (hundben) under användning av standardproceduren.

De erhållna testproverna härdas därefter genom gasning med dimetyletylamin i l sekund och genomblåses med luft i ca 4 sekun- der. De härdade proverna testas vad beträffar draghållfasthet och aluminiumutskakning.

"Hundben"-kärnorna användes vid utskakningsstudier med aluminiumgjutdetaljer. Sju draghållfasthetsbriketter (hundben) anordnades i en form. Formen innehöll ett grindsystem. Formen Temperaturen sjunker när vatten 10 20 25 35 40 449 954 1s är utformad så att den ger ihåliga gjutdetaljer med en metall- tjocklek av ca 6,4 mm på samtliga sidor. En öppning i en ände av gjutdetaljen anordnas för avlägsnande av kärnan från gjut- detaljen. Smält aluminium med en temperatur av ca 700°C fram- ställt av aluminiumråämne hälldes i formen. Efter kylning i unge- fär 1 timme togs aluminiumgjutdetaljerna ut genom grindsystemet och avlägsnades från formen för utskakningsförsök.

Utskakningsförsöken utföres på ett sådant sätt att man placerar en gjutdetalj i en 5,8 l behållare. Behållaren placeras på en skakmekanism och utsättes för skakning i 5 minuter. Vikten av den sandkärna som avlägsnas från gjutdetaljen på detta sätt jämföras med den ursprungliga vikten av sandkärnan, och den pro- centuella utskakningen beräknas. Kvarvarande sand i gjutdetaljen efter den ovan beskrivna omskakningen avlägnas genom skrapning och väges också. Det torde observeras, att det ovan beskrivna utskakningsförsöket inte är något standardförsök. Vi känner inte till något standardförsök för mätning av denna egenskap. Det an- vända försöket ger en tillförlitlig uppfattning om sönderskak- ningsförmågan för ett bindemedel och är användbart för en jämfö- relse av den relativa sönderdelningsförmågan för bindemedel. För de angivna procenthalterna gäller naturligtvis en viss felmargi- nal, men värdena är dock så tillförlitliga att man får en klar indikation på sönderdelbarheten.

Den genomsnittliga omedelbara draghållfastheten är ca 5,5 kg/cm2, medan den efter ca l timme är ca 7,2 kg/omg, efter ca 5 timmar ungefär 7,4 kg/cm2 och efter 6 dagar och vid tid- punkten för hällning av metallen ca 9,8 kg/cm2. Det föreligger 100%-ig utskakning från aluminium.

Exempel 2 Exempel l upprepas med undantag av att gjutblandningen in- nehåller ca 20,2 delar av fenolhartskompositionen och ca 17,5 de- lar isocyanatkomposition. Den genomsnittliga omedelbara drag- hållfastheten är ca 7,7 kg/omg, medan den efter l timme är ca lO,l kg/cm2, efter ca 5 timmar ungefär 11,0 kg/omg och efter 6 dagar och vid tidpunkten för hällning ca 14,4 kg/cm2. Aluminium- * utskakningen är ca 59%.

Exempel 5 , Exempel l upprepas med det undantaget att gjutblandningen innehåller ca 24,2 delar av fenolhartskompositionen och ca 10 15 25 40 1, 449 954 20,8 delar av isocyanatkompositionen. Den genomsnittliga omedel- bara draghållfastheten är ca 8,4_kg/cm2, medan den efter l timme är ca 14,6 kg/cm2, efter ungefär 5 timmar ca 14,9 kg/cm2 och efter 6 dagar samt vid tidpunkten för hållning ca 18,8 kg/cmg.

Aluminiumutskakningen är ca 24%.

Exempel 4 I Exempel 1 upprepas med det undantaget att gjutblandningen innehåller ca 7000 viktdelar Manley 1L-sand; ca 52,5 viktdelar av fenolhartskompositionen och ca 52,5 viktdelar av isocyanat- kompositionen, vilken modifieras genom tillsats av ca 0,5 vikt- procent ftaloylklorid. Den genomsnittliga omedelbara draghåll~ fastheten är ca 11,5 kg/cmâ, medan den efter 1 timme är ca 17,8 kg/cm2 och efter en natt ca 16,9 kg/omg. Aluminiumutskak- ningen är 100%. Kompositionen testas också vad beträffar bänk- livslängd ("bench life") med följande resultat: efter 1 l/2 tim- me en genomsnittlig omedelbar draghållfasthet av ca 9,8 kg/cm2 och över natten ca 15,6 kg/cmz; efter ca 5 timmar en genomsnitt- lig omedelbar hållfasthet av ca 8,6 kg/cmz och ett medelvärde över natten av ca l4,l kg/cm2; efter ca 4 1/2 timme en genom- snittlig omedelbar hållfasthet av ca 7,6 kg/cm2 och över natten i genomsnitt ca 11,8 kg/cm2; efter 5 1/2 timme i genomsnitt en omedelbar hållfasthet av ca 7,2 kg/cm2 och över natten i medel- tal ca 11,1 kg/omg; efter ca 6 l/2 timme en genomsnittlig omedel- bar hållfasthet av ca 6,5 kg/omg och över natten i medeltal ca 10,8 kg/cmz.

Exempel 5 Exempel l upprepas med det undantaget att gjutblandningen innehåller ca 5000 viktdelar Wedron 5010-sand, ca 22,5 viktdelar av en fenolhartskomposition och ca 22,5 viktdelar av isocyanat- kompositionen. Fenolhartskompositionen innehåller ca 50 viktpro- cent av ett fenolharts av ortokresol, fenol och formaldehyd i ett molförhållande av ca O,5:0,5:O,675, ca 54 viktprocent DBE-2, ca ll viktprocent Texaco 7545 och ca 5 viktprocent TXIB. Iso- cyanatkompositionen är densamma som användes i Exempel 1 med undantag av att ca 10 viktprocent träolja användes i stället för linolja. Den genomsnittliga omedelbara draghållfastheten är ca 11,3 kg/emg, medan den efter 1 timme vid 40% fuktighet är ee 15,7 xg/emâ, efter 1 timme via 80% fuktighet ee 13,2 kg/emg een över natten vid ca 40% fuktighet ca 12,9 kg/omg samt över natten 10 15 25 30 40 449 954 N vid ee 80% fuktighet ee 4,4 kg/ema.

Exempel 6 Exempel 5 upprepas med undantag av att isocyanatkomposi- tionen innehåller ca 5 viktprocent av träoljan och ca 13,8 vikt- procent av Texaco 7545. Den genomsnittliga omedelbara draghåll- feetneten är ee 10,7 kg/ema, medan den efter 1 timme vid ee 40% fuktighet är ca l§,5 kg/cm2, efter 1 timme vid ca 80% relativ fuktighet ca 13,0 kg/cm2, över natten vid ca 40% relativ fuk- tighet ca 12,7 kg/cm2 samt över natten vid ca 80% fuktighet ca 4,8 kg/emE.

Exempel I Exempel 6 upprepas med undantag av att fenolhartskomposi- tionen även innehåller ca 0,2 viktprocent Dow Corning Z6040. Den genomsnittliga omedelbara draghållfastheten är ca 9,1 kg/cma, medan den efter ungefär 1 timme vid 40% fuktighet är ca 13,4 kg/cm2, efter ca 1 timme vid 80% fuktighet ca 12,7 kg/cmz, över natten vid ca 40% relativ fuktighet 14,6 kg/cm2 samt över netten vid 80% reietiv fuktighet ee 13,9 kg/em2.

En jämförelse mellan Exempel 8 och Exempel 7 visar den för- bättrade fuktbeständighet som erhålles genom användning av en silan.

Exempel 8 Exempel 7 upprepas med undantag av att isocyanatdelen av kompositionen innehåller ca 5 viktprocent vegetabilisk olja och ca 13,85 viktprocent Texaco 7545. Den genomsnittliga omedelbara draghållfastheten är ca 8,7 kg/cme, medan den efter 1 timme vid ca 60% relativ fuktighet är ca 7,9 kg/cmz, efter l timme vid ungefär 80% relativ fuktighet ca 6,3 kg/cm2, över natten vid ca 40% relativ fuktighet ca 13,4 kg/cma och över natten vid ca 80% reietiv fuktighet ee 12,3 kg/em2.

Exempel 9 Exempel 8 upprepas med undantag av att isocyanatdelen av kompositionen innehåller ca 8,8 viktprocent Texaco 7545 och ca 10 viktprocent sojabönolja. Den genomsnittliga omedelbara drag- hållfastheten är ca 8,9 kg/cm2, medan den efter 1 timme vid ca 60% relativ fuktighet är ee 11,5 kg/emg, efter 1 timme vid ee 80% relativ fuktighet ca 9,1 kg/cm2, över natten vid en relativ , fuktighet av ca 40% ca 17,6 kg/cmz samt över natten vid ca 80% reietiv fuktighet ee 15,1 kg/ema. n, 10 -15 20 35 40 21 449 954 Exempel 10 9 Föregående exempel upprepas med det undantaget att iso- cyanatdelen av kompositionen innehåller ca 5 viktprocent soja- bönolja och ca 15,8 viktprocent av Texaco 7545. Den genomsnitt- liga omedelbara draghållfastheten är ca 10,4 kg/cm2, medan den efter 1 timme vid ca 60% relativ fuktighet är ca 10,9 kg/cmg, efter 1 timme vid ca 80% relativ fuktighet ca 9,8 kg/cma, över natten vid ca 40% relativ fuktighet ca 15,5 kg/cm2 samt över natten vid ca 80% relativ fuktighet ca 15,6 kg/omg.

Exempel 11 9 Exempel 1 upprepas med undantag av att gjutblandningen in- nehåller ca 4000 g Wedron 5010 som sand, medan isocyanatdelen av kompositionen innehåller ca 17,5 viktprocent linolja och ca 1,5 viktprocent Texaco 7545. Den genomsnittliga omedelbara drag- hållfastheten är ca 14,1 kg/cmg, medan den efter 1 timme är ca 18,6 kg/emz, över natten vid 40% relativ fuktighet ea 21,3 kg/emz, över natten via ea 78% relativ fuktighet ea 10,2 kg/omg, över natten vid ca 92% relativ fuktighet ca 8,8 kg/omg samt över natten vid 100% relativ fuktighet ca 4,0 kg/cm2. När entimmes-provbitarna härdades vid 14900 i ca 15 minuter, uppvisade de vid kylning en hållfasthet av ca 28,8 kg/emg.

Exempel 12 Exempel l upprepas med undantag av att gjutblandningen innehåller ca 5000 viktdelar wedron 5010 som sand, medan iso- cyanatdelen av kompositionen innehåller ca 75 viktprocent Isonate l45L (difenylmetandiisocyanat), ca 5 viktprocent lin- olja, ca 15,8 viktprocent Texaco 7545 och ca 6,2 viktprocent kerosen. Den genomsnittliga omedelbara draghållfastheten är ca 7,9 kg/cmg, medan den efter 1 timme är ca 11,8 kg/cm2, efter 2 timmar ca 12,5 kg/cmz och efter 4 timmar och vid tidpunkten för hällning ca 12,0 kg/cm2. Den procentuella aluminiumutskak- ningen är ca 55%. I gjutkompositionen enligt detta exempel an- vändes ca 15,5 viktdelar av fenolhartskompositionen och ca 14,5 viktdelar av isocyanatkcmpositionen.

Exempel 15 Exempel 12 upprepas med undantag av att gjutblandningen innehåller ca 12,4 viktdelar av fenolhartskompositionen och ca 11,6 viktdelar av isocyanatkompositionen samt att isocyanatkom- 10 15 20 30 u-l (fl 40 449 954 3 to positionen innehåller ca 10% linolja och ca 8,8% aromatiskt lös- ningsmedel i form av HiSol-10 i stället för Texaco 7545. Den genomsnittliga omedelbara draghållfastheten är ca 6,3 kg/cm2, medan-den efter 1 timme är ca 10,2 kg/cmg, efter 2 timmar ca 10,2' rg/cnâ, efter 4 dagar ccn vid tidtnnxtcn för naiining ca 10,6 kg/cm2. Den procentuella aluminiumutskakningen är ca 95%.

Exempel 14 Exempel 1 upprepas med undantag av att gjutblandningen innehåller ca 3000 viktdelar Wedron 5010 som sand, ca 12,9 vikt- delar av fenolhartskompositionen samt 11,1 viktdelar av en iso- cyanatkomposition. Denna isocyanatkomposition innehåller ca 75 viktprocent Mondur MR, ca 5 viktprocent linolja, ca 15,8 vikt- procent HiSol-10 och ca 6,2 viktprocent kerosen. Den genomsnitt- liga omedelbara draghållfastheten är ca 7,4 kg/cm2, efter 1 tim- me ca 9,4 kg/cm2 och efter 4 dagar samt vid tidpunkten för häll- ning ca 10,4 kg/omg. Den procentuella aluminiumutskakningen är ca 52%.

Exempel 15 Exempel 14 upprepas med undantag av att isocyanatdelen av kompositionen innehåller ca 75 viktprocent PAPI 901 (polymetylen- polyfenylisocyanat) som isocyanat. Den genomsnittliga omedelbara draghållfastheten är ca 6,0 kg/cmg, efter l timme ca 8,6 kg/cm2 samt efter 4 dagar och vid tidpunkten för nailning ca 9,8 kg/cmz.

Den procentuella aluminiumutskakningen är ca 26%.

Det kan tilläggas, att en upprepning av ovanstående två exempel under ökning av bindemedelshalten till 1%, räknat på sanden, resulterade i 0% aluminiumutskakning. Sanden från dessa båda exempel kunde emellertid lätt avlägsnas från gjutdetaljen med ett minimum av mekanisk kraft, såsom slag.

Exempel 16 Exempel 1 upprepas med undantag av att gjutblandningen in- nehåller ca 2000 viktdelar wedron 5010 som sand, ca 15 viktdelar av en fenolhartskomposition och ca 15 viktdelar av isocyanatkom- positionen. Fenolhartskompositionen innehåller ca 45 viktprocent av ett fenolharts baserat på fenol och formaldehyd i ett molför- hållande av ca l:O,685, ca 40 viktprocent DBE-2, ca 10 viktprocent TXIB och ca 5 viktprocent furfuryhflknhol. Den ursprungliga drag- hållfastheten är mindre än 0,4 kg/cm2, medan den efter 24 timmar är ca 9,8 kg/cm2. 10 15 25 30 35 40 ¿3 449 954 Exempel 11 Exempel l upprepas med undantag av att gjutkompositionen innehåller ca 5000 viktdelar Wedron 5010 somsand, ca 16,1 vikt- delar av fenolhartskompositionen och ca 15,9 viktdelar av iso- cyanatkompositionen. Fenolhartskompositionen innehåller ca 50 vikt- procent av ett fenoliskt novolackharts av 2,6-xylenol, fenol och formaldehyd i ett molförhållande av ca 0,55:0,65:0,75, ca 55 vikt- procent DBE-2, ca 12 viktprocent av ett 06-C10-dialkyladipat, ca 5 viktprocent butyl-Cellosolve-acetat och ca 0,2 viktprocent Dow Corning Z6040. Den genomsnittliga omedelbara draghållfast- heten är ca 6,5 kg/cm2 och efter 1 timme ca 11,4 kg/cmz, och aluminiumutskakningen är ca 55%.

Exempel 18 Exempel 1 upprepas med undantag av att gjutblandningen in- nehåller ca 5000 viktdelar Wedron 5010 som sand, ca 25,7 vikt- delar av en fenolhartskomposition och ca 21,5 viktdelar av iso- cyanatkompositionen. Fenolhartskompositionen innehåller ca 45 viktprocent av ett fenoliskt novolackharts av en nonylfenol, fenol och formaldehyd i ett molförhållande av ca 0,2:0,8:0,7, ca 40 viktprocent DBE-2, ca 10 viktprocent Texaco 7545 och ca 5 viktprocent TXIB samt ca 0,2 viktprocent Dow Corning Z6040.

Den genomsnittliga ursprungliga draghållfastheten är ca 2,7 kg/cm2, efter l timme ca 5,5 kg/cm2 och efter 24 timmar ca 9,6 kg/omg.

Claims (20)

449 954 24 PATENTKRAV

1. I. _Bindemedelskomposition lämpad för framställning av gjut- formar, vilken i blandning innefattar en hartskomponent, en hårdar- komponent och en bryggbildarkomponent, varvid hartskomponenten inne- fattar ett icke vattenbaserat fenolharts, som innefattar en kon- densationsprodukt av en fenol med den allmänna formeln: OH O

2. A B vari Aj B och C är väte, kolväteradikaler eller halogen, med en aldehyd med den allmänna formeln R'CHO, där R' är väte eller en kolväteradikal med 1-8 kolatomer, och varvid bryggbíldarkomponen- ten innefattar flytande polyisocyanat innehållande minst tvâ iso- cyanatgrupper, k ä n n e t e c k n a d av att den dessutom i blandning innehåller en torkæuk olja i en mängd av upp till ca 15 viktprocent av bíndemedelskompositionen. Z. Bindemedelskomposition enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den torkande oljan är vald ur gruppen av estrar av eteniskt omättade fettsyror, värmebehandlade, luftblâs- ta eller syreblåsta modifikationer därav eller blandningar därav.

3. Bindemedelskomposition enligt krav 2, k ä n n e - t e c k n a d av att oljan är linolja.

4. Bindemedelskomposition enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att oljan är en vegetabilisk olja.

5. Bindemedelskomposition enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att oljan är sojabönolja.

6. Bindemedelskomposition enligt krav 2, k ä n n e - t e c k n a d av att oljan är träolja.

7. Bindemedelskomposition enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att mängden olja är minst ca 2 viktprocent av bíndemedelskompositionen.

8. Bindemedelskomposition enligt krav 7, k ä n n e - t e c k n a d av att oljan är närvarande i en mängd av från ca 4 till ca 10 viktprocent av bindemedelskompositionen.

9. Bindemedelskomposítion enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att fenolhartset är ett novolackharts. « l 449 954 Ex) UI

10. Bindemedelskomposition enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att fenolhartset_är baserat på en fenol, som innefattar en alkyl-ortosubstituerad fenolförening.

11. Bindemedelskomposition enligt krav 10, k ä n n e - t e c k n a d av att fenolhartset är baserat på en Fenol, som innefattar en monoalkyl-ortosubstituerad fenol.

12. Bindemedelskomposition enligt krav 9, k ä n n e - t e c k n a d av att fenolhartset är ett novolackharts av o-kre- sol, fenol och formaldehyd. .

13. Bindemedelskompositíon enligt krav 12, k ä n n e - t e c k n a d av att fenolhartset är baserat på en fenolkompo- nent innefattande ortokresol och fenol i ett molförhållande av från ca o,z:o,s till o,s=o,z.

14. Bindemedelskompositíon enligt krav 12, k ä n n e - t e c k n a d av att fenolhartset är av fenol, ortokresol och formaiaehyd i eu; molförhåliande av ca o,s:o,s=o,67s.

15. Bindemedelskomposition enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den innehåller en silan.

16. Gjutformningskomposition innefattande A. en huvudmängd av gjutballastmaterial, och B. en effektiv bindande mängd 'upp till ca 40 viktprocent, räknat på ballastmaterialet, av bindemedelskompositionen enligt krav 1.

17. Förfarande för framställning av en gjutform vid vilket man A. blandar gjutballastmaterial med en bindande mängd av upp till ca 10 víktprocent, räknat på vikten av ballastmaterialet, av bindemedelskomposítionen enligt krav 1, inför den i steg A erhållna gjutblandníngen i en form, härdar gjutblandningen i formen så att den blir självbäran- de, och D. därefter avlägsnar den formade gjutblandningen från steg C från formen och tillåter den att härda ytterligare, varigenom man erhåller en hård, solid, härdad gjutform.

18., Förfarande för gjutning av en metall vid vilket man A. tillverkar en gjutform enligt krav 17, B. häller metallen, under det att den befinner sig i flytande tillstånd, i eller kring nämnda form, C. tillåter metallen att svalna och stelna, och D. därefter avskiljer det formade föremålet.

19. Förfarande enligt krav 18, k ä n n e t e c k n a t 449 954 (0 Q\ av att metallen är en metall av ícke-ferrotyp med låg smältpunkt.

20. Förfarande enligt krav_19, att metallen är aluminium. kännetecknat av