用于粘合剂体系的甲醛捕捉剂制造技术

描述了一种粘合剂体系，尤其用于在选自聚氨酯冷芯盒方法和聚氨酯自硬性方法的方法中使用。使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粘合剂体系的甲醛捕捉剂


[0001]本专利技术涉及：一种粘合剂体系，尤其用于在选自聚氨酯冷芯盒方法和聚氨酯自硬性方法的方法中使用；一种模制材料混合物，所述模制材料混合物包含该粘合剂体系；一种方法，在所述方法中使用根据本专利技术的粘合剂体系；以及一种选自铸造模具和铸造型芯的制品。本专利技术还涉及一种将选自氨基酸和脲的物质用于制造根据本专利技术的粘合剂体系或根据本专利技术的模制材料混合物的用途，以及一种将根据本专利技术的粘合剂体系或根据本专利技术的模制材料混合物用于制造选自铸造模具、铸造型芯和冒口的制品的用途。

技术介绍

[0002]在冒口、铸造模具和铸造型芯的制造中，通常使用进行冷固化以形成聚氨酯的粘合剂体系来粘合模制原料。这些粘合剂体系包含两种组分：分子中具有至少两个OH基团的(通常溶解在溶剂中的)多元醇(多元醇组分)和分子中具有至少两个异氰酸酯基团的(溶解在溶剂中或无溶剂的)聚异氰酸酯(聚异氰酸酯组分)。多元醇组分通常为溶解在溶剂中的酚醛树脂。因此在下文中将多元醇组分称为酚醛树脂组分。添加给模制原料并与其混合以制备模制材料混合物的这两种粘合剂组分在经模制的模制材料混合物中以加聚反应反应成聚氨酯粘合剂。在此，粘合剂体系在优选呈叔胺的形式的碱性催化剂的存在下固化，所述碱性催化剂在模制材料混合物经模制之后与载气一起被引入到模具中(聚氨酯冷芯盒方法)，或者在模制材料混合物经模制之前作为溶液添加(聚氨酯自硬性方法)。例如，在专利申请WO 2017/153474 A1和WO 2016/165916 A1中描述了这类粘合剂体系。
[0003]当加工酚醛树脂时，无法完全地避免甲醛排放。这些在加工酚醛树脂时的排放，以及出自在聚氨酯冷芯盒方法或聚氨酯自硬性方法中制造的冒口、铸造型芯和铸造模具的甲醛的蒸发和气体析出，是显著的工作场所负荷，所述工作场所负荷通常不能通过防护措施例如通风厨等被充分捕捉。
[0004]升高的温度尤其会促进甲醛从这样的冒口、铸造型芯和铸造模具中释放。虽然，在聚氨酯冷芯盒方法中和在聚氨酯自硬性方法中无需供应热量即可使粘合剂体系固化。然而，在金属浇铸中使用冒口、铸造型芯和铸造模具时总是存在甲醛排放的条件。
[0005]DE 102 44 442 A1公开了一种具有减少的甲醛排放的防腐剂，其包含至少一种甲缩醛和至少一种尤其选自包含脲和氨基酸的降低排放的添加剂，用于例如保存冷却润滑剂、燃料、清漆、分散体或水基涂料/墨。DE 102 44 442 A1涉及与本申请的
相去甚远的

[0006]DE 23 49 598 B公开了一种基于苯酚
‑
甲醛缩合产物的粘合剂，可选地添加甲阶酚醛树脂和改性剂，并具有一定含量的固化剂，所述粘合剂根据掩模模制方法在热固化的模制料，尤其在铸造模制料中使用，其特征在于，苯酚
‑
甲醛缩合产物具有附加含量的氨基羧酸。在制造苯酚
‑
甲醛缩合产物时就已经添加氨基酸，使得氨基酸“缩入”，即进入苯酚
‑
甲醛缩合产物中。因此，在制造冒口、铸造型芯和铸造模具期间，氨基酸不再可(或仅以相对少的量)作为甲醛捕捉剂提供。根据DE 23 49 598 B向粘合剂中添加氨基酸的目的是改进粘
合剂的水溶性。在DE 23 49 598 B的公开内容中，减少甲醛排放并不重要。
[0007]在特定的情况下，冒口、铸造型芯和铸造模具的制造包括在粘合剂体系的固化之后的步骤，在所述步骤中在聚氨酯冷芯盒方法中或在聚氨酯自硬性方法中制造的模制体经受升高的温度。
[0008]尤其，在铁和钢的铸造中，优选使用如下铸造模具和铸造型芯，所述铸造模具和铸造型芯的表面具有如下区域，在所述区域中设置有包含一种或多种耐火材料的颗粒的涂层。所述涂层形成模具或型芯的在铸造期间与金属熔融物接触的表面。这种涂层通常被称为铸型涂料或铸型涂料涂层。所述涂层作用为相对于经铸造的金属的边界层和/或阻挡层，并且尤其用于抑制在金属与型芯或模具之间的界面处形成铸造缺陷的机制和/或有针对性地使用冶金效应。通常，铸造技术中的铸型涂料尤其应满足本领域技术人员已知的以下功能：
[0009]‑
改善铸件表面的光滑度，和/或
[0010]‑
避免在模制材料混合物的成分与金属熔融物之间的化学反应，由此简化在模具/型芯和铸件之间的分离，和/或
[0011]‑
避免铸件上的表面缺陷，例如气泡、穿孔、毛刺和/或铸疤。
[0012]用于制造用于铸造模具和铸造型芯的涂层的即用型的组成物(在实践中通常称为铸型涂料组成物)通常是细粒的、耐火的直至高度耐火的无机材料(耐火材料)在载液(例如水、烷醇、或者水与一种或多种烷醇的混合物)中的悬浮体，其中通常另外的成分悬浮或溶解在载液中。对于制造铸造模具或铸造型芯，将铸型涂料组成物施加到模制体的相应表面区域上，并且然后通过热处理去除载液以形成涂层。通常在高于40℃，优选在50℃至200℃的范围内的温度下去除载液。在这些温度中，由包含进行固化以形成聚氨酯的粘合剂体系的模制材料混合物制造的模制体排放大量的甲醛。这样的排放是显著的工作场所负荷。

技术实现思路

[0013]根据本专利技术减少甲醛排放的原因尤其是以下这两个来源：
[0014]‑
与酚醛树脂组分(i)一起进入模制材料混合物中分子甲醛(即未结合在酚醛树脂中的甲醛)
[0015]‑
在冒口、铸造型芯和铸造模具经受热负荷时由于粘合剂(由酚醛树脂组分(i)的酚醛树脂和聚异氰酸酯组分(ii)的聚异氰酸酯形成的聚氨酯)至少部分分解而释放的甲醛。
[0016]本专利技术提供了减少来自这两种来源的甲醛排放的方法和手段。
[0017]根据本专利技术的目的在于，减少甲醛的排放，所述甲醛的排放尤其(但不仅仅)在冒口、铸造型芯和铸造模具经受热负荷时释放，所述冒口、铸造型芯和铸造模具由具有包含酚醛树脂组分和聚异氰酸酯组分的粘合剂体系的模制材料混合物制造。
[0018]根据本专利技术的第一方面，该目的通过一种粘合剂体系实现，所述粘合剂体系尤其在选自聚氨酯冷芯盒方法和聚氨酯自硬性方法的方法中使用，其中粘合剂体系包含：
[0019](i)酚醛树脂组分，所述酚醛树脂组分包含：
[0020]a)一种或多种酚醛树脂，
[0021]b)溶剂
[0022]其中按酚醛树脂组分(i)的总质量计，酚醛树脂a)的浓度为40％至60％，优选45％至60％，更优选48％至55％；
[0023](ii)聚异氰酸酯组分，所述聚异氰酸酯组分包含：
[0024]c)每分子具有至少两个异氰酸酯基团的一种或多种异氰酸酯
[0025]d)可选地，溶剂
[0026]其中按聚异氰酸酯组分(ii)的总质量计，异氰酸酯c)的浓度为60％至100％，优选70％至98％，更优选75％至95％；
[0027](iii)另一组分，所述另一组分包含：
[0028]e)一种或多种选自氨基酸和脲的物质，
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粘合剂体系，包括：(i)酚醛树脂组分，所述酚醛树脂组分包含：a)一种或多种酚醛树脂，b)溶剂，其中按所述酚醛树脂组分(i)的总质量计，所述酚醛树脂a)的浓度为40％至60％，(ii)聚异氰酸酯组分，所述聚异氰酸酯组分包含：c)一种或多种每分子具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，其中按所述聚异氰酸酯组分(ii)的总质量计，所述异氰酸酯c)的浓度为60％至100％，(iii)另一组分，所述另一组分包含：e)一种或多种选自氨基酸和脲的物质，其中按组分(iii)的总质量计，所述选自氨基酸和脲的物质e)的总浓度为0.1％至100％，其中组分(i)、组分(ii)和组分(iii)在空间上彼此分离。2.根据权利要求1所述的粘合剂体系，其中所述氨基酸e)选自丙氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、缬氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸、甲硫氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸。3.根据权利要求1或2中任一项所述的粘合剂体系，其中，在所述酚醛树脂组分(i)中a)所述酚醛树脂是邻位，邻位
’
稠合甲阶酚醛树脂，所述邻位，邻位
’
稠合甲阶酚醛树脂包含：
‑
未经醚化的末端羟甲基，和/或
‑
经醚化的末端羟甲基，和/或b)所述溶剂选自：
‑
C4‑
C6二羧酸的二烷基酯，
‑
饱和和不饱和的脂肪酸烷基酯，
‑
碳酸亚烷基酯，
‑
选自腰果壳油、腰果壳油的组分和腰果壳油的衍生物的物质，
‑
液态的烃，
‑
选自烷基硅烷、烷基/烷氧基硅烷、烷氧基硅烷、烷基硅氧烷、烷基/烷氧基硅氧烷和烷氧基硅氧烷的式(I)的化合物，其中n为0至20的整数，并且每个R与其他R不相关地选自具有1至6个碳原子的烷基和具有1至6个碳原子的烷氧基，以及它们的混合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合剂体系，其中所述酚醛树脂组分(i)还包含：g)浓度小于0.1％的分子甲醛，和/或h)一种或多种β
‑
二羰基化合物以及所述β
‑
二羰基化合物与甲醛进行反应而形成的反应产物，和/或i)浓度为10％或更小的选自酚的单体化合物，其中所述浓度分别按所述酚醛树脂组分(i)的总质量计。5.根据权利要求1至4中任一项所述的粘合剂体系，其中在所述聚异氰酸酯组分(ii)中c)所述每分子具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯选自：
‑
亚甲基双(苯基异氰酸酯)，
‑
聚亚甲基聚苯基异氰酸酯，
‑
脂族异氰酸酯，
‑
环脂族异氰酸酯，
‑
每分子具有至少两个异氰酸酯基团和一个碳二亚胺基团的异氰酸酯，
‑
每分子具有至少两个异氰酸酯基团和一个脲酮亚胺基团的异氰酸酯，和/或所述聚异氰酸酯组分(ii)附加地包含：d)溶剂，其中所述溶剂优选选自：
‑
C4‑
C6二羧酸的二烷基酯，
‑
饱和和不饱和的脂肪酸烷基酯，
‑
碳酸亚烷基酯，
‑
液态的烃
‑
选自烷基硅烷、烷基/烷氧基硅烷、烷氧基硅烷、烷基硅氧烷、烷基/烷氧基硅氧烷和烷氧基硅氧烷的式(I)的化合物，其中n为0至20的整数，并且每个R与其他R不相关地选自具有1至6个碳原子的烷基和具有1至6个碳原子的烷氧基，以及它们的混合物，和/或所述聚异氰酸酯组分(ii)附加地包含：m)一种或多种β
‑
二羰基化合物，其中按所述聚异氰酸酯组分的总质量计，β
‑
二羰基化合物的浓度为1％至38％。6.一种模制材料混合物，包含：
模制原料，以及根据权利要求1至5中任一项所述的粘结剂体系的组分(i)、组分(ii)和组分(iii)。7.根据权利要求6所述的模制材料混合物，还包含：甲醛与一种或多种选自氨基酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：安妮卡，
申请(专利权)人：胡坦斯，
类型：发明
国别省市：