AT368731B - Formstoffmischung fuer giessereiformen und -kerne - Google Patents

Formstoffmischung fuer giessereiformen und -kerne

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Das technische Gebiet, auf welches sich die Erfindung bezieht, sind Formstoffmischungen für Giessereiformen und-kerne bestehend aus Formsand und einem Furanharz, denen erfindungsgemäss aromatisches Polyesterpolyol zugesetzt ist. 



   In der Wärme härtbare Harze sind solche, welche, wenn sie einer erhöhten Temperatur ausgesetzt werden, aushärten, wobei dadurch entweder die Härtung eingeleitet oder die Härtung des Harzes verursacht wird. Wenn diese in der Wärme härtbaren Harze als Bindemittel für Giessereikerne und Giessereiformen verwendet werden, so bezeichnet man sie   als "Heisskastenbinder".   Sie sind als Formsandbindemittel brauchbar, weil das Gemisch bestehend aus Harz und Sand in geheizten Formen 
 EMI1.1 
 



   Eine Klasse von in der Giessereitechnik bekannten Heisskastenbindern sind Furanbinder, welche Furfurylalkohol enthalten. Solche Binder enthalten Furfurylalkoholharze, Furfurylalkohol-Formaldehydharze, Harnstoff-Formaldehyd-Furfurylalkoholharze und Phenol-Formaldehyd-Furfurylalkoholharze. Diese Binder werden gewöhnlich durch Wärmeeinwirkung gehärtet und ihre Härtung kann durch die Gegenwart von sauren Härtekatalysatoren, wie   NHNO" NH Cl, FeCl,, HCl, AlClj,   sowie Säuren oder sauren Salzen, die in der Giesserei allgemein als latente Katalysatoren bekannt sind, beschleunigt werden. Diese Binder werden gewöhnlich in Mengen von etwa 0,5 bis etwa 5   Gew.-%,   bezogen auf das Gewicht des Sandes, verwendet. 



   Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Formstoffmischung. Insbesondere ist ein Ziel der Erfindung die Schaffung einer im Heisskastenverfahren verarbeitbaren Formstoffmischung, die verbesserte Festigkeitseigenschaften, eine verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit und bessere Formtrenneigenschaften sowie gute Ausschütteleigenschaften besitzt. 



   Diese vorerwähnten Ziele werden dadurch erreicht, dass die Formstoffmischung für Giessereiformen und-kerne, bestehend aus Formsand und 0, 5 bis 5   Gew.-%,   bezogen auf das Gewicht des Formsandes, eines Furanharzbinders, bis zu 30   Gew.-%,   vorzugsweise 2 bis 18   Gew.-%,   bezogen auf das Gewicht des Furanharzes, eines aromatischen Polyesterpolyols, wie beispielsweise ein Polyesterpolyol abgeleitet von durch Polycarbomethoxy substituiertem Diphenyl-, Polyphenyl- und Benzylestern der Toluylatgruppe, zugesetzt sind. Die aromatischen Polyesterpolyole sind Polyester mit hohem Molekulargewicht und relativ hohen Viskositäten.

   Diese Polyester können als Umesterungsprodukte eines Dialkylterephthalats und eines aliphatischen Glykols, wie beispielsweise Dimethylterephthalat (DMT) und Diäthylenglykol oder Äthylenglykol, hergestellt werden. Der bevorzugte Polyester ist das Umesterungsprodukt von DMT-verestertem Oxydatrückstand und Diäthylenglykol. 



  Solche aromatischen Polyesterpolyole werden im Handel von der Firma Hercules Incorporated unter dem   Warennamen"TERATE"-Polyole,   Serien 100,200 und 300, vertrieben. Beispielsweise ist das TERATE 203-Harzpolyol ein aromatisches Polyesterpolyol, welches in typischer Weise etwa 9% Hydroxylgruppen und weniger als etwa 1% Methoxylgruppen enthält, eine Säurezahl von 4, 2 und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 0, 2% besitzt, einen Gehalt an freiem Äthylenglykol von etwa 9% und eine durchschnittliche Funktionalität von 2, 3 aufweist, und   Viskositäten   von 30000 mPa s bei 25 C, 7000 mPa s bei   400C   und 90 mPa s bei   100 C   besitzt. 



   Das aromatische Polyesterpolyol kann mit dem Furanbinder als Kaltmischung verwendet werden oder es kann mit dem Furfurylalkohol vermischt und sodann dem Furanbinder zugesetzt werden. Gewünschtenfalls kann das aromatische Polyesterpolyol bis zu einem gewissen Ausmass mit dem Furfurylalkohol oder dem Furanbinder oder mit beiden vorumgesetzt werden. Das aromatische Polyesterpolyol kann in Mengen von bis zu 30   Gew.-%,   bezogen auf das Furanharz, eingesetzt werden. 



  Die bevorzugte Menge an aromatischem Polyesterpolyol liegt zwischen etwa 2 bis etwa 18   Gew.-%.   



   Das Beispiel 1 erläutert die Herstellung eines Furanharzes, wogegen die Beispiele 2 und 3 die Verwendung des Harzes gemäss Beispiel 1 als Giessereisandbindemittel sowohl allein als auch in verschiedenen Kombinationen mit aromatischen Polyesterpolyolen veranschaulichen, wie in den Tabellen I und II gezeigt ist, aus welchen die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäss hergestellten Sandkerne ersichtlich sind. 



   Beispiel 1 : In einen mit Kühler ausgerüsteten 3 1-Kolben wurden 119 g Methanol, 253 g Harnstoff,   0, 5   g Ätzalkalilösung (50% NaOH) und 324 g Paraformaldehyd (91%) eingetragen. Das Gemisch   wurde sodann auf 900 C erhitzt und der pH-Wert des Gemisches auf etwa 7, 5 bis 8, 0 eingestellt. 



  H   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Nachdem alles Paraformaldehyd in Lösung gegangen war, wurde das Gemisch auf einen PH-Wert von etwa 5, 0 bis 5, 5 mit Essigsäure (30%) angesäuert. Die Reaktion wurde bei 90 bis   95 C   so lange fortgesetzt, bis die Viskosität etwa 4, 5 bis   5, 0 cm'/s   erreichte, wonach nach Zusatz von 300 g Furfurylalkohol das Gemisch 15 min lang gerührt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde abgekühlt und mit 0, 15% (bezogen auf das Gewicht des Reaktionsgemisches) Silane   [N-ss-(Aminoäthyl)-&gamma;-amino-   polytrimethoxysilan A1120 der Firma Union Carbide versetzt. 



   Beispiel 2 : Das Harz gemäss Beispiel 1 wurde als Giessereiheisskastenbinder zur Bildung von Standard-Hundeknochenproben verwendet, an welchen Zugfestigkeitstests durchgeführt wurden. Die Formtemperatur betrug 218 bis   233 C.   Ein Katalysator bestehend aus einem Gemisch von 39, 1 Teilen 
 EMI2.1 
 wurde zum Sand hinzugefügt und 2 min mit diesem vermischt, wonach das Harz zugegeben und weitere 2 min lang eingemischt wurde.

   Tabelle I 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Test <SEP> Nr. <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> Wedron <SEP> 5010 <SEP> Sand <SEP> (Gew.-Teile) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Katalysator <SEP> (Gew.-Teile, <SEP> bezogen <SEP> auf
<tb> 100 <SEP> Teile <SEP> Harz) <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Harz <SEP> (Gew.-Teile, <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> 1 <SEP> Teil <SEP> Sand) <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> 
<tb> Gehalt, <SEP> Gew.-% <SEP> 100% <SEP> Harz <SEP> 95% <SEP> Harz <SEP> 70% <SEP> Harz <SEP> 95% <SEP> Harz <SEP> 
<tb> 5% <SEP> Dläthylen- <SEP> 25% <SEP> Furfurylalkohol <SEP> 5% <SEP> Terate
<tb> glykol <SEP> 5% <SEP> 50/50 <SEP> Gemisch <SEP> 203
<tb> von <SEP> Furfurylalkohol <SEP> 
<tb> und <SEP> Terate <SEP> 203 <SEP> 
<tb> Warmzugfestigkeit <SEP> N/cm2
<tb> Verweilzeit, <SEP> s
<tb> 10-6, <SEP> 86 <SEP> 26,

   <SEP> 06 <SEP> 29, <SEP> 49 <SEP> 
<tb> 20-50, <SEP> 78 <SEP> 50, <SEP> 07 <SEP> 55, <SEP> 46
<tb> 30 <SEP> 49, <SEP> 39 <SEP> 60, <SEP> 36 <SEP> 60, <SEP> 36 <SEP> 65, <SEP> 17 <SEP> 
<tb> 40 <SEP> 78, <SEP> 89 <SEP> 75, <SEP> 46 <SEP> 75, <SEP> 46 <SEP> 99, <SEP> 47 <SEP> 
<tb> 60 <SEP> 126, <SEP> 91 <SEP> 163, <SEP> 26 <SEP> 163, <SEP> 26 <SEP> 178, <SEP> 36 <SEP> 
<tb> Zugfestigkeit <SEP> N/cm'
<tb> 30 <SEP> s <SEP> Verweilzeit, <SEP> 5 <SEP> min <SEP> Kälte <SEP> 168,07 <SEP> 210,60 <SEP> 284,69 <SEP> 262,73
<tb> Kaltzugfestigkeit <SEP> N/cm'
<tb> Verweilzeit, <SEP> s
<tb> 5 <SEP> 300, <SEP> 46 <SEP> 231, <SEP> 86 <SEP> 198, <SEP> 94 <SEP> 223, <SEP> 83 <SEP> 
<tb> 10 <SEP> 204, <SEP> 42 <SEP> 358, <SEP> 77 <SEP> 383, <SEP> 27 <SEP> 387, <SEP> 59 <SEP> 
<tb> 20 <SEP> 222,95 <SEP> 343,00 <SEP> 469, <SEP> 67 <SEP> 345,90
<tb> 30 <SEP> 212, <SEP> 66 <SEP> 312,

   <SEP> 13 <SEP> 382, <SEP> 10 <SEP> 355, <SEP> 34 <SEP> 
<tb> 40 <SEP> 216, <SEP> 09 <SEP> 246, <SEP> 96 <SEP> 349, <SEP> 86 <SEP> 244, <SEP> 90 <SEP> 
<tb> 50 <SEP> 164, <SEP> 64 <SEP> 231, <SEP> 86 <SEP> 323, <SEP> 79 <SEP> 231, <SEP> 86 <SEP> 
<tb> 60 <SEP> 195, <SEP> 51 <SEP> 259, <SEP> 30 <SEP> 259, <SEP> 30 <SEP> 246, <SEP> 96 <SEP> 
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
Beispiel 3 : Das Beispiel 2 wurde unter Verwendung des Harzes gemäss Beispiel 1 wiederholt, mit der Ausnahme, dass der Katalysator für die Tests   Ni. l   und 2 aus einem Gemisch von 100 Teilen des Katalysatorgemisches von Beispiel 2,15 Teilen Harnstoff und 2 Teilen Hexamethylentetramin hergestellt wurde. Der Katalysator für die Test Nr. 3, 4 und 5 war derselbe wie der in Beispiel 2. 



   Tabelle II 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Test <SEP> Nr. <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 
<tb> Wedron <SEP> 5010 <SEP> Sand <SEP> (Gew.-Teile) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Katalysator <SEP> (Gew.-Teile, <SEP> bezogen <SEP> auf
<tb> 100 <SEP> Teile <SEP> Harz) <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Harz <SEP> (Gew.-Teile, <SEP> bezogen <SEP> auf
<tb> 1 <SEP> Teil <SEP> Sand) <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> Gehalt, <SEP> Gew.

   <SEP> lOOX <SEP> Harz <SEP> 90X <SEP> Harz <SEP> lOOZ <SEP> Harz <SEP> 95% <SEP> Harz <SEP> 90Z <SEP> Harz <SEP> 
<tb> 10% <SEP> Terate <SEP> 203 <SEP> 5% <SEP> Terate <SEP> 10% <SEP> Terate <SEP> 203
<tb> 203
<tb> Warmzugfestigkeit, <SEP> N/cm' <SEP> 
<tb> Verweilzeit, <SEP> s
<tb> 30 <SEP> 63, <SEP> 79 <SEP> 82, <SEP> 32 <SEP> 63, <SEP> 79 <SEP> 58, <SEP> 31 <SEP> 78, <SEP> 89 <SEP> 
<tb> 60 <SEP> 131, <SEP> 71 <SEP> 194, <SEP> 43 <SEP> 169, <SEP> 44 <SEP> 178, <SEP> 36 <SEP> 197, <SEP> 50 <SEP> 
<tb> Kaltzugfestigkeit, <SEP> N/cm'
<tb> Verweilzeit, <SEP> s
<tb> 5 <SEP> 214, <SEP> 03 <SEP> 207, <SEP> 85 <SEP> 363, <SEP> 58 <SEP> 372, <SEP> 49 <SEP> 391, <SEP> 02 <SEP> 
<tb> 10 <SEP> 348, <SEP> 48 <SEP> 476, <SEP> 77 <SEP> 166, <SEP> 11 <SEP> 399, <SEP> 25 <SEP> 467, <SEP> 56 <SEP> 
<tb> 20 <SEP> 325, <SEP> 85 <SEP> 563, <SEP> 89 <SEP> 186, <SEP> 59 <SEP> 385. <SEP> 23 <SEP> 427.

   <SEP> 37 <SEP> 
<tb> 30 <SEP> 282, <SEP> 63 <SEP> 458, <SEP> 24 <SEP> 201, <SEP> 58 <SEP> 379, <SEP> 81 <SEP> 456, <SEP> 66 <SEP> 
<tb> 40 <SEP> 321, <SEP> 04 <SEP> 414, <SEP> 24 <SEP> 211, <SEP> 28 <SEP> 334, <SEP> 76 <SEP> 330, <SEP> 65 <SEP> 
<tb> 50 <SEP> 286, <SEP> 74 <SEP> 475, <SEP> 39 <SEP> 242, <SEP> 15 <SEP> 221, <SEP> 04 <SEP> 322, <SEP> 32 <SEP> 
<tb> 60 <SEP> 291, <SEP> 55 <SEP> 349, <SEP> 86 <SEP> 238, <SEP> 72 <SEP> 264,79 <SEP> 375,92
<tb> 
 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : Formstoffmischung für Giessereiformen und-kerne bestehend aus Formsand und 0, 5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Formsandes, eines Furanharzbinders, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Furanharzes eines aromatischen Polyesterpolyols, wie beispielsweise ein Polyesterpolyol abgeleitet von durch Polycarbomethoxy substituiertem Diphenyl-, Polyphenyl- und Benzylestern der Toluylatgruppe zugesetzt sind. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.
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