二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物制造技术

在使用二氧化碳气体作为硬化剂制造铸型时，使用下述二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物能够制造强度和铸型表面稳定度高的铸型，所述的粘结剂组合物含有（ａ）环氧化合物、（ｂ）水溶性酚醛树脂的碱性水溶液、（ｃ）硬化促进剂和（ｄ）硅烷偶合剂，（ａ）、（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）成分的合计是１００重量份数，（ａ）成分是０．１－６０重量份数，（ｂ）成分是１５－９９．７重量份数，（ｃ）成分是０．１－２０重量份数，且（ｄ）成分是０．１－１０重量份数。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于用二氧化碳气体作为硬化剂制造铸型时使用的二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物和二氧化碳硬化性铸型用树脂组合物。另外，本专利技术是关于使用该粘结剂组合物或该树脂组合物制成的铸型组合物，以及使用该粘结剂组合物或该铸型用树脂组合物构成的铸型造型方法。按照本专利技术能够制造强度和铸型表面稳定度高的铸型。迄今，作为在制造铸型时使用的粘结剂，使用各种有机粘结剂。近年来，从达到铸型制造时的节能和作出环境及地球环境保护的观点出发，使用靠毒性低的气体状或气溶胶状物质能进行硬化的有机系粘结剂。即使在像这样的有机粘结剂中，也特别集中注意以安全性良好的二氧化碳气体能硬化的有机粘结剂。作为包含以二氧化碳气体能硬化的有机粘结剂的组合物的一个例子，在特开平4-76947号公报中已揭示包含可溶性酚醛树脂型酚醛树脂的碱性水溶液和硬化剂硼酸盐等的组合物。在像这样的组合物中二氧化碳一起作用，就发生硬化，其原因如下。即，二氧化碳气体与该组合物中的水起反应，生成碳酸。由于碳酸的作用该组合物(是水溶液形态)的pH降低。其结果，硼酸盐等硬化促进剂与可熔性酚醛树脂反应，使该树脂交联。但是，用这样的组合物实际制造成的铸型，不能说具有足够的强度和表面稳定度，这样的铸型还远远不能满足要求。另外，以提高铸型强度为目的，在特开平4-147743号公报中揭示了使用碱性酚醛树脂水溶液构成的铸型或型芯的制造方法，在特开平5-320477号公报中揭示了包含可熔型双酚·醛树脂的碱性水溶液的组合物。按照这些公报中所揭示的专利技术，看到铸型强度提高的效果，但远不能达到满足要求的水准。另一方面，在特开平4-298591号公报中已揭示预先使碱性的水溶性酚系可熔酚醛树脂与亲水性环氧树脂低聚物混合形成室温硬化型的粘结剂组合物。但是，若使用这种粘结剂组合物造型，硬化速度极小。在特开平7-9073号公报中已揭示以改善该组合物的缺点为目的、进行研究结果产生的专利技术。即，使用含有可熔型水溶性酚醛树脂的粘结剂、含具有环氧基的化合物和有机酯的硬化剂的组合物制造铸型，在特开平7-9073中已有描述。按照该方法，虽然改善了铸型的硬化速度，但还不能满足要求。本专利技术人鉴于上述的已有技术中的种种问题，进行了深入研究。其结果发现，通过使用由水溶性酚醛树脂、硬化促进剂、硅烷偶合剂和环氧化合物组成的二氧化碳硬化用粘结剂组合物制造铸型，达到耐实用的铸型硬化速度，而且能制造铸型强度和铸型表面稳定度显著优良的铸型，以及进而若使用含有从属于周期表1B-8族的金属元素组成的组中选择的至少一种的化合物，则在使用再生砂的铸型造型中，提高铸型强度。本专利技术就是基于上述认识而完成的。即，本专利技术的第一种形式是关于二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，它含有(a)环氧化合物、(h)水溶性酚醛树脂的碱性水溶液、(c)硬化促进剂和(d)硅烷偶合剂，(a)、(b)、(c)和(d)成分合计是100重量份数，(a)成分是0.1-60重量份数，(b)成分是15-99.7重量份数，(c)成分是0.1-20重量份数，且(d)成分是0.1-10重量份数。本专利技术的第二种形式是关于二氧化碳气体硬化性铸型用树脂组合物，它由含有(a)环氧化合物的(I)成分和含有(b)水溶性酚醛树脂的碱性水溶液、(c)硬化促进剂及(d)硅烷偶合剂的(II)成分组成，(I)成分和(II)成分处于互相不接触状态，(a)、(b)、(c)和(d)成分的合计是100重量份数，(a)成分是0.1-60重量份数，(b)成分是15-99.7重量份数、(c)成分是0.1-20重量份数、且(d)成分是0.1-10重量份数。本专利技术的第三种形式是关于用二氧化碳气体使含有100重量份数耐火性粒状材料和0.1-10重量份数的上述二氧化碳硬化用粘结剂组合物的组合物硬化而制成的铸型组合物。本专利技术的第四种形式是关于铸型组合物，该铸型组合物是使用100重量份数耐火性粒状材料和上述二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物或二氧化碳气体硬化性铸型用树脂组合物，其(a)、(b)、(c)和(d)成分的合计是0.1-10重量份数的量调制成组合物，以二氧化碳气体使该组合物硬化而制造成的。本专利技术的第五种形式是关于铸型造型法，它是在100重量份数耐火性粒状材料中添加0.1-10重量份数上述的二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物而形成组合物，混炼所得到的组合物，将其填充到铸型模型中，在模型中用0.1-30重量份数二氧化碳气体使上述组合物硬化而构成的。本专利技术的第六种形式是关于铸型造型法，它是在100重量份数耐火性粒状材料中添加上述二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物或二氧化碳气体硬化性铸型用树脂组合物的(I)成分和(II)成分，其(a)、(b)、(c)和(d)成分的合计是0.1-10重量份数的量而形成组合物，混炼所得到的组合物，将该组合物填充到铸型用模型中，在模型中用0.1-30重量份数二氧化碳使该组合物硬化而构成。在本专利技术中，(a)环氧化合物、(b)水溶性酚醛树脂的碱性水溶液、(c)硬化促进剂和(d)硅烷偶合剂可以顺次或同时与铸型砂混炼，或者也可以预先调制成由这些中的至少二种组成的混合物，再与铸型砂混炼。但是，使用二液型的本专利技术的二氧化碳硬化性铸型用树脂组合物为佳。即，在水溶性酚醛树脂的碱性水溶液中分别溶解定量的硬化促进剂和硅烷偶合剂，调整成该组合物的(II)成分，将(II)成分和环氧化合物(该组合物的(I)成分)各自或以(I)和(II)成分组成的混合物形式添加到铸型砂中为佳。这是因为，若预先在水溶性酚醛树脂的碱性水溶液中添加环氧化合物，则酚醛树脂与环氧化合物进行完反应。另一方面，在水溶性酚醛树脂的碱性水溶液中预先添加硬化促进剂之所以为佳，是因为若存在硬化促进剂，则在二氧化碳气体被酚醛树脂的水溶液吸收时，因硬化促进剂的作用，瞬时能形成离子型树脂。作为硬化促进剂，例举使用硼砂加以说明的话，推断是，上述酚醛树脂和硼砂在强碱性中与二氧化碳接触时，形成来自酚醛村脂的酚羟基的氧原子离子结合在硼原子上形的高分子离子型树脂。在铸型的造型之际，使用砂等耐火性粒状材料。耐火性粒状材料是例如含有水玻璃再生砂、作为粘结剂使用的膨润土等的湿砂型再生砂，及以来自作为粘结剂使用的水溶性酚醛树脂的成分被覆砂的再生砂(包含有机酯硬化的场合和二氧化碳硬化的场合两者)的情况下，为了提高铸型强度，再使用(e)含有从周期表的1B-8族金属元素组成的组中选择的至少一种元素的化合物为佳。在本专利技术的粘结剂组合物中含有像这样的化合物是理想的。另外，在本专利技术的铸型用树脂组合物中(e)成分既可以含在(I)成分中，又可以含在(II)成分中，也可以含在两者之中，但最好含在(II)成分中。在此情况下，(II)成分例如形成分散液或溶液的形态。本专利技术是关于由以二氧化碳硬化的有机系水溶性酚醛树脂组成的二氧化碳硬化用粘结剂组合物、二氧化碳硬化性铸型用树脂组合物、以二氧化碳硬化的铸型组合物及铸型造型方法。在本专利技术中与水溶性酚醛树脂同时使用环氧化合物，进而根据需要，使用含有从属于周期表的1B-8族金属元素中选择的至少一种的化合物，因而显著改善铸型的硬化速度、强度和表面稳定度。在本专利技术中，通过水溶性酚醛树脂、环氧化合物和硬化促进剂之间的相互作用，提高树脂的交联密度，以此解决了上述的问题。再有在本专利技术中，在使用含有从周本文档来自技高网...

【技术保护点】
二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，其特征是，含有：（ａ）环氧化合物、（ｂ）水溶性酚醛树脂的碱性水溶液、（ｃ）硬化促进剂和（ｄ）硅烷偶合剂，（ａ）、（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）成分的合计是１００重量份数，（ａ）成分是０．１－６０重量份数，（ｂ）成分是１５－９９．７重量份数，（ｃ）成分是０．１－２０重量份数，而且（ｄ）成分是０．１－１０重量份数。

【技术特征摘要】
JP 1996-1-31 15237/961二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，其特征是，含有(a)环氧化合物、(b)水溶性酚醛树脂的碱性水溶液、(c)硬化促进剂和(d)硅烷偶合剂，(a)、(b)、(c)和(d)成分的合计是100重量份数，(a)成分是0.1-60重量份数，(b)成分是15-99.7重量份数，(c)成分是0.1-20重量份数，而且(d)成分是0.1-10重量份数。2权利要求1所述的二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，其特征是，还含有(e)成分，该(e)成分是含有从周期表1B-8族的金属元素组成的组中选择的至少一种的化合物，(a)、(b)、(c)和(d)成分的合计每100重量份数，(e)成分的含量换算成金属元素量是0.0005-5重量份数。3权利要求2所述的二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，其中，(e)成分是由下述式(1)表示的化合物MaXb(1)式中，a和b分别是1以上的整数，M是周期表1B-8族的金属元素，X表示氢原子、碳原子、烃基、硫原子、氮原子、磷原子、氧原子、卤素原子、羟基、烷氧基、氨基、亚氨基、硝基、无机酸的阴离子原子团、有机酸的阴离子原子团或者显示金属离子封锁性的原子团，但M和X分别不限于一种。4权利要求1所述的二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，其中，(C)成分含有作为必需成分的硼化合物。5权利要求1所述的二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，其中，(a)成分具有20％以上的水溶率。6权利要求1所述的二氧化碳气体硬化用粘结剂组合物，其中，(a)成分在一个分子中具有至少二个缩水甘油醚基。7二氧化碳气体硬化性铸型用树脂组合物，其特征是，它是由含有(a)环氧化合物的(I)成分以及含有(b)水溶性酚醛树脂的碱性水溶液、(c)硬化促进剂和(d)硅烷偶合剂的(II)成分组成，(I)成分和(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田昭，水野涉，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]