[发明专利]制造型芯和模具的组分体系

说明书

本发明涉及一种基于苄基醚型酚醛树脂和异氰酸酯制备用于金属铸造的含有非极性溶剂的粘合剂的组分体系。

技术领域

本发明涉及一种用于使用酚醛树脂-聚氨酯冷箱(PUCB)和/或酚醛树脂-聚氨酯自硬(PUNB)方法基于苄基醚型酚醛树脂和异氰酸酯制备含有非极性溶剂的粘合剂的组分体系。此外，本发明涉及一种含有粘合剂和模制基础材料的模制材料混合物以及该组分体系用于金属铸造的应用。

背景技术

根据PUCB和/或PUNB方法制造型芯和模具在铸造行业中有重要意义。在此，双组分聚氨酯体系用于粘合耐火模制基础材料。多元醇组分由每分子具有至少两个OH基团的多元醇组成，异氰酸酯组分由每分子具有至少两个NCO基团的异氰酸酯组成。此外，使用酚醛树脂作为多元醇组分。模制基础材料和粘合剂构成的混合物(也简称为模制材料混合物)的固化在PUCB方法中借助低沸点叔胺实现，在模制之后，低沸点叔胺以气态或作为气溶胶穿过模制材料混合物(参见US 3409579)。通常，这借助载气，例如空气、氮气或CO₂实现，在载气中加入至少一种叔胺。在PUNB方法中，液体叔胺和/或金属化合物作为催化剂被加入模制材料混合物中。

对于用于制造金属铸造用模具和型芯的模制材料混合物中的粘合剂，使用芳烃已经成为普遍的做法，并且已经提出使用其他非极性溶剂。在此背景下，硅酸酯和/或硅酸衍生物具有重要作用。

EP 1057554 B1描述了一种四烷基硅酸盐在冷箱粘合剂体系中作为溶剂的应用。苄基醚树脂的详细描述没有涉及醚化羟甲基并且仅涉及具有1至8个碳原子的烷基的烷基酚。有利地，在酚醛树脂组分中，烷基硅酸盐、烷基硅酸盐低聚物或它们的混合物的含量为1至40重量百分比。优选地，添加共溶剂，其特别是极性增加溶剂，例如二元酯、未指明的C₄至C₆二羧酸甲酯的混合物。浓度的限制和对共溶剂的偏好表明在较高浓度的烷基硅酸盐中溶解不足。这通过EP 1057554 B1的实施例说明，根据该实施例，它们在酚醛树脂组分中总是具有至少5重量百分比的二元酯。使用的C₄至C₆二羧酸没有详细说明。

WO2009/130335A2描述了用烷基硅酸盐再酯化的苄基醚树脂，目的是在苄基醚树脂中引入无机聚合物单元。同样，在非常高的分子量时可能需要添加共溶剂。从实施例可以看出，根据该发明的可熔酚醛树脂完全可溶于四乙基硅酸盐。

DE 102015201614 A1描述了在冷箱粘合剂中使用烷基硅酸盐的另一个实施方案，冷箱粘合剂由具有游离和/或醚化羟甲基(具有C₁至C₄醇)的可熔酚醛树脂以及烷基硅酸盐和/或烷基硅酸盐低聚物以及至少一种选自C₄至C₆二羧酸二烷基酯的组的化合物组成。优选的是C₄至C₆二羧酸的二甲酯。使用的C₄至C₆二羧酸未指出。优选是非醚化的苄基醚树脂。

DE 102004057671 B4描述了苄基醚树脂，其羟甲基基团用C₁至C₁₀醇(特别优选正丁基)醚化。同时，结构式公开了具有1至10个碳原子的烷基的烷基酚的应用。除了实验例2、4、5和9外，没有提及在纯四乙基硅酸盐中的溶解。值得注意的是，醚化苄基醚树脂的含量为75至90重量百分比。

EP 1 137 500 B1描述了醚化的苄基醚树脂。为此，用羟基甲烷基团(-CH₂-OH)将C₁至C₈醇醚化至25摩尔百分比。烷基酚不是单独要求保护的，在专利文件中的直至C₂₆链的一般性列举中提到。在权利要求和实施例中没有提及非极性溶剂。

DE 102006037288 A1描述了用腰果酚改性的PUCB粘合剂。通过添加腰果酚降低了单体浓度。没有提及硅酸酯和硅酸酯低聚物作为溶剂。

发明内容