TW202229492A - 鑄模造模用黏結劑組合物 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種鑄模造模用黏結劑組合物,其含有呋喃甲醇(成分A)、雙羥甲基呋喃(成分B)、樹脂(成分C)及水(成分D),且滿足下述條件(1)~(5)。
條件(1):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分A之含量為30.0質量%以下
條件(2):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分D之含量為25.0質量%以下
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
根據本發明,可提供一種可大幅提高低溫環境下之鑄模強度的單體狀呋喃甲醇之含量較少之黏結劑組合物。
Description
本發明係關於一種鑄模造模用黏結劑組合物。
一般而言,酸硬化性鑄模藉由如下方式製造:向矽砂等耐火性粒子中添加含有酸硬化性樹脂之鑄模造模用黏結劑組合物及含有磺酸、硫酸、磷酸等之硬化劑組合物,將該等進行混練後,將所獲得之混練砂填充至木模等原模,使酸硬化性樹脂硬化。酸硬化性樹脂使用呋喃樹脂或酚樹脂等,呋喃樹脂使用呋喃甲醇-脲-甲醛樹脂、呋喃甲醇-甲醛樹脂、呋喃甲醇-苯酚-甲醛樹脂、其他公知之改性呋喃樹脂等。此種鑄模之製造方法可進行自由度較高之造模作業,又,鑄模之熱性能優異,故可製造高品質之鑄件,因此廣泛用於鑄造機械零件或建築機械零件、或者汽車用零件等鑄件。
製造鑄模之一個重要條件係改善鑄模製造時(樹脂硬化時)之作業環境,尤其是,期望減少呋喃樹脂中之單體狀呋喃甲醇,以減少製造鑄模時揮發之呋喃甲醇。
例如,日本專利特表2014-501175號公報中揭示有如下內容:藉由使用單體狀呋喃甲醇之含量較少之黏結劑組合物,可減少混練時或鑄模造模時呋喃甲醇及甲醛之釋放。
又,日本專利特開昭56-61420號公報中揭示有一種單體狀呋喃甲醇之含量較少之鑄模造模用苯酚-呋喃甲醇-甲醛樹脂之製造方法,該製造方法藉由充分地進行反應來將呋喃甲醇骨架以較高之比率導入至樹脂結構中。
進而,日本專利特開2013-151019號公報中揭示有如下內容:藉由使用含有5-羥甲基糠醛或2,5-雙羥甲基呋喃代替呋喃甲醇之黏結劑組合物,可於相同適用時間下縮短脫模時間,從而提高鑄模生產性,且提高硬化速度及鑄模強度。
本發明係一種鑄模造模用黏結劑組合物,其含有呋喃甲醇(成分A)、雙羥甲基呋喃(成分B)、樹脂(成分C)及水(成分D),且
滿足下述條件(1)~(5)。
條件(1):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分A之含量為30.0質量%以下
條件(2):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分D之含量為25.0質量%以下
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
又,本發明係一種鑄模造模用組合物,其含有上述鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
又,本發明係一種鑄模用組合物,其含有耐火性粒子、上述鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
又,本發明係一種鑄模之製造方法,其包括:混合步驟,其將耐火性粒子、上述鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物混合,獲得鑄模用組合物;及硬化步驟,其將上述鑄模用組合物裝入模框,使該鑄模用組合物硬化。
關於先前提出之單體狀呋喃甲醇之含量較少之黏結劑組合物,其鑄模強度、尤其是低溫(例如5℃以下)環境下之鑄模強度不足,仍有改善之餘地。
本發明提供一種可大幅提高低溫環境下之鑄模強度且單體狀呋喃甲醇之含量較少之鑄模造模用黏結劑組合物、鑄模造模用組合物、及鑄模用組合物、以及鑄模之製造方法。
本發明係一種鑄模造模用黏結劑組合物,其含有呋喃甲醇(成分A)、雙羥甲基呋喃(成分B)、樹脂(成分C)及水(成分D),且
滿足下述條件(1)~(5)。
條件(1):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分A之含量為30.0質量%以下
條件(2):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分D之含量為25.0質量%以下
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
又,本發明係一種鑄模造模用組合物,其含有上述鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
又,本發明係一種鑄模用組合物,其含有耐火性粒子、上述鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
又,本發明係一種鑄模之製造方法,其包括:混合步驟,其將耐火性粒子、上述鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物混合,獲得鑄模用組合物;及硬化步驟,其將上述鑄模用組合物裝入模框,使該鑄模用組合物硬化。
根據本發明,可提供一種可大幅提高低溫環境下之鑄模強度且單體狀呋喃甲醇之含量較少之鑄模造模用黏結劑組合物、鑄模造模用組合物、及鑄模用組合物、以及鑄模之製造方法。
以下,對本發明之一實施方式進行說明。
<鑄模造模用黏結劑組合物>
本實施方式之鑄模造模用黏結劑組合物(以下,亦簡稱為黏結劑組合物)含有呋喃甲醇(成分A)、雙羥甲基呋喃(成分B)、樹脂(成分C)及水(成分D),且滿足下述條件(1)~(5)。
條件(1):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分A之含量為30.0質量%以下
條件(2):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分D之含量為25.0質量%以下
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
根據上述黏結劑組合物,可提供一種可大幅提高低溫環境下之鑄模強度且單體狀呋喃甲醇之含量較少之黏結劑組合物。上述黏結劑組合物發揮此種效果之原因雖不明確,但認為如下。
雙羥甲基呋喃(成分B)與樹脂(成分C)相比,與呋喃甲醇(成分A)之反應性優異,且降低上述黏結劑組合物之黏度。若雙羥甲基呋喃(成分B)之含量增加,則反應性提高,黏結劑組合物之黏度亦降低,與耐火性粒子之混煉性亦提高,故鑄模強度提高。另一方面,由於雙羥甲基呋喃(成分B)之熔點較高,故若其含量增加,則保存穩定性變差(條件(3))。又,若樹脂中之氮含量增加,則進行交聯反應,鑄模強度提高。另一方面,若樹脂中之氮含量增加,則黏結劑組合物之黏度變高,與耐火性粒子之混煉性變差,強度降低(條件(4))。因此,認為隨著樹脂中之氮含量增加,增加相對於雙羥甲基呋喃(成分B)與樹脂(成分C)之合計含量之雙羥甲基呋喃(成分B)之含量而降低黏度,藉此可提高鑄模強度(條件(5))。
[呋喃甲醇(成分A)]
基於改善作業環境之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分A之含量為30.0質量%以下,較佳為25.0質量%以下,更佳為20.0質量%以下,進而較佳為15.0質量%以下。基於提高鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分A之含量較佳為超過0質量%,更佳為5.0質量%以上,進而較佳為10.0質量%以上,進而更佳為15.0質量%以上,進而更佳為20.0質量%以上。再者,成分A之含量可藉由實施例中記載之方法進行測定。
[雙羥甲基呋喃(成分B)]
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述成分B較佳為2,5-雙羥甲基呋喃及/或3,4-雙羥甲基呋喃,更佳為2,5-雙羥甲基呋喃。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分B之含量較佳為18.0質量%以上,更佳為20.0質量%以上,進而較佳為21.0質量%以上,進而更佳為22.0質量%以上,進而更佳為39.0質量%以上,進而更佳為51.0質量%以上,進而更佳為63.0質量%以上。基於提高保存穩定性之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分B之含量較佳為70.0質量%以下,更佳為68.0質量%以下,進而較佳為65.0質量%以下,進而更佳為63.0質量%以下。再者,成分B之含量可藉由實施例中記載之方法進行測定。
[樹脂(成分C)]
上述成分C並無特別限定,只要為用作鑄模造模用黏結劑之樹脂即可。作為用作鑄模造模用黏結劑之樹脂,可例示酸硬化性樹脂,作為該酸硬化性樹脂,可例示選自由呋喃樹脂、三聚氰胺與醛類之縮合物、脲與醛類之縮合物、及伸乙脲與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上。基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述成分C較佳為含有呋喃樹脂。再者,上述成分C不含呋喃甲醇。
上述呋喃樹脂係使含有呋喃甲醇之單體組合物聚合而獲得者,並無特別限定,只要可用於鑄模造模用黏結劑即可。基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述呋喃樹脂較佳為含有選自由呋喃甲醇與脲之縮合物;呋喃甲醇與三聚氰胺之縮合物;呋喃甲醇與伸乙脲之縮合物;呋喃甲醇、脲及醛類之縮合物(脲改性呋喃樹脂);呋喃甲醇、三聚氰胺及醛類之縮合物;呋喃甲醇、伸乙脲及醛類之縮合物;呋喃甲醇縮合物;呋喃甲醇與醛類之縮合物;及呋喃甲醇、酚類及醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上,更佳為含有選自由脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上。
作為上述醛類,可例舉:甲醛、乙醛、乙二醛、糠醛、對苯二甲醛、羥甲基糠醛等,可適當使用該等中之一種以上。基於提高鑄模強度之觀點而言,較佳為使用甲醛,基於減少造模時之甲醛產生量之觀點而言,較佳為使用糠醛、對苯二甲醛或羥甲基糠醛。
作為上述酚類,可例舉:苯酚、甲酚、間苯二酚、雙酚A、雙酚C、雙酚E、雙酚F等,可使用該等中之一種以上。
上述呋喃樹脂可藉由公知之方法製造。例如,於上述呋喃樹脂為脲改性呋喃樹脂之情形時,脲改性呋喃樹脂可藉由使脲0.6~30.0質量份及多聚甲醛0.4~50.0質量份與呋喃甲醇100.0質量份進行反應來獲得。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述呋喃樹脂中之選自由上述脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上的合計含量較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,進而較佳為98質量%以上,進而較佳為實質上100質量%,進而更佳為100質量%。再者,於本說明書中,「實質上」係指可含有雜質程度之量。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述成分C中之呋喃樹脂之含量較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,進而較佳為95質量%以上,進而較佳為98質量%以上,進而較佳為實質上100質量%,進而更佳為100質量%。
基於提高樹脂之交聯密度而大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述成分C中之氮含量(於本說明書中,氮含量係指氮原子之含量)為2.7質量%以上,較佳為2.8質量%以上,更佳為3.7質量%以上,進而較佳為4.6質量%以上。基於維持與耐火性骨材之良好混練性,抑制鑄模強度降低之觀點而言,上述成分C中之氮含量為22.0質量%以下,較佳為21.0質量%以下,更佳為17.0質量%以下,進而較佳為13.9質量%以下。再者,成分C中之氮含量可藉由實施例中記載之方法進行測定。
基於提高樹脂之交聯密度而大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分C之含量較佳為5.0質量%以上,更佳為6.0質量%以上,進而較佳為7.0質量%以上。基於維持與耐火性骨材之良好混練性,抑制鑄模強度降低之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分C之含量較佳為45.0質量%以下,更佳為43.0質量%以下,進而較佳為42.0質量%以下。
基於提高樹脂之交聯密度而大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之氮含量較佳為0.1質量%以上,更佳為0.2質量%以上。基於維持與耐火性骨材之良好混練性,抑制鑄模強度降低之觀點而言,上述黏結劑組合物中之氮含量較佳為3.5質量%以下,更佳為3.2質量%以下,進而較佳為3.0質量%以下。再者,黏結劑組合物中之氮含量可藉由實施例中記載之方法進行測定。
基於提高樹脂之交聯密度而大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上,較佳為51.0質量%以上,更佳為63.0質量%以上。基於提高保存穩定性之觀點而言,上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為95.0質量%以下,較佳為92.0質量%以下,更佳為90.0質量%以下,進而較佳為78.0質量%以下。
當將上述黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物滿足上述式(1)。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物較佳為上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0~95.0質量%,且上述成分C中之氮含量為2.7~22.0質量%,且滿足上述式(1)。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物較佳為上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為51.0~95.0質量%,且上述成分C中之氮含量為2.7~22.0質量%,且滿足上述式(1)。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物更佳為上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為63.0~95.0質量%,且上述成分C中之氮含量為2.7~22.0質量%,且滿足上述式(1)。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物進而較佳為上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為63.0~95.0質量%,且上述成分C中之氮含量為3.7~17.0質量%,且滿足上述式(1)。
基於降低單體狀呋喃甲醇之含量且大幅提高低溫環境下之鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物進而更佳為上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為63.0~95.0質量%,且上述成分C中之氮含量為4.6~13.9質量%,且滿足下述式(2)。
1.32x+57.4≦y (2)
基於提高保存穩定性之觀點而言,上述黏結劑組合物進而更佳為上述黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為63.0~78.0質量%,且上述成分C中之氮含量為4.6~13.9質量%,且滿足上述式(2)。
[水(成分D)]
基於提高鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分D之含量為25.0質量%以下,較佳為20.0質量%以下。基於調整上述黏結劑組合物之黏度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述成分D之含量較佳為5.0質量%以上,更佳為8.0質量%以上,進而較佳為10.0質量%以上。再者,成分D之含量可藉由實施例中記載之方法進行測定。
[硬化促進劑]
基於提高鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物亦可包含硬化促進劑。基於提高鑄模強度之觀點而言,硬化促進劑較佳為選自由酚衍生物、芳香族二醛及單寧類所組成之群中之一種以上。
作為上述酚衍生物,例如可例舉:間苯二酚、甲酚、對苯二酚、間苯三酚、亞甲基雙酚等。基於提高鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之上述酚衍生物之含量較佳為1~25質量%,更佳為2~15質量%,進而較佳為3~10質量%。
作為上述芳香族二醛,可例舉:對苯二甲醛、鄰苯二甲醛及間苯二甲醛等、以及其等之衍生物等。其等之衍生物係指於作為基本骨架之具有兩個甲醯基之芳香族化合物之芳香環上具有烷基等取代基的化合物等。基於使芳香族二醛充分溶解於呋喃樹脂之觀點、及抑制芳香族二醛本身之臭味之觀點而言,上述黏結劑組合物中之芳香族二醛之含量較佳為0.1~15質量%,更佳為0.5~10質量%,進而較佳為1~5質量%。
作為上述單寧類,可例舉縮合單寧或水解型單寧。作為該等縮合單寧或水解型單寧之例,可例舉具有鄰苯三酚骨架或間苯二酚骨架之單寧。又,亦可添加含有該等單寧類之樹皮萃取物、或從源自植物之葉子、果實、種子、及寄生於植物之蟲癭等天然物萃取之萃取物。基於提高硬化速度之觀點及提高鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之單寧類之含量較佳為0.2~10質量%,更佳為1.0~7質量%,進而較佳為1.9~5質量%。
基於製造鑄模用組合物時及製造鑄模時之作業性之觀點而言,上述黏結劑組合物於25℃下之黏度較佳為70 mPa・s以下,更佳為50 mPa・s以下。再者,黏結劑組合物於25℃下之黏度可藉由實施例中記載之方法進行測定。
上述黏結劑組合物中亦可進而包含矽烷偶合劑等添加劑。例如,若上述黏結劑組合物中包含矽烷偶合劑,則可進一步提高所獲得之鑄模之最終強度,故較佳。作為矽烷偶合劑,可使用:N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷;3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧矽烷;脲基矽烷、巰基矽烷、硫基矽烷、甲基丙烯醯氧基矽烷、丙烯醯氧基矽烷等。較佳為胺基矽烷、環氧矽烷、脲基矽烷。更佳為胺基矽烷、環氧矽烷。於胺基矽烷中,較佳為N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷。於環氧矽烷中,較佳為3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷。
基於提高鑄模強度之觀點而言,上述黏結劑組合物中之矽烷偶合劑之含量較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上。基於相同之觀點而言,上述黏結劑組合物中之矽烷偶合劑之含量較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下,進而較佳為1質量%以下,進而較佳為0.5質量%以下。
本實施方式之鑄模造模用黏結劑組合物適宜用於自硬性鑄模之造模。此處,自硬性鑄模係如下鑄模:當於砂中混合黏結劑組合物及硬化劑時,隨著時間推移而進行聚合反應,鑄模硬化。此時使用之砂之溫度為-20℃~50℃之範圍,較佳為0℃~40℃。對於此種溫度之砂,選擇適合其之量之硬化劑添加至砂中,藉此可使鑄模適當地硬化。
<鑄模造模用組合物>
本實施方式之鑄模造模用組合物含有上述黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。本實施方式之鑄模造模用組合物具有與上述黏結劑組合物相同之效果。
[硬化劑組合物]
上述硬化劑組合物並無特別限定,只要含有使上述黏結劑組合物硬化之硬化劑即可。作為該硬化劑,可例示酸系硬化劑,可使用一種以上先前公知者,例如:二甲苯磺酸(尤其是間二甲苯磺酸)、甲苯磺酸(尤其是對甲苯磺酸)及甲磺酸等磺酸系化合物;磷酸、酸性磷酸酯等磷酸系化合物;硫酸等。基於操作性之觀點而言,該等化合物較佳為水溶液。進而,硬化劑組合物中可含有選自由醇類、醚醇類及酯類所組成之群中之一種以上之溶劑或羧酸類。
上述硬化劑組合物中之上述溶劑之含量可根據作業環境之溫度或耐火性粒子之溫度適當調整,以獲得所需之反應速度及鑄模強度,一般而言,基於使硬化劑組合物溶解之觀點而言,較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,進而較佳為20質量%以上。基於提高鑄模強度之觀點而言,上述硬化劑組合物中之上述溶劑之含量較佳為90質量%以下,更佳為80質量%以下,進而較佳為70質量%以下。
基於提高鑄模強度之觀點而言,上述硬化劑組合物中之上述硬化劑之含量較佳為10質量%以上,更佳為20質量%以上,進而較佳為30質量%以上。基於使硬化劑組合物溶解之觀點而言,上述硬化劑組合物中之上述硬化劑之含量較佳為95質量%以下,更佳為90質量%以下,進而較佳為80質量%以下。
關於上述黏結劑組合物與上述硬化劑之質量比,基於提高硬化速度,提高鑄模強度之觀點而言,相對於上述黏結劑組合物100質量份,上述硬化劑較佳為10~60質量份,更佳為10~40質量份,進而較佳為10~30質量份。
[鑄模用組合物]
本實施方式之鑄模用組合物含有耐火性粒子、上述黏結劑組合物及上述硬化劑組合物。本實施方式之鑄模用組合物具有與上述黏結劑組合物相同之效果。
[耐火性粒子]
作為上述耐火性粒子,可使用一種或兩種以上矽砂、鉻砂、鋯砂、橄欖石砂、氧化鋁砂、莫來石砂、合成莫來石砂等先前公知者,又,亦可使用將使用過之耐火性粒子回收所獲得者或進行再生處理所獲得者等。其中,較佳為包含矽砂。
於上述鑄模用組合物中,上述耐火性粒子、上述黏結劑組合物及上述硬化劑之質量比可適當設定,基於提高硬化速度,提高鑄模強度之觀點而言,相對於上述耐火性粒子100質量份,上述黏結劑組合物較佳為0.5~1.5質量份,上述硬化劑較佳為0.07~1質量份之範圍。
<鑄模之製造方法>
本實施方式之鑄模之製造方法包括:混合步驟,其將耐火性粒子、上述黏結劑組合物及上述硬化劑組合物混合,獲得鑄模用組合物;及硬化步驟,其將上述鑄模用組合物裝入模框,使該鑄模用組合物硬化。該鑄模之製造方法具有與上述黏結劑組合物相同之效果。
於上述混合步驟中,添加、混合上述黏結劑組合物及上述硬化劑組合物以及耐火性粒子之順序並無特別限定,可將上述黏結劑組合物與上述硬化劑組合物混合,製造鑄模造模用組合物,然後將該鑄模造模用組合物與耐火性粒子混合,亦可分別添加、混合上述黏結劑組合物、上述硬化劑組合物及耐火性粒子,但基於保存穩定性及鑄模之生產性之觀點而言,較佳為將上述黏結劑組合物、上述硬化劑組合物及耐火性粒子混合,獲得鑄模用組合物。又,基於提高鑄模強度之觀點而言,較佳為向耐火性粒子中添加硬化劑組合物並進行混合,其次添加黏結劑組合物並進行混合。又,於使用兩種以上硬化劑組合物之情形時,可將各硬化劑組合物混合後添加,亦可分別添加各硬化劑組合物。
於上述混合步驟中,作為混合各原料之方法,可使用公知之一般方法,例如可例舉藉由分批混合機添加各原料並進行混練之方法、及向連續混合機供給各原料並進行混練之方法。
於本實施方式之鑄模之製造方法中,除了該混合步驟以外,可直接利用先前之鑄模之製造工藝來製造鑄模。
對於上述實施方式,本發明進而揭示以下組合物、製造方法或用途。
<1>一種鑄模造模用黏結劑組合物,其含有呋喃甲醇(成分A)、雙羥甲基呋喃(成分B)、樹脂(成分C)及水(成分D),且
滿足下述條件(1)~(5)。
條件(1):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分A之含量為30.0質量%以下
條件(2):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分D之含量為25.0質量%以下
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
<2>如<1>所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其含有呋喃甲醇(成分A)、雙羥甲基呋喃(成分B)、樹脂(成分C)及水(成分D),且
滿足下述條件(1)~(5)。
條件(1):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分A之含量為5.0質量%以上30.0質量%以下
條件(2):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分D之含量為5.0質量%以上25.0質量%以下
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
<3>如<1>或<2>所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分A之含量為10.0質量%以上30.0質量%以下。
<4>如<1>至<3>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分A之含量為15.0質量%以上30.0質量%以下。
<5>如<1>至<4>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分D之含量為8.0質量%以上25.0質量%以下。
<6>如<1>至<5>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分D之含量為10.0質量%以上20.0質量%以下。
<7>如<1>至<6>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其滿足下述條件(3)~(5)。
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為51.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
<8>如<1>至<7>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其滿足下述條件(3)~(5)。
條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為63.0質量%以上95.0質量%以下
條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下
條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1)
2.97x+15.2≦y (1)
<9>如<1>至<8>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分C含有呋喃樹脂,且上述成分C中之上述呋喃樹脂之含量為80質量%以上。
<10>如<1>至<9>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分C含有呋喃樹脂,且上述成分C中之上述呋喃樹脂之含量為90質量%以上。
<11>如<1>至<10>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分C含有呋喃樹脂,且上述成分C中之上述呋喃樹脂之含量為95質量%以上。
<12>如<1>至<11>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分C含有呋喃樹脂,且上述成分C中之上述呋喃樹脂之含量為98質量%以上。
<13>如<1>至<12>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分C含有呋喃樹脂,且上述成分C中之上述呋喃樹脂之含量實質上為100質量%。
<14>如<9>至<13>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述呋喃樹脂含有選自由脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上。
<15>如<14>所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述呋喃樹脂中之選自由上述脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上的合計含量為90質量%以上。
<16>如<14>或<15>所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述呋喃樹脂中之選自由上述脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上的合計含量為95質量%以上。
<17>如<14>至<16>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述呋喃樹脂中之選自由上述脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上的合計含量為98質量%以上。
<18>如<14>至<17>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述呋喃樹脂中之選自由上述脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上的合計含量實質上為100質量%。
<19>一種鑄模造模用組合物,其含有如<1>至<18>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
<20>一種鑄模用組合物,其含有耐火性粒子、如<1>至<18>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
<21>如<20>所記載之鑄模用組合物,其中相對於上述耐火性粒子100質量份,上述黏結劑組合物為0.5~1.5質量份,上述硬化劑為0.07~1質量份。
<22>一種鑄模之製造方法,其包括:混合步驟,其將耐火性粒子、如<1>至<18>中任一項所記載之鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物混合,獲得鑄模用組合物;及硬化步驟,其將上述鑄模用組合物裝入模框,使該鑄模用組合物硬化。
[實施例]
以下,對具體表示本發明之實施例等進行說明。
<物性之測定方法>
[水之含量]
使用自動水分測定裝置(平沼產業股份有限公司製造,AQV-2200A),基於JIS K 0068所示之卡氏法進行測定。
[呋喃甲醇及雙羥甲基呋喃之含量]
使用氣相層析儀(島津製作所股份有限公司製造,GC-2014S),藉由下述條件之氣相層析分析進行測定。
・校準曲線:使用呋喃甲醇及雙羥甲基呋喃製成。
・內部標準溶液:1,6-己二醇
・管柱:PEG-20M Chromosorb WAW DMCS 60/80目(GL Science公司製造)
・管柱溫度:80~200℃(8℃/min)
・注入溫度:210℃
・檢測器溫度:250℃ 載氣:50 mL/min(He)
[氮含量]
基於JIS K 6451-2所示之凱氏法進行測定。
[黏度]
使用E型黏度計(RE-80R,東機產業股份有限公司製造),於25℃下,使用標準轉子(圓錐角:1°34'圓錐半徑:24 mm),以轉速100 rpm測定黏度。
<樹脂之製造方法>
[脲改性呋喃樹脂]
向三口燒瓶中投入呋喃甲醇609 g、25質量%氫氧化鈉水溶液0.7 g、92質量%多聚甲醛188 g、脲140 g,於常壓下於100℃下反應45分鐘。然後,投入戊二酸1.4 g,進而於100℃下反應45分鐘。然後,添加脲52 g,於70℃下反應30分鐘。反應後,用25質量%氫氧化鈉水溶液將pH值調整為10。對於所獲得之組合物,使用旋轉蒸發器,於110℃、內部氣壓5 mmHg之條件下進行減壓蒸餾,去除水及一部分呋喃甲醇。所獲得之反應物之組成為脲改性呋喃樹脂71.9質量%、呋喃甲醇28.1質量%。又,所獲得之反應物之氮含量為14.5質量%,脲改性呋喃樹脂之氮含量為20.2質量%。
[呋喃甲醇縮合物]
向三口燒瓶中投入呋喃甲醇492 g、戊二酸8 g,於常壓下於100℃下反應5小時。然後,用25質量%氫氧化鈉水溶液將pH值調整為10。對於所獲得之組合物,使用旋轉蒸發器,於110℃、內部氣壓為5 mmHg之條件下進行減壓蒸餾,去除水及一部分呋喃甲醇。所獲得之反應物之組成為呋喃甲醇縮合物79.0質量%、呋喃甲醇21.0質量%。
[2,5-雙羥甲基呋喃(BHMF)]
向三口燒瓶中投入呋喃甲醇615 g、92質量%多聚甲醛205 g、戊二酸41 g,於常壓下於100℃下反應3小時。其後,用48%氫氧化鈉水溶液將pH值調整為10。對於所獲得之組合物,使用旋轉蒸發器,於110℃、內部氣壓為5 mmHg之條件下進行減壓蒸餾,藉此去除呋喃甲醇及水分。使所獲得之殘留物完全溶解於加熱至40℃之氯仿中之後,於5℃下進行冷卻,藉此獲得BHMF之結晶。然後,反覆進行兩次同樣之操作。所獲得之結晶之純度為100質量%。
<黏結劑組合物之製造例>
[製造例1]
以日本專利特開2013-151019號公報之段落0055<縮合物1之製造>中記載之順序獲得樹脂a。對該樹脂a之未反應呋喃甲醇及水分進行測定,根據該測定結果,使用上述樹脂a、呋喃甲醇、水及矽烷偶合劑,以呋喃甲醇之含量成為50質量%,水之含量成為10質量%,矽烷偶合劑之含量成為0.15質量%之方式製備,獲得製造例1之黏結劑組合物。
[製造例2]
使用上述樹脂a、呋喃甲醇、水及矽烷偶合劑,以呋喃甲醇之含量成為50質量%,水之含量成為20質量%,矽烷偶合劑之含量成為0.15質量%之方式製備,獲得製造例2之黏結劑組合物。
[製造例3]
向三口燒瓶中投入呋喃甲醇587 g、25質量%氫氧化鈉水溶液1.0 g、92質量%多聚甲醛159 g、戊二酸29 g,於常壓下於125℃下反應3小時。然後,冷卻至90℃,加入脲35 g,之後升溫至105℃,於同一溫度下反應2小時。反應後,冷卻至75℃,加入脲7 g,於同一溫度下反應20分鐘,獲得樹脂b。樹脂b中之呋喃甲醇為20.0質量%,BHMF為29.5質量%,水為6.8質量%,以及氮含量為2.4質量%。向上述樹脂b中加入矽烷偶合劑1.5 g、呋喃甲醇36 g、水145 g並進行混合,獲得製造例3之黏結劑組合物。製造例3之黏結劑組合物中之呋喃甲醇之含量為20.0質量%,BHMF之含量為24.1質量%,呋喃樹脂之含量為32.9質量%,水之含量為20.0質量%,呋喃樹脂中之氮含量為6.0質量%。
[製造例4]
向三口燒瓶中投入呋喃甲醇588 g、25質量%氫氧化鈉水溶液1.0 g、92質量%多聚甲醛159 g、苯甲酸29 g,於常壓下於125℃下反應2小時。其後,冷卻至90℃,投入92質量%多聚甲醛10 g、脲50 g,升溫至105℃,於同一溫度下反應2小時。反應後,冷卻至75℃,加入脲11 g,於同一溫度下反應20分鐘,獲得樹脂c。上述樹脂c中之呋喃甲醇為22.0質量%,BHMF為26.4質量%,水為7.4質量%,以及氮含量為3.3質量%。向上述樹脂c中加入矽烷偶合劑1.5 g、呋喃甲醇13 g、水138 g並進行混合,獲得製造例4之黏結劑組合物。製造例4之黏結劑組合物中之呋喃甲醇之含量為20.0質量%,BHMF之含量為22.4質量%,呋喃樹脂之含量為34.6質量%,水之含量為20.0質量%,呋喃樹脂中之氮含量為8.1質量%。
[製造例5]
向三口燒瓶中加入359 g之上述樹脂c、121 g之呋喃甲醇、173 g之水、345 g之BHMF、1.5 g之矽烷偶合劑,於40℃下攪拌30分鐘,獲得製造例5之黏結劑組合物。製造例5之黏結劑組合物中之呋喃甲醇之含量為20.0質量%,BHMF之含量為44.0質量%,呋喃樹脂之含量為14.7質量%,水之含量為20.0質量%,呋喃樹脂中之氮含量為8.1質量%。
[製造例6]
向三口燒瓶中投入呋喃甲醇569 g、25質量%氫氧化鈉水溶液0.9 g、92質量%多聚甲醛154 g、戊二酸28 g,於常壓下於125℃下反應3小時。然後,冷卻至90℃,加入伸乙脲58 g,之後升溫至105℃,於同一溫度下反應3小時。反應後,冷卻至75℃,加入脲8 g,於同一溫度下反應20分鐘,獲得樹脂d。樹脂d中之呋喃甲醇為20.6質量%,BHMF為28.0質量%,水為6.5質量%,以及氮含量為2.8質量%。向上述樹脂d中加入矽烷偶合劑1.5 g、呋喃甲醇31 g、水147 g並進行混合,獲得製造例6之黏結劑組合物。製造例6之黏結劑組合物中之呋喃甲醇之含量為20.0質量%,BHMF之含量為23.0質量%,呋喃樹脂之含量為34.1質量%,水之含量為20.0質量%,呋喃樹脂中之氮含量為6.7質量%。
[製造例7]
向三口燒瓶中投入呋喃甲醇587 g、25質量%氫氧化鈉水溶液1.0 g、92質量%多聚甲醛195 g、戊二酸29 g,於常壓下於125℃下反應2小時。然後,冷卻至90℃,加入三聚氰胺28 g,之後升溫至105℃,於同一溫度下反應2小時。反應後,冷卻至75℃,加入脲8 g,於同一溫度下反應20分鐘,獲得樹脂e。樹脂e中之呋喃甲醇為19.3質量%,BHMF為27.5質量%,水為7.3質量%,以及氮含量為2.8質量%。向上述樹脂e中加入矽烷偶合劑1.5 g、呋喃甲醇43 g、水141 g並進行混合,獲得製造例7之黏結劑組合物。製造例7之黏結劑組合物中之呋喃甲醇之含量為20.0質量%,BHMF之含量為22.4質量%,呋喃樹脂之含量為34.6質量%,水之含量為20.0質量%,呋喃樹脂中之氮含量為6.6質量%。
[製造例8]
根據日本專利特表2014-501175記載之KH-Y之製造法,以下述順序製造製造例6之黏結劑組合物。向三口燒瓶中投入呋喃甲醇197 g、92質量%多聚甲醛196 g、苯甲酸4.7 g,於常壓下於110℃下反應1小時。向該反應物中進而加入呋喃甲醇394 g、苯甲酸9.4 g,升溫至135℃,回流5小時。反應結束後之溫度為125℃。然後,投入脲60 g,歷時約40分鐘冷卻至60℃,獲得樹脂f。上述樹脂f中之呋喃甲醇為23.2質量%,BHMF為14.8質量%,水為7.3質量%,以及氮含量為3.3質量%。向上述樹脂f中加入矽烷偶合劑1.5 g、水137 g並進行混合,獲得製造例8之黏結劑組合物。製造例8之黏結劑組合物中之呋喃甲醇之含量為20.0質量%,BHMF之含量為12.7質量%,呋喃樹脂之含量為45.7質量%,水之含量為20.0質量%,呋喃樹脂中之氮含量為6.1質量%。
<實施例1~21及比較例1~9>
[鑄模造模用黏結劑組合物之製造]
使用上述製造例中所獲得之脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇-甲醛樹脂、BHMF、呋喃甲醇、水及矽烷偶合劑,於40℃下混合30分鐘,獲得實施例1~16及比較例1~8之鑄模造模用黏結劑組合物。實施例17~21、比較例9及參考例1、2之鑄模造模用黏結劑組合物分別使用以上所示之製造例1~8之組合物。
[鑄模用組合物之製造]
於5℃、55%RH之條件下,於呋喃再生矽砂100質量份中添加硬化劑組合物,其次添加表1所示之鑄模造模用黏結劑組合物0.8質量份,將該等混合,獲得鑄模用組合物。再者,硬化劑組合物使用二甲苯磺酸/硫酸系硬化劑(Kao Lightener US-3、Kao Lightener C-21:Kao-Quaker公司製造)。硬化劑組合物之添加量相對於呋喃再生矽砂100質量份為0.32質量份,調整Kao Lightener US-3與Kao Lightener C-21之比率,使下述試樣之壓縮強度成為0.20~0.35 MPa/30分鐘。又,於添加量為0.32質量份時不滿足上述壓縮強度之情形時,僅使用Kao Lightener US-3,且增加添加量,使其滿足上述壓縮強度。
[鑄模壓縮強度之評價]
將剛混練後之鑄模用組合物立即填充到直徑50 mm、高度50 mm之圓柱形試樣框中,經過30分鐘後進行脫模,用JIS Z 2604-1976中記載之方法測定壓縮強度(MPa),將該強度作為「30分鐘後之壓縮強度」。將「30分鐘後之壓縮強度」作為硬化速度之標準,確認到硬化劑量合適。又,另外將鑄模用組合物同樣地填充到試樣框中,經過2小時後進行脫模,填充後24小時後,用JIS Z 2604-1976中記載之方法測定壓縮強度(MPa),作為「24小時後之壓縮強度」。數值越高,表示鑄模強度越高。將評價結果示於表1及表2。
[表1]
鑄模造模用黏結劑組合物 | 條件1 | 條件2 | 條件3 | 條件4 | 條件5 | 評價 | |||||||||
成分A | 成分B | 成分C | 成分D | 矽烷偶合劑 (質量%) | 合計 (質量%) | 黏度 (mPa・s) | 呋喃甲醇 (質量%) | 水 (質量%) | 相對於成分B與成分C之合計含量之成分B之含量 (y質量%) | 成分C中之氮含量 (x質量%) | 2.97x+15.2≦y | 24小時後鑄模壓縮強度 (MPa) | 24小時後鑄模壓縮強度相對值(%) | ||
呋喃甲醇 (質量%) | 2,5-雙(羥甲基)呋喃 (質量%) | 呋喃樹脂 | 水 (質量%) | ||||||||||||
脲改性呋喃樹脂 (質量%) | 呋喃甲醇縮合物 (質量%) | ||||||||||||||
參考例1 | 製造例1之組合物 | 23 | 50.00 | 10.00 | - | - | - | 3.38 | 基準 | ||||||
實施例1 | 20.00 | 31.05 | 15.01 | 23.79 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 64 | 20.00 | 10.00 | 44.5 | 7.8 | 滿足 | 2.74 | 81.1 |
實施例2 | 20.00 | 31.05 | 10.00 | 28.80 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 48 | 20.00 | 10.00 | 44.5 | 5.2 | 滿足 | 2.77 | 82.0 |
實施例3 | 20.00 | 62.55 | 5.01 | 2.29 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 30 | 20.00 | 10.00 | 89.6 | 14.0 | 滿足 | 3.29 | 97.3 |
實施例4 | 20.00 | 48.03 | 15.01 | 6.81 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 64 | 20.00 | 10.00 | 68.8 | 13.8 | 滿足 | 2.86 | 84.6 |
實施例5 | 20.00 | 28.72 | 10.01 | 31.12 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 49 | 20.00 | 10.00 | 41.1 | 4.9 | 滿足 | 2.72 | 80.5 |
實施例6 | 25.00 | 26.66 | 9.30 | 28.89 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 45 | 25.00 | 10.00 | 41.1 | 4.9 | 滿足 | 3.11 | 92.0 |
實施例7 | 30.00 | 24.61 | 8.58 | 26.66 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 41 | 30.00 | 10.00 | 41.1 | 4.9 | 滿足 | 3.30 | 97.6 |
實施例8 | 20.00 | 28.78 | 15.01 | 26.06 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 70 | 20.00 | 10.00 | 41.2 | 7.4 | 滿足 | 2.75 | 81.4 |
實施例9 | 20.00 | 54.83 | 15.02 | 0.00 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 60 | 20.00 | 10.00 | 78.5 | 20.1 | 滿足 | 2.89 | 85.5 |
實施例10 | 20.00 | 62.40 | 1.04 | 6.41 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 23 | 20.00 | 10.00 | 89.3 | 2.8 | 滿足 | 2.92 | 86.4 |
比較例1 | 20.00 | 31.05 | 20.00 | 18.80 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 90 | 20.00 | 10.00 | 44.5 | 10.4 | 不滿足 | 2.56 | 75.7 |
比較例2 | 20.00 | 31.05 | 5.00 | 33.80 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 37 | 20.00 | 10.00 | 44.5 | 2.6 | 滿足 | 2.36 | 69.8 |
比較例3 | 20.00 | 31.05 | 0.00 | 38.80 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 29 | 20.00 | 10.00 | 44.5 | 0.0 | 滿足 | 1.91 | 56.5 |
比較例4 | 20.00 | 32.82 | 25.51 | 11.52 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 172 | 20.00 | 10.00 | 47.0 | 13.8 | 不滿足 | 2.08 | 61.5 |
比較例5 | 20.00 | 16.20 | 10.00 | 43.65 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 51 | 20.00 | 10.00 | 23.2 | 3.8 | 不滿足 | 2.27 | 67.2 |
比較例6 | 20.00 | 23.30 | 10.00 | 36.55 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 50 | 20.00 | 10.00 | 33.4 | 4.3 | 滿足 | 2.50 | 74.0 |
比較例7 | 20.00 | 62.38 | 0.00 | 7.47 | 10.00 | 0.15 | 100.00 | 24 | 20.00 | 10.00 | 89.3 | 0.0 | 滿足 | 2.16 | 63.9 |
·矽烷偶合劑:N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷 |
[表2]
鑄模造模用黏結劑組合物 | 條件1 | 條件2 | 條件3 | 條件4 | 條件5 | 評價 | |||||||||
成分A | 成分B | 成分C | 成分D | 矽烷偶合劑 (質量%) | 合計 (質量%) | 黏度 (mPa・s) | 呋喃甲醇 (質量%) | 水 (質量%) | 相對於成分B與成分C之合計含量之成分B之含量 (y質量%) | 成分C中之氮含量 (x質量%) | 2.97x+15.2≦y | 24小時後鑄模壓縮強度 (MPa) | 24小時後鑄模壓縮強度相對值(%) | ||
呋喃甲醇 (質量%) | 2,5-雙(羥甲基)呋喃 (質量%) | 呋喃樹脂 | 水 (質量%) | ||||||||||||
脲改性呋喃樹脂 (質量%) | 呋喃甲醇縮合物 (質量%) | ||||||||||||||
參考例2 | 製造例2之組合物 | 17 | 50.00 | 20.00 | - | - | - | 3.05 | 基準 | ||||||
實施例11 | 20.00 | 38.03 | 15.01 | 6.81 | 20.00 | 0.15 | 100.00 | 27 | 20.00 | 20.00 | 63.5 | 13.8 | 滿足 | 2.60 | 85.2 |
實施例12 | 20.00 | 38.00 | 5.00 | 16.85 | 20.00 | 0.15 | 100.00 | 20 | 20.00 | 20.00 | 63.5 | 4.6 | 滿足 | 2.97 | 97.4 |
實施例13 | 20.00 | 52.42 | 5.10 | 2.33 | 20.00 | 0.15 | 100.00 | 17 | 20.00 | 20.00 | 87.6 | 13.8 | 滿足 | 3.01 | 98.7 |
實施例14 | 20.00 | 45.32 | 10.00 | 4.53 | 20.00 | 0.15 | 100.00 | 22 | 20.00 | 20.00 | 75.7 | 13.9 | 滿足 | 2.92 | 95.7 |
實施例15 | 20.00 | 44.83 | 15.02 | 0.00 | 20.00 | 0.15 | 100.00 | 25 | 20.00 | 20.00 | 74.9 | 20.1 | 滿足 | 2.66 | 87.2 |
實施例16 | 15.00 | 50.32 | 10.00 | 4.53 | 20.00 | 0.15 | 100.00 | 27 | 15.00 | 20.00 | 77.6 | 13.9 | 滿足 | 2.65 | 86.9 |
實施例17 | 製造例3之組合物 | 32 | 20.00 | 20.00 | 42.3 | 6.0 | 滿足 | 2.67 | 87.5 | ||||||
實施例18 | 製造例4之組合物 | 41 | 20.00 | 20.00 | 39.3 | 8.1 | 滿足 | 2.61 | 85.6 | ||||||
實施例19 | 製造例5之組合物 | 20 | 20.00 | 20.00 | 75.0 | 8.1 | 滿足 | 2.87 | 94.1 | ||||||
實施例20 | 製造例6之組合物 | 18 | 20.00 | 20.00 | 40.3 | 6.7 | 滿足 | 2.50 | 82.0 | ||||||
實施例21 | 製造例7之組合物 | 38 | 20.00 | 20.00 | 39.3 | 6.6 | 滿足 | 2.54 | 83.3 | ||||||
比較例8 | 20.00 | 22.82 | 25.52 | 11.51 | 20.00 | 0.15 | 100.00 | 80 | 20.00 | 20.00 | 38.1 | 13.8 | 不滿足 | 2.00 | 65.6 |
比較例9 | 製造例8之組合物 | 24 | 20.00 | 20.00 | 21.8 | 6.1 | 不滿足 | 1.58 | 51.8 | ||||||
·矽烷偶合劑:N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷 |
Claims (7)
- 一種鑄模造模用黏結劑組合物,其含有呋喃甲醇(成分A)、雙羥甲基呋喃(成分B)、樹脂(成分C)及水(成分D),且 滿足下述條件(1)~(5): 條件(1):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分A之含量為30.0質量%以下 條件(2):上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分D之含量為25.0質量%以下 條件(3):上述鑄模造模用黏結劑組合物中上述成分B之含量相對於上述成分B與上述成分C之合計含量為39.0質量%以上95.0質量%以下 條件(4):上述成分C中之氮含量為2.7質量%以上22.0質量%以下 條件(5):當將上述鑄模造模用黏結劑組合物中之上述成分B之含量設為y,將上述成分C之氮含量設為x時,滿足下式(1) 2.97x+15.2≦y (1)。
- 如請求項1之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述成分C含有呋喃樹脂,上述成分C中之上述呋喃樹脂之含量為80質量%以上。
- 如請求項2之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述呋喃樹脂含有選自由脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上。
- 如請求項3之鑄模造模用黏結劑組合物,其中上述呋喃樹脂中之選自由上述脲改性呋喃樹脂、呋喃甲醇縮合物及呋喃甲醇與醛類之縮合物所組成之群中之一種以上、以及選自由從上述群中選擇之兩種以上之共縮合物所組成之群中之一種以上的合計含量為90質量%以上。
- 一種鑄模造模用組合物,其含有如請求項1至4中任一項之鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
- 一種鑄模用組合物,其含有耐火性粒子、如請求項1至4中任一項之鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物。
- 一種鑄模之製造方法,其包括:混合步驟,其將耐火性粒子、如請求項1至4中任一項之鑄模造模用黏結劑組合物、及包含使該鑄模造模用黏結劑組合物硬化之硬化劑之硬化劑組合物混合,獲得鑄模用組合物;及硬化步驟,其將上述鑄模用組合物裝入模框,使該鑄模用組合物硬化。
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