[其他]应用多羟基化合物和杂环化合物的反应而制造粘结颗粒制品的方法

说明书

本发明涉及一种将热固性粘合剂与颗粒物质混合而制造粘结颗粒制品的方法。特别涉及用多羟基化合物、指定分子式的杂环化合物和酸催化剂所组成的粘合剂体系处理砂或纤维素纤维之类颗粒物质的方法，其中所述酸催化剂的用量应足以使化合物之间的交联反应得以进行。由这种方法所生产的制品可用作型芯和型模，以及用于纤维板的生产。

在纺织和造纸工业中，出于各种目的将淀粉溶液施加于纤维中由来已久。这类产物的基本性质通过淀粉与诸如乙二醛之类的多官能化合物的交联已得到改善。但随着热固性树脂，如尿素树脂和蜜胺树脂的出现，人们希望能将这类树脂与淀粉混合，以得到更为耐久的整理剂。终于，下列化合物，即：（1）α，β二羰基化合物;（2）脲、硫脲或胍和（3）甲醛等的醛类，它们的杂环反应产物在织物整理领域内占有重要地位。理查森（Richardson，U.S.2，661，312）发现了一种稳定、耐久的织物整理剂，它包括1，3-双羟甲基-2-咪唑啉、淀粉和酒石酸。上述杂环化合物可通过亚乙基脲与甲醛反应等方法制备，它有二个氮键合的羟甲基，后者在加热时能与淀粉交联，而酒石酸的存在将加速交联速率。许多先进的织物整理剂也已由这类工艺演变而来。雷勃尼兹（V.Reibnitz    U.S.2，764，573）揭示了乙二醛和脲、硫脲或胍[乙二醛单脲（monoureins）]的缩合产物能通过与醛（如甲醛），或与醛和醇的反应而得以改良，在反应中产生了相应的N-取代羟烷基或烷氧基烷基取代基。树脂显现出固化现象，特别在添加酸固化催化剂后更是如此，形成不透水的弹性膜。后来发现（并为该领域内所知），乙二醛单脲和醛缩合产物在用于处理织物时极其重要。盖革利迪等（Gagliardi    et    al.，U.S.3，209，010）揭示，这类物质，特别在其4位和5位处被醚、酯、氨基甲酰基等类基团进一步取代时，则构成了耐氯的织物整理剂。

多羟基化合物，特别是淀粉之类的多糖和易与羟基反应的多官能试剂的交联亦为纺织领域以外的行业，如纸板制造业（用木材和其他纤维）和翻砂铸模等行业所知。

型芯和型模有其特有的问题。它们用于制造金属铸件，而其本身通常是由包括砂或其他耐火材料，以及涂在耐火材料颗粒上的可固化或可聚合的粘合剂之混合物制成。粘合剂涂料的用途是使混合物在第一次成形或铸成所需的形状后硬化。通常包含大量砂和少量粘合剂的混合物之成形是通过夯紧、吹干或将其引入模子或型芯盒内，藉此呈现出由模子邻接表面所限定的形状。然后利用在砂混合物引入模子前或后所添加的催化剂或聚合促进剂，和/或依靠加热，使粘合剂固化，由此将成形的砂混合物转化为坚硬的实心型芯。通常固化过程或在位于吹气室中的原来型芯盒内完成，或在夹持模子中进行。常用的粘合剂包括酚醛树脂、脲醛树脂、糖醇改性脲醛树脂、呋喃树脂、干性油和聚氨酯油等物质。

一般来说，该技术领域内有二种基本方法可达到成形后砂一粘合剂混合物的固化。其中第一种方法是高温法，它涉及使用热固性脂体系，通过加热使粘合剂硬化。第二种方法在该技术领域内称之为“不烘焙”或“冷固化”法。顾名思义，后一方法是在室温或略高于室温下进行，即5-50℃，常在15℃-35℃之间。

上述方法各自有其某些局限性，并为该领域内从事此项工作的人们所熟知，某些材料能量非常集中;而有些则具有大量处理和环境问题;还有些材料的应用受到限制，因在金属倾注期间从粘合剂中释放的气体将导致金属成品表面形成缺陷;若需将型芯烘干，则必须使用湿态强度添加剂，以使其有足够强度而能放入和通过烘炉。

卡明斯福脱等（Cummisford    et    al.，U.S.4，013，629;4，089，691;4，098，615;4，098，859和4，158，574）揭示了催化乙二醛糖化物体系在翻砂型芯、纤维素压制成形产品、胶粘剂、涂层粘合剂以及其他许多方面的应用。上述专利的发明人通过控制反应物和催化剂的量，以及从现有的大量材料中选用了糖化物等措施，使其研究结果克服了许多问题。但实际上，最终产品的水解稳定性尚有欠缺，这就限制了这些粘合剂体系在湿度和温度能被控制的铸造业中的应用。