支化链烷二醇羧酸二酯在聚氨酯基铸造粘合剂中的用途制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生产铸造工业用的模制品的模塑料混合物，其含有至少一种耐火基础模塑料和聚氨酯基粘合剂体系，该粘合剂体系含有聚异氰酸酯组分和多元醇组分。根据本发明专利技术，所述聚氨酯基粘合剂体系含有一定比例的支化链烷二醇羧酸二酯，所述比例为至少３重量％，和比例为低于粘合剂体系的１０重量％的芳族溶剂。优选的羧酸二酯为２，２，４－三甲基－１，３－戊二醇二异丁酸酯。由模塑料混合物生产的铸造工业用模制品的特征在于高强度以及在浇注过程中较少产生烟气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】支化链烷二醇羧酸二酯在聚氨酯基铸造粘合剂中的用途本专利技术涉及用于生产铸造工业用的模制品的模塑料混合物、使用该模塑料混合物 生产铸模的方法、铸模以及该铸模用于金属铸造的用途。用于生产金属制品的铸模基本上由两种变体制成。第一种由型芯和型模构成。它 们一起构成铸模，该铸模基本表示待生产铸件的阴模，其中型芯用来形成铸件内部的空腔， 而型模限定外边界。内部空腔常常由型芯来限定，而铸件的外部轮廓则由湿砂模或永久性 钢模来体现。第二种由中空体(也称为冒口)构成，其用作均衡贮器。其可以容纳熔融金 属，并且在这种情况下采取恰当的措施以确保金属保持液相的时间比金属在形成阴模的铸 模中的时间更长。如果阴模中的金属开始固化，则熔融金属可以从均衡贮器中流出以补偿 金属固化时出现的体积收缩。铸模由耐火材料例如石英砂构成，其颗粒在脱模之后通过合适的粘合剂粘接，从 而为铸模提供足够的机械强度。因而，铸模是由混有合适粘合剂的耐火基础模塑料制成的。 由基础模塑料和粘合剂获得的模塑料混合物优选为可流动形式，使得可以将其引入适当的 中空模中并在其中压缩。粘合剂在基础模塑料的颗粒之间产生牢固的粘接，赋予铸模所必 需的机械稳定性。有机和无机粘合剂均可以用来生产铸模，并且这类粘合剂可以在热或冷工艺中固 化。术语“冷工艺”用来指基本上在室温下进行而不加热模塑料混合物的工艺。在这种情 况下，固化通常通过化学反应来进行，例如当气相催化剂通过待固化的模塑料混合物时，或 者通过使液体催化剂与模塑料混合物进行混合，可以触发该化学反应。在热工艺中，在模制 工艺之后将模塑料混合物加热至足够高的能够驱除粘合剂中所含溶剂或者引发粘合剂通 过交联而固化的化学反应的温度。目前，使用许多不同类型的有机粘合剂来生产铸模，包括例如聚氨酯、呋喃树脂或 环氧丙烯酸酯粘合剂，并且该粘合剂通过添加催化剂进行固化。聚氨酯基粘合剂通常由两 种组分构成，第一组分为酚醛树脂，第二组分含有聚异氰酸酯。将这两种组分与基础模塑料 混合，并且通过捣固、爆破或其它工艺将模塑料混合物加入到模型中、压实并随后固化。根 据将催化剂引入模塑料混合物中的方法，产生“聚氨酯自硬法”和“聚氨酯冷箱法”之间的 差别。在自硬法中，在模塑料混合物被放入模中并固化之前，向该混合物中引入通常为 液体叔胺的液体催化剂。为产生模塑料混合物，将酚醛树脂、聚异氰酸酯和固化催化剂与耐 火基础模塑料进行混合。就此而言，然后可以继续，例如首先利用粘合剂的一种组分包封基 础模塑料，并随后加入第二组分。在这种情况下，将固化催化剂加入到组分之一中。如此制 备的模塑料混合物必须在足够长的时间内保持可用，以使模塑料混合物能够塑形变形并且 被加工成模制品的形式。为此，聚合反应必须相应缓慢地进行，以使模塑料混合物不在存储 容器或进料线中固化。另一方面，为了实现足够的铸模生产的生产率，固化不能进行得太 慢。例如加工时间可能受到例如添加的阻滞剂的影响，所述阻滞剂减缓模塑料混合物的固 化速度。合适的阻滞剂为例如磷酰氯。在冷箱法中，首先在没有催化剂的情况下将模塑料混合物引入模中。然后使气相4叔胺(其可以与惰性载气混合)通过模塑料混合物。与气相催化剂接触之后，粘合剂非常 快速地固化，从而使得在铸模生产中能够实现高生产率。美国专利US 3，409，579描述了一种粘合化合物，其包括树脂组分、固化组分和固 化剂的混合物。树脂组分包括通过酚醛缩合获得的酚醛树脂。将酚醛树脂溶解于有机溶剂 中。固化组分包括具有至少两种异氰酸酯基团的液体聚异氰酸酯。粘合剂包括作为固化剂 的叔胺。为制造模制品，将酚醛树脂组分和聚异氰酸酯组分与耐火基础模塑料混合。然后 将模塑料混合物引入到给出模制品形状的模中。为固化该模塑料混合物，其通常在室温下 进行，使气相固化剂通过模塑料混合物。合适的固化剂为例如三甲胺、二甲基乙胺、二甲基 异丙胺或三乙胺。可以对叔胺进行加热，以使其更容易气化。固化之后，可以从模具中取出 铸模。在US 3，676，392中，描述了一种树脂化合物，其包括溶解于有机溶剂中的酚醛树 脂组分、硬化组分和固化催化剂。包括至少两种异氰酸酯基团的液体聚异氰酸酯用作硬化 组分。聚异氰酸酯的用量为树脂重量的10 15重量％。固化催化剂是PKb值为约7到约 11的碱，并且用量为树脂的0.01 10重量％。EP 0 261 775 Bl描述了一种粘合剂，其包括多元醇组分、异氰酸酯组分和用于这 些组分之间反应的催化剂。多元醇组分溶解在脂肪族烷氧基羧酸的液体酯中。在实施例6 中，描述了一种粘合剂，该粘合剂含有比例为19重量％的芳族溶剂、比例为15重量％的乙 基-3-乙氧基丙酸酯、比例为1重量％的“红油”和作为树脂溶剂的比例为5重量％的2，2， 4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯(TXIB)。EP 0695594A2描述了一种含有联苯作为添加剂的铸造用聚氨酯基粘合剂。在实施 例1以及对比例2和3中，将2重量％的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯添加到粘 合剂中作为增塑剂。含有17重量％的芳族溶剂和10重量％的二取代或三取代的联苯的化 合物添加为溶剂。EP 0766388A1描述了一种含有环氧树脂并且优选含有石蜡油的铸造用聚氨酯基 粘合剂。在实施例3和对比例3中，采用含有2重量％的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异 丁酸酯的粘合剂体系作为增塑剂。使用芳烃作为溶剂。US 4，268，425描述了一种用于铸造工业的基于多种聚氨酯的粘合剂体系。向粘合 剂体系中添加干油。在实施例1中，描述了一种粘合剂体系，其中酚醛树脂组分含有作为溶 剂的DBE (二元酸酯)和C6-Cltl-二烷基己二酸酯。酚醛树脂组分含有2重量％的2，2，4-三 甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯作为附加组分。异氰酸酯组分含有8. 8重量％的芳族溶剂和 6. 2重量％的石油醚作为溶剂。US 4，540，724描述了一种聚氨酯基粘合剂体系，其主要组分为卤化磷。在实施例 2中，描述了一种粘合剂体系，其中酚醛树脂组分含有10重量％的2，2，4-三甲基-1，3-戊 二醇二异丁酸酯以及27重量％的芳族溶剂。酚醛树脂组分还含有亚麻籽油和/或聚合的 亚麻籽油。异氰酸酯组分也含有芳族溶剂。在WO 98/19899中，描述了一种基于多种聚氨酯的粘合剂体系，其中聚异氰酸酯 已经通过与具有至少一个活性氢原子的脂肪醇的反应而被改性。脂肪族溶剂可以用于异氰 酸酯组分。为了能够将平坦薄膜中的多元醇组分和异氰酸酯组分施加到基础模塑料的颗粒中，用溶剂稀释组分。最常见的是，利用芳族溶剂使这些组分彼此相容，但是芳族溶剂可能 有害健康。在浇注过程中，粘合剂在液体金属的热作用下分解。结果，在浇注过程中产生大 量烟气。因而，必须通过昂贵的通风系统抽排在浇注过程中出现的废气，以便符合环境和职 业卫生及安全条例。烟气的产生在很大程度上可归因于粘合剂中所含的芳族溶剂。因而，已经尝试开 发用于铸造粘合剂的不含芳族溶剂或者仅含少量这类芳族溶剂的替代溶剂体系。例如，EP 0771599描述了一种含有高级脂肪酸甲酯作为溶剂的聚氨酯基粘合剂体 系。在该文中，油菜籽油甲酯在单独用作溶剂时是特别合适的。EP 1137500B1描述了一种聚氨酯基粘合剂体系，其中酚醛树脂组分或聚异本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产铸造工业用的铸模的模塑料混合物，其至少包括：－耐火基础模塑料；和－包含聚异氰酸酯组分和多元醇组分的聚氨酯基粘合剂体系，其特征在于，所述聚氨酯基粘合剂体系包含比例为至少３重量％的支化链烷二醇羧酸二酯和比例低于１０重量％的芳族溶剂，在各种情况下都相对于所述粘合剂体系计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安普里贝，迪特尔科吉，
申请(专利权)人：阿什兰苏德舍米克恩费斯特有限公司，
类型：发明
国别省市：[]