壳型用酚醛树脂组合物、壳型用树脂覆膜砂以及使用其得到的铸型制造技术

本发明专利技术提供一种壳型用酚醛树脂组合物、使用该组合物得到的树脂覆膜砂、以及使用该树脂覆膜砂得到的铸型，所述壳型用酚醛树脂组合物有利于得到在铸造时焦油生成量少的、热膨胀率低且可收缩性高的铸型。该壳型用酚醛树脂组合物同时含有酚醛树脂和丙二醇及／或其聚合物作为必须构成成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及壳型用酚醛树脂组合物、壳型用树脂覆膜砂以及使用其形成的铸型， 特别是涉及能够抑制铸造时产生的热分解产物(以下简称作“焦油”)的生成量、且同时解 决热膨胀性及可收缩性问题的壳型用酚醛树脂组合物、使用其得到的树脂覆膜砂以及使用 其进行造型形成的铸型。
技术介绍
一直以来，在壳型(shell mold)铸造中通常使用下述壳铸型，即，使用树脂覆膜砂 (以下简称作“RCS”)、对其进行加热成型，由此形成具有所期望形状的壳铸型，所述树脂覆 膜砂是通过将耐火性粒子(型砂)、酚醛树脂(粘合剂)以及根据需要使用的六亚甲基四胺 等固化剂进行混炼而得到的。但是，在该类铸型中，特别是在为铸造内燃机汽缸盖之类铸造产品的、形状复杂的 铸型的情况下，在使用该铸型的铸造操作中，存在易引起龟裂或裂痕(以下，称作铸型的 “裂痕”)的问题。另外，在使铸型形状复杂化的过程中，存在排气孔减少的倾向，因此，在铸 造时来自粘合剂的焦油(Tar)的产生，也成为一个严重的问题。为了防止铸型产生裂痕，一般认为可以降低铸型的热膨胀率，同时增加可收缩性， 专利文献1中公开了通过使用双酚A或双酚E等双酚类作为粘合剂成分，可以降低急热膨 胀率，因此能够实现低热膨胀性。但是，上述方法虽然能够充分地消除铸型产生裂痕的问 题，却又产生了新问题，即在铸造时焦油的生成量变多。另外，专利文献2中公开了下述方法，S卩，使RCS中存在数均分子量为1500 40000的聚乙二醇，由此防止铸型的裂痕(裂纹)，但是采用该方法时热膨胀特性及可收缩 性的提高并不充分，尚存在改善空间。专利文献1 日本特开昭59-178150号公报专利文献2 日本特开昭58-119433号公报
技术实现思路
此处，本专利技术是以上述情况为背景而完成的，本专利技术的解决课题在于提供一种壳 型用酚醛树脂组合物、使用该组合物得到的RCS以及使用上述RCS进行造型得到的铸型，所 述壳型用酚醛树脂组合物有利于得到在铸造时焦油生成量少的、热膨胀率低且可收缩性大 的铸型。为了解决上述课题，本专利技术人对壳型用酚醛树脂组合物进行了深入研究，结果发 现，通过向酚醛树脂中配合丙二醇及/或其聚合物，得到RCS，用所得的RCS进行造型得到铸 型，在此铸型过程中有利于抑制焦油生成量，另外，有利于实现热膨胀率低、且可收缩性大 的特性，从而完成了本专利技术。S卩，为了解决上述课题，本专利技术的要点在于一种壳型用酚醛树脂组合物，其特征在3于，含有酚醛树脂和丙二醇及/或其聚合物作为必须构成成分。 需要说明的是，根据本专利技术的壳型用酚醛树脂组合物的优选方案之一，相对于100 质量份酚醛树脂，上述丙二醇及/或其聚合物以1 30质量份的比例进行使用，另外，根据 另一个优选方案，上述丙二醇聚合物的数均分子量为300 3000。进而，本专利技术的要点还在于一种壳型用RCS，其特征在于，在规定的耐火性粒子表 面形成有被覆层，所述被覆层由如上所述的壳型用酚醛树脂组合物形成。除此之外，本专利技术还涉及一种铸型，所述铸型是使用如上述所述的壳型用RCS进 行造型，并使其加热固化而得到的。因此，根据上述本专利技术的壳型用酚醛树脂组合物，由于含有酚醛树脂和丙二醇及/ 或其聚合物作为必须的构成成分，所以通过在规定的耐火性粒子表面形成由该组合物形成 的被覆层，构成壳型用RCS，使用该RCS对铸型进行造型，能够有利于降低由上述铸型产生 的焦油生成量，另外，与此同时所得铸型的热膨胀率低、且充分地提高铸型的可收缩性，从 而可以同时解决因铸造时产生焦油而导致的气体缺陷问题、及裂纹之类铸造缺陷问题。附图说明为表示实施例中测定的可收缩性的测定形态的示意图。 具体实施例方式如上所述，本专利技术的壳型用酚醛树脂组合物是组合酚醛树脂和丙二醇及/或其聚 合物作为必须构成成分而形成的。此处能够使用的酚醛树脂为如下酚醛树脂通过在酸性催化剂及/或碱性催化 剂的存在下使酚类和醛类反应得到固体状或液体状(例如清漆状或乳液等)的缩合产物， 在规定的固化剂或固化催化剂的存在下或不存在下对其进行加热而呈现出热固性，具体而 言，可以举出线型酚醛树脂、可熔型酚醛树脂、含氮可熔型酚醛树脂、二苄醚型酚醛树脂等， 它们可以单独使用或者组合2种以上进行使用。另外，制备上述壳型用酚醛树脂组合物时，作为用作酚醛树脂原料的酚类，例如可 以举出苯酚、甲酚、二甲苯酚等苯酚或烷基取代苯酚、及双酚A、双酚F等多元酚、及它们的 混合物等，进而，作为醛类，可以举出甲醛水溶液、低聚甲醛、三氧杂环己烷、乙醛、三聚乙 醛、丙醛等。当然作为上述酚类及醛类并不限定于上述列举的物质，可以适当使用除此之外 的任意公知的树脂原料。除此之外，上述酚类及醛类均可以单独使用，也可以同时使用2种 以上的原料，没有任何限定。另外，作为本专利技术中使用的酚醛树脂的制备方法，没有特别限定，可以采用目前公 知的各种方法，例如优选采用下述方法，即，使用草酸、盐酸、硫酸、磷酸等酸性物质，或氨、 氢氧化钠、氢氧化钙等碱性物质，或有机酸金属盐、二价金属盐等催化剂，使酚类和醛类反应。另外，制备酚醛树脂时，醛类(F)与酚类⑵的配合摩尔比(F/P)可以根据使用的 反应催化剂的种类等适当选择，但优选设定在0. 55 0. 80的范围内。需要说明的是，通过 使上述配合摩尔比为0. 55以上，可以以充分的收率获得目标酚醛树脂，另一方面，通过为 0. 80以下，使用所得的酚醛树脂形成壳型用RCS，对其进行造型得到铸型时，可以有利地提4高所得铸型的强度。如上所述得到的酚醛树脂可以呈现固体状或液体状(例如清漆状或乳液等)的形 态，例如在六亚甲基四胺等固化剂或固化催化剂的存在下或不存在下，通过对其进行加热， 呈现出热固性。需要说明的是，本专利技术中，优选使用通过凝胶渗透色谱法(GPC)分析得到的 数均分子量在400 900范围内的酚醛树脂。上述酚醛树脂的数平均分子量过小时，将含 有上述树脂的树脂组合物被覆形成的壳型用RCS，在造型时的填充性被破坏，可能无法确保 所得铸型具有充分的强度，另一方面，酚醛树脂的数均分子量过大时，加热时树脂的流动性 被破坏，可能无法确保所得铸型具有充分的强度。需要说明的是，本专利技术中，为了改善铸型的物性等，可以在上述酚醛树脂中预先对 酚醛树脂适当地配合目前常用的各种添加剂，特别优选配合Y “氨基丙基三乙氧基硅烷及 Y-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶联剂；亚乙基双硬脂酰胺及亚甲基二硬脂酰胺 等润滑剂等。本专利技术的壳型用酚醛树脂组合物同时组合了上述酚醛树脂和丙二醇(以下简称 作“PG”)及/或其聚合物作为必须构成成分。其中，本专利技术中，PG的聚合物的沸点高、且不 易挥发，所以特别优选使用。更具体而言，本专利技术中，在PG的聚合物中，特别优选使用由凝胶渗透色谱法分析 得到的数均分子量为300 3000的聚丙二醇(以下简称作“PPG”)。上述PPG的数均分子 量为300以上时，由于其沸点远高于对铸型进行造型时的温度，且不易挥发，所以更有利于 发挥如上所述的PPG的效果。另外，PPG的数均分子量为3000以下时，可以有利于抑制所 得壳铸型的强度降低。具有上述数均分子量的PPG有各种市售品，本专利技术可以从这些市售 品中适当选择。另外，本专利技术中的PG及/或其聚合物对酚醛树脂的配合比例没有特别限定，相对 于1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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：森敬一，高间智宏，
申请(专利权)人：旭有机材工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP