粘结剂体系制造技术

本公开包括用于制造铸造制品的粘结剂体系。所述粘结剂体系可以包含含有腐殖质的组分，所述含有腐殖质的组分包含褐煤、异氰酸酯组分和催化剂组分。粘结剂体系可与聚集体(例如沙)混合以制造铸造制品，例如模具和芯。本文还公开了使用所述粘结剂体系制造铸造制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘结剂体系要求优先权该PCT国际申请要求2017年12月8日提交的美国临时申请号62/596,345的优先权的权益，其主题通过引用以其整体并入本文。
本公开的实施方案一般涉及例如用于制造铸造制品的粘结剂体系及其制造方法。
技术介绍
浇铸是一种用于制备制品的铸造方法，其中将加热的液体材料(通常为金属或金属合金)倾倒到铸造制品中(例如，倾倒到模具的腔中或围绕芯)并使其冷却成铸造制品的形状。然后，将浇铸的金属制品脱模。铸造制品通常由铸造混合物制成，例如由聚集体和粘结剂的混合物制成，然后将其固化。粘结剂体系通常含有可能造成健康危害的有机溶剂。这样的有机溶剂可以包括甲醛和/或苯酚，这在一些应用中可能是不期望的。另外，当与聚集体例如沙混合以形成铸造混合物时，粘结剂体系组分可能在固化之前过早地反应。该反应可能损害将铸造混合物形成为模具和芯的能力。此外，粘结剂体系的缺点可能导致铸造制品强度不足和浇铸的材料质量差。
技术实现思路
本公开包括用于制造铸造制品的粘结剂体系。在一些实例中，粘结剂体系可以包含第一组分，所述第一组分包含褐煤、至少一种硅酸盐矿物和至少一种多元醇，其中至少一种硅酸盐矿物可以包含相对于所述第一组分总重量至少5重量%的二氧化硅；第二组分，所述第二组分包含至少一种异氰酸酯；和第三组分，所述第三组分包含至少一种催化剂。在一些情况下，所述体系可以包含相对于所述体系总重量约5重量%至约65重量%的所述第一组分。在至少一个实例中，褐煤和至少一种硅酸盐矿物可以从天然矿床获得。在至少一个实例中，所述第一组分的烧失量(LOI)值可以在约50%至约70%范围。在一些实例中，所述第一组分、所述第二组分和所述第三组分可以能够聚合。在至少一个实例中，所述粘结剂体系可以基本上不含苯酚、甲醛、或苯酚和甲醛二者。在一些实例中，所述第一组分可以包含相对于所述第一组分总重量至少10重量%的至少一种硅酸盐矿物。例如，至少一种硅酸盐矿物可以包含相对于所述第一组分的总重量的至少2重量%的氧化铝。在一些实例中，所述第一组分可以包含相对于第一组分的总重量小于60重量%的腐殖酸。在一些实例中，所述第一组分可以包含相对于所述第一组分总重量约10重量%至约30重量%的腐殖酸。在一些情况下，至少一种硅酸盐矿物可以进一步包含高岭石、云母或其组合。在一些实例中，至少一种硅酸盐矿物可以包含球状粘土、高岭土或其组合。在一些实例中，所述体系可以包含相对于所述体系总重量约5重量%至约65重量%的褐煤。根据本公开的一些方面，所述体系可以包含相对于所述体系总重量约1重量%至约60重量%的所述至少一种多元醇。例如，所述至少一种多元醇可以包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、甘油、甘露醇、山梨醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、二丁二醇、聚丁二醇或其组合。在一些实例中，所述粘结剂体系中的所述第二组分可以包含相对于所述体系总重量约10重量%至约80重量%的至少一种异氰酸酯。在一些情况下，所述第二组分中的所述至少一种异氰酸酯可以包含2,4-二异氰酸基甲苯、2,6-二异氰酸基甲苯、4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯、2,4-亚甲基二苯基二异氰酸酯、2,2'-亚甲基二苯基二异氰酸酯、聚合的亚甲基二苯基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4,4',4"-三异氰酸基三苯基甲烷、双(3,5-二异氰酸基-2-甲基苯基)甲烷、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、3-异氰酸基甲基-3,5,5-三甲基环己基(异佛尔酮)异氰酸酯、其衍生物或其组合。根据本公开的一些方面，所述至少一种催化剂可以包含叔胺。作为另外一种选择或除此之外，所述至少一种催化剂可以包含苯基吡啶、吡啶、吖啶、2-甲氧基吡啶、哒嗪、3-氯吡啶、喹啉、N-甲基咪唑、N-乙基咪唑、4,4'-联吡啶、4-苯基丙基吡啶、1-甲基苯并咪唑、1,4-噻嗪或其组合。在一些情况下，所述至少一种催化剂可以包含气体。作为另外一种选择或除此之外，至少一种催化剂可以包含液体。本文进一步公开的包括了制造铸造制品的方法。例如，所述方法可以包括：通过组合以下物质制备混合物：(1)第一组分，所述第一组分包含褐煤、至少一种硅酸盐矿物和至少一种多元醇，其中至少一种硅酸盐矿物可以包含相对于所述第一组分总重量至少5重量%的二氧化硅；(2)第二组分，所述第二组分包含至少一种异氰酸酯；和(3)聚集体；使所述混合物与第三组分接触，所述第三组分包含至少一种催化剂；以及用所述至少一种催化剂固化所述混合物。在至少一个实例中，所述聚集体可以包含沙。在一些情况下，褐煤和至少一种硅酸盐矿物可以从天然矿床获得。例如，所述天然矿床可以是球状粘土矿床或高岭土矿床。在一些实例中，所述第一组分可以通过将至少一种硅酸盐矿物加入到天然来源的褐煤中来制备。根据本公开的一些方面，所述方法可以进一步包括在使所述混合物与所述第三组分接触之前，使上述混合物形成芯的形状。在一些实例中，所述至少一种催化剂可以是气体，并且使所述混合物与所述第三组分接触可以包括使所述气体通过所述成型体。作为另外一种选择或除此之外，至少一种催化剂可以是液体。在这些情况下，所述方法可以进一步包括在使所述混合物与所述第三组分接触之后并且在固化所述混合物之前，使所述混合物形成为模具的形状。具体实施方式下面更详细地描述本公开的特定方面。如果与通过引用并入的术语和/或定义相冲突，则以本文提供的术语和定义为准。如本文所用，术语"包括"、"包含"或其任何其它变型旨在覆盖非排他性的包括，使得包括一系列元素的过程、方法、组成、制品或装置不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出的或对于这样的过程、方法、组成、制品或装置固有的其它元素。术语"示例性"以"实例"而不是"理想"的意义使用。如本文所用，单数形式"一"、"一个"和"该"包括复数指代，除非上下文另有说明。术语"大约"和"约"是指与所引用的数字或值几乎相同。如本文所用，术语"大约"和"约"应理解为包括指定量或值的±5%。本公开包括例如用于制造铸造制品的粘结剂体系。粘结剂体系可以包括两种或更多种待组合的组分。例如，本文的体系可以包括第一组分，所述第一组分包含褐煤和一种或多种矿物和/或多元醇；第二组分，所述第二组分包含一种或多种异氰酸酯；和/或第三组分，所述第三组分包含一种或多种催化剂。这样的粘结剂体系可用于制备铸造制品，例如模具和芯。本文的粘结剂体系可以包括一种或多种组分。根据本公开的一些方面，粘结剂体系中的一种或多种组分可以能够聚合，例如当与其它组分组合时。在一些实例中，粘结剂体系可以基本上不含有机溶剂，例如甲醛、苯酚和/或其它有机溶剂，包括芳族溶剂。例如，粘结剂体系包含小于0.01重量%的甲醛和/或小于0.01重量%的苯酚。在一些实例中，粘结剂体系不含甲醛和苯酚。在一些实例中，粘结剂体系不含挥发性有机化合物，使得粘结剂体系是环境友好的。根据本公开的一些方面，粘结剂体系包括第一组分，所述第一组分包含至少一种具有可聚合官能团例如羟基官能团的材料。一种或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粘结剂体系，所述体系包含：/n第一组分，所述第一组分包含褐煤、至少一种硅酸盐矿物和至少一种多元醇，其中至少一种硅酸盐矿物包含相对于所述第一组分总重量至少5重量%的二氧化硅；/n第二组分，所述第二组分包含至少一种异氰酸酯；以及/n第三组分，所述第三组分包含至少一种催化剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 US 62/5963451.粘结剂体系，所述体系包含：
第一组分，所述第一组分包含褐煤、至少一种硅酸盐矿物和至少一种多元醇，其中至少一种硅酸盐矿物包含相对于所述第一组分总重量至少5重量%的二氧化硅；
第二组分，所述第二组分包含至少一种异氰酸酯；以及
第三组分，所述第三组分包含至少一种催化剂。


2.权利要求1所述的体系，其中所述体系包含相对于所述体系总重量约5重量%至约65重量%的所述第一组分。


3.权利要求1所述的体系，其中所述第一组分包含相对于所述第一组分总重量至少10重量%的至少一种硅酸盐矿物。


4.权利要求1所述的体系，其中至少一种硅酸盐矿物包含相对于所述第一组分总重量至少2重量%的氧化铝。


5.权利要求1所述的体系，其中所述第一组分包含相对于所述第一组分总重量小于60重量%的腐殖酸。


6.权利要求5所述的体系，其中所述第一组分包含相对于所述第一组分总重量约10重量%至约30重量%的腐殖酸。


7.权利要求1所述的体系，其中褐煤和至少一种硅酸盐矿物从天然矿床获得。


8.权利要求1所述的体系，其中至少一种硅酸盐矿物还包含高岭石、云母或其组合。


9.权利要求1所述的体系，其中至少一种硅酸盐矿物包含球状粘土、高岭土或其组合。


10.权利要求1所述的体系，其中所述第一组分的烧失量(LOI)值在约50%至约70%范围内。


11.权利要求1所述的体系，其中所述体系包含相对于所述体系总重量约5重量%至约65重量%的褐煤。


12.权利要求1所述的体系，其中所述体系包含相对于所述体系总重量约1重量%至约60重量%的至少一种多元醇。


13.权利要求1所述的体系，其中所述至少一种多元醇包含乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、甘油、甘露醇、山梨醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、二丁二醇、聚丁二醇或其组合。


14.权利要求1所述的体系，其中所述第二组分包含相对于所述体系总重量约10重量%至约80重量%的至少一种异氰酸酯。


15.权利要求1所述的体系，其中所述至少一种异氰酸酯包含2,4-二异氰酸基甲苯、2,6-二异氰酸基甲苯、4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯、2,4-亚甲基二苯基二异氰酸酯、2,2'-亚甲基二苯基二异氰酸酯、聚合的亚甲基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：VS拉菲，
申请(专利权)人：英默里斯美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US