含环氧树脂、丙烯酸酯以及一些烷基酯的冷芯盒法粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及铸造粘合剂体系，其在二氧化硫和自由基引发剂存在下固化，包括（ａ）环氧树脂；（ｂ）丙烯酸酯；（ｃ）脂肪酸烷基酯，优选树脂酸丁酯，其中所述酯的烷基是具有４－８个碳原子的脂族烃基。所述铸造粘合剂体系用于制造铸造混合物。所述铸造混合物用于制造铸造成形体（例如型芯和塑模），该成形体用于制造金属铸件，尤其是铁铸件。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及铸造粘合剂体系，其将在二氧化硫和自由基引发剂存在下固化，所述粘合剂体系包括(a)环氧树脂；(b)丙烯酸酯；(c)脂肪酸烷基酯，优选树脂酸丁酯，其中所述酯的烷基是具有4-8个碳原子的脂族烃基。所述铸造粘合剂体系用于制造铸造混合物。所述铸造混合物用于制造铸造成形体(例如型芯和塑模)，该成形体用于制造金属铸件，尤其是铁铸件。
技术介绍
在铸造工业中，用于制造金属部件的程序之一是“砂型铸造”。在砂型铸造中，一次性塑模和型芯用砂和有机或无机粘合剂的混合物来制造。铸造成形体被配置在型芯/塑模组件中，该组件产生了向其中倾倒熔融金属的空穴。在熔融金属被倾倒入塑模和型芯的组件中并冷却后，通过该过程形成的金属部件由所述组件中移除。粘合剂是需要的，以便塑模和型芯在与熔融金属接触时不会分解。在砂型铸造中使用的两个重要制造方法是无烘烤法(no-bake)和冷芯盒法(cold-box)。在无烘烤法中，液体固化催化剂与集料及粘合剂混合，形成铸造混合物，然后在模具使该混合物成形。铸造混合物通过将其放入模具中并使其固化直到其是自支撑的且可控制。在冷芯盒法中，气态固化催化剂或共反应物流过成形的集料和粘合剂的混合物(通常在型芯盒中)以固化该混合物。在用于制造型芯和塑模的铸造工业中广泛使用的冷芯盒法是“SO2固化的环氧树脂/丙烯酸酯体系”。在此方法中，氢过氧化物(通常为氢过氧化枯烯)、环氧树脂、多官能丙烯酸酯、典型地偶联剂以及任选的稀释剂的混合物混合成集料(砂)并压成特定成形体，典型地为型芯或塑模。将任选用氮气或其他惰性气体稀释的二氧化硫(SO2)吹入粘合剂/集料成形体中。该成形体同时硬化并可立即用于铸造型芯/塑模体系中。德国专利申请DE 197 27 520公开了含有油酸甲酯、油酸乙酯和油酸丙酯的环氧-丙烯酸铸造粘合剂的实例，其是用二氧化硫在自由基引发剂存在下固化的。
技术实现思路
本专利技术涉及一种铸造粘合剂体系，其在气态二氧化硫和自由基引发剂存在下固化，所述粘合剂体系包括(a)20-70重量份的环氧树脂；(b)1-50重量份的脂肪酸酯；(c)1-30重量份的脂肪酸烷基酯，优选树脂酸丁酯，其中所述酯的烷基是具有4-8个碳原子的脂族烃基；(d)有效量的氢过氧化物。其中(a)、(b)、(c)和(d)是单独的组分或与所述组分的另一种混合，条件是(b)不与(d)混合，并且所述重量份是以100份粘合剂为基准。已经发现向粘合剂体系中添加脂肪酸烷基酯，改进了由这些粘合剂制造的型芯和塑模的拉伸强度发展和防潮性能，其中所述酯的烷基是具有4-8个碳原子的脂族烃基。优选用作环氧树脂的是衍生自双酚A的环氧树脂。该铸造粘合剂用于制造铸造混合物。此铸造混合物用于制造铸造成形体，例如型芯和模具，所述铸造成形体用于制造金属铸件。具体实施例方式用于说明本专利技术具体实施方案的详细描述和实施例将使本领域技术人员能够实现本专利技术，包括实现最优方式。应理解除了这些具体公开之外，本专利技术的许多等同实施方案也是可行的。除了另有说明外，所有百分比都是重量百分比。环氧树脂是具有环氧基团(即下式表示的基团)的树脂，使环氧树脂的环氧官能度(每个分之中的环氧基团)等于或大于1.9，典型地为2.0-4.0。 环氧树脂的实例包括(1)双酚A、B、F、G和H的二缩水甘油醚，(2)卤素取代的脂族环氧化物和其他双酚化合物如双酚A、B、F、G和H的二缩水甘油醚，和(3)环氧酚醛清漆树脂，其是酚醛清漆树脂的缩水甘油醚，(4)环脂族环氧树脂，和(5)他们的混合物。环氧树脂(1)是在碱性催化剂存在下通过表氯醇与双酚化合物反应来制备的。通过控制操作条件，并改变表氯醇与双酚化合物的比例，可制备不同分子量的产物。基于各种双酚的上述类型的环氧树脂可由广泛的商业渠道获得。环氧树脂(2)包括卤素取代的脂族环氧化物、其他双酚化合物例如双酚A、B、F、G和H的二缩水甘油醚、和环氧清漆酚醛树脂。卤素取代的脂族环氧化物的实例包括表氯醇、4-氯-1，2-环氧丁烷、5-溴-1，2-环氧戊烷、6-氯-1，3-环氧己烷等。环氧酚醛清漆树脂(3)的实例包括环氧甲酚和环氧苯酚酚醛清漆树脂，其是通过使酚醛清漆树脂(通常通过邻甲酚或苯酚与甲醛反应形成的)与表氯醇、4-氯-1，2-环氧丁烷、5-溴-1，2-环氧戊烷、6-氯-1，3-环氧己烷等反应而形成的。环脂族环氧树脂的实例包括具有任何脂族基团的任何脂族、环脂族、或混合脂族-环脂族环氧化合物，并且还包括具有芳基的脂族环氧树脂、即混合脂族-芳族环氧树脂。脂族环氧树脂可含有与聚合环氧化合物混合的单体环氧化合物。最优选的脂族环氧树脂由以下结构式表示 其中n≥1，并且m是整数，典型地为1-4，优选为2-3，或由以下结构式表示 其中n≥1。结构式I和II中的R实质上主要是脂族的，但是可含有氧官能团以及混合脂族-芳族基团。典型地，R选自以下组中烷基、环烷基、混合烷基-环脂族基团、以及取代的烷基、环烷基或烷基-环脂族基团，其中取代基包括例如醚基、羰基和羧基。脂族环氧树脂的具体实例包括3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸酯；乙烯基环己烯二氧化物；2-(3，4-环氧环己基-5，5-螺-3，4-环氧)环己烷间二噁烷；双-(3，4-环氧环己基)己二酸酯；1，2-环氧对乙烯基环己烯；一氧化苧烯；二氧化苧烯；以及氢化双酚二缩水甘油醚。优选使用的环氧树脂的平均环氧官能度为至少2.1-3.5，优选约2.3-约3.0。特别优选的环氧树脂的平均重量对于每个环氧基团为165-200克/当量。丙烯酸酯是反应性丙烯酸单体、聚合物、或他们的混合物，并且含有烯键式不饱和键。这类材料的实例包括各种单官能的、二官能的、三官能的、四官能的和五官能的单体丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。这些单体的代表包括丙烯酸烷基酯、丙烯酸化环氧树脂、丙烯酸氰烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸氰烷基酯、以及二官能的单体丙烯酸酯。其他可以使用的丙烯酸酯包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸2-乙基己酯。典型的也可使用的反应性不饱和丙烯酸聚合物包括环氧/丙烯酸酯反应产物、聚酯/脲/丙烯酸酯反应产物、丙烯酸酯化的脲低聚物、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯以及丙烯酸酯化的环氧树脂。脂肪酸烷基酯的实例包括树脂酸丁酯、树脂酸异辛酯、豆油脂肪酸异丁酯、以及油酸丁酯，其中所述酯的烷基使具有4-8个碳原子的脂族烃基。优选用作脂肪酸烷基酯的是树脂酸丁酯。自由基引发剂是过氧化物和/或氢过氧化物。实例包括酮过氧化物、过氧化酯自由基引发剂、烷基氧化物、氯酸盐、高氯酸盐、和过苯甲酸盐。然而，优选自由基引发剂是氢过氧化物，或者是过氧化物和氢过氧化物的混合物。本专利技术中特别优选的氢过氧化物包括氢过氧化叔丁基、氢过氧化枯烯、氢过氧化对孟烷等。有机过氧化物可以是芳族的或烷基过氧化物。有用的二酰基过氧化物包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰和过氧化癸酰。混合芳族-脂族和脂族过氧化物分别包括过氧化枯烯和过氧化二叔丁基。氢过氧化枯烯和/或多官能丙烯酸酯如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，可在其与铸造集料混合前加入到环氧树脂中。虽然溶剂不是反应性稀释剂所必须的，但是他们可用于减低粘合剂体系粘度或赋予粘合剂体系以其他性能，例如防潮性能。所用的典型溶剂通常是极性溶剂，例如液态二烷基酯，例如美本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造粘合剂系统，其将在二氧化硫和自由基引发剂存在下固化，该粘合剂系统包括：（ａ）２０－７０重量份的环氧树脂；（ｂ）１－５０重量份的丙烯酸酯；（ｃ）１－３０份的脂肪酸烷基酯，其中所述酯的烷基是具有４－８个碳原子的脂 族烃基；以及（ｄ）有效量的过氧化物，其中（ａ）、（ｂ）和（ｃ）是单独的组分或与所述组分的另一种混合，条件是（ｂ）不与（ｄ）混合，并且所述重量份是以１００份粘合剂为基准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-7-25 10/627,4701.一种铸造粘合剂系统，其将在二氧化硫和自由基引发剂存在下固化，该粘合剂系统包括(a)20-70重量份的环氧树脂；(b)1-50重量份的丙烯酸酯；(c)1-30份的脂肪酸烷基酯，其中所述酯的烷基是具有4-8个碳原子的脂族烃基；以及(d)有效量的过氧化物，其中(a)、(b)和(c)是单独的组分或与所述组分的另一种混合，条件是(b)不与(d)混合，并且所述重量份是以100份粘合剂为基准。2.权利要求1的粘合剂系统，其中环氧树脂包括衍生自双酚A的环氧树脂。3.权利要求2的粘合剂系统，其中环氧树脂的环氧当量重量为约165-约225克/当量。4.权利要求3的粘合剂系统，其中丙烯酸酯为单体。5.权利要求4的粘合剂系统，其中丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，并且过氧化物是氢过氧化物。6.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格克罗克尔，兰德尔施赖弗，
申请(专利权)人：亚什兰许可和知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]