DE3339174C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein kalthärtbares Bindemittel auf Polyurethan-
Basis für Gießereizwecke mit verbesserten Gebrauchseigenschaften,
insbesondere für die Herstellung von Formen und Kernen.
Es ist bekannt, Formstoffbindemittel auf Polyurethan-Basis in
Gießereien einzusetzen. Derartige Bindemittel bieten viele technische
und wirtschaftliche Vorteile, besonders bei der Serienherstellung
von Formen und Kernen. Als besondere Vorzüge gelten:
sehr gute Formbarkeitseigenschaften der Formmassen; die Möglichkeit, den gesamten Form- und Härtevorgang maschinell und automatisch mit kurzen Taktzeiten bei Raumtemperatur durchzuführen; hohe Maßgenauigkeit und Festigkeit der gehärteten Formen und Kerne.
sehr gute Formbarkeitseigenschaften der Formmassen; die Möglichkeit, den gesamten Form- und Härtevorgang maschinell und automatisch mit kurzen Taktzeiten bei Raumtemperatur durchzuführen; hohe Maßgenauigkeit und Festigkeit der gehärteten Formen und Kerne.
Bekannte Bindemittel auf Polyurethan-Basis für Gießereizwecke bestehen
üblicherweise aus mehreren, vor dem Einsatz getrennt gehaltenen
Komponenten:
Komponente A- Phenolharzlösung (Polyol)
Komponente B- Härterlösung (Polyisocyanat)
Komponente C- Katalysator
In manchen Fällen kann die Phenolharzlösung (Komponente A) bereits
mit dem Katalysator (Komponente C) vorgemischt sein.
Die Herstellung einer Formmasse und deren weitere Verarbeitung
erfolgt üblicherweise dadurch, daß ein geeigneter Sand, wie reiner
Quarzsand einer bestimmten Körnung, mit einer abgemessenen
Menge der Komponente A und der Komponente B in speziell hierfür
vorgesehenen Mischmaschinen möglichst homogen vermischt wird. Die
homogene Mischung wird in Formkästen oder Kernkästen gefüllt und
verdichtet. Durch die verdichtete Formmasse wird Katalysatorgas
geblasen, wodurch die Formmasse in sehr kurzer Zeit erhärtet. Modell
und Kernkästen werden entfernt und die gefertigten Formteile
können sofort weiter verarbeitet werden. Wird mit einem flüssigen
Katalysator gearbeitet, wird dieser bereits bei der Zubereitung
der Formmasse zusammen mit den Komponenten A und B in den Sand
eingemischt. Art und Menge des flüssigen Katalysators bestimmen
die Härtegeschwindigkeit. Die Formmasse wird in Form- oder Kernkästen
gefüllt und verdichtet und dem Härtevorgang überlassen.
Die gehärteten Formstücke können in üblicher Weise weiterverarbeitet
werden.
Aus US-PS 34 29 848 und 39 05 934 sind Polyurethan-Bindemittel
für Gießereizwecke bekannt, die als Polyol ein wasserfreies Phenol-
Formaldehyd-Harz, wie Harze vom Benzyläther-Typ, ein oder
mehrere Polyisocyanate, Kombinationen von polaren und apolaren
Lösungsmitteln zusammen mit Dialkylphthalatestern sowie als Haftvermittler
ein Silan enthalten. Als Härtungskatalysatoren werden
tertiäre Amine oder ein Metallion genannt.
An Gießerei-Formmassen und daraus hergestellte Formen und Kerne
werden hohe technische Anforderungen gestellt. So ist zum Beispiel
ein guter Zerfall der Formen und Kerne nach dem Gießen der
Gußstücke wichtig, damit die Gußstücke leicht aus der Gußform
entfernt werden können und der Aufwand für das Reinigen der Gußstücke
so gering wie möglich gehalten wird. Ein guter
Kernzerfall ist insbesondere dann wichtig, wenn die Wärmebeanspruchung
der Formen und Kerne durch das Gießen auf Grund einer
niedrigen Schmelztemperatur des Gießmetalls (z. B. Aluminium und
seine Legierungen) oder der geometrischen Gestalt der Gußstücke
(niedriges Metall/Formsand-Verhältnis) gering ist. Man hat auch
schon im Stand der Technik versucht, einen besseren Kernzerfall
nach dem Gießen durch einen teilweisen oder vollständigen Ersatz
der bekannten Polyole aus Phenol-Formaldehyd-Kondensationsharz
durch andere Polyole im Polyurethan-Formstoffbindemittel zu erreichen.
So enthält die aus DE-OS 22 51 888 bekannte Masse für
Gießereizwecke als zwingende Komponenten: organisches Polyisocyanat;
ein wasserfreies, in organischen Lösungsmitteln lösliches
Harz, wie Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukt, Furfurylalkohol-
Aldehyd-Kondensationsprodukt oder oxalkylierte Bisphenole; phenolische
Verbindung, wie Bisphenole, die mehr als eine OH-Gruppe
pro Benzolring enthalten können.
Das aus DE-OS 25 23 614 bekannte Verfahren zur Herstellung von
Formteilen aus einer mittels tertiärem Amin härtbaren Mischung
aus Sand, polymerem Binder und Lösungsmittel sieht einen Zusatz
von 0,5 bis 3 Gew.-% eines Lösungsmittels bestimmter hoher Verdampfungsgeschwindigkeit
vor, während das Polymer aus Polyisocyanat
und einem Phenolderivat, wie zwei- und dreiwertigen Phenolen,
gebildet sein kann.
In US-PS 42 09 428 wird eine Gießereiformmasse beschrieben, deren
Bindemittel Polyisocyanat, ein polyfunktionelles Phenol, wie Bisphenol
A, und ein aliphatisches Polyol, das mehr als zwei Hydroxylgruppen
pro Molekül aufweist, enthält, wobei der Anteil des
aliphatischen Polyols 5 bis 7 Gew.-% des polyfunktionellen Phenols
beträgt.
Das aus DE-OS 29 23 840 bekannte kaltaushärtende Formstoff-Bindemittel
auf Polyurethan-Basis enthält als Polyol ein monomeres
ein- bis dreikerniges Phenol mit mindestens zwei phenolischen
OH-Gruppen pro Molekül, welches in einer Konzentration von 5 bis
15 Gew.-% an OH-Gruppen in einem polaren, hochsiedenden, in Bezug
auf die Urethan-Bildung inerten Lösungsmittel mit einem δ h -Wert
von mindestens 3,5 gelöst ist (δ h -Wert bezeichnet die Fähigkeit
eines Lösungsmittels zur Bildung von Wasserstoffbrücken).
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kalthärtbares Bindemittel
auf Polyurethan-Basis für Gießereizwecke zu schaffen,
das wesentlich verbesserte Gebrauchseigenschaften besitzt. Die
Verbesserungen beziehen sich auf das Bindemittel selbst, auf die
Verarbeitungseigenschaften der damit hergestellten Formmassen und
die technologischen Eigenschaften der hieraus gefertigten Formen
und Kerne.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit einem kalthärtbaren Bindemittel
auf Polyurethan-Basis für Gießerei-Formstoffmischungen, bestehend aus
phenolischer Polyol-Komponente, Polyisocyanat, organischen Lösungsmitteln, Katalysator
sowie gegebenenfalls weiteren üblichen Zusatzstoffen. Bei
einem Bindemittel der genannten Art besteht die Erfindung darin,
daß das Polyol aus einem Gemisch von 1,3-Dihydroxi-benzol,
Dihydroxi-diphenyl, Trihydroxi-diphenyl und Reaktionsprodukten
aus der Kondensation von Dihydroxi-diphenyl und Trihydroxi-diphenyl
mit 1,3-Dihydroxi-benzol besteht oder das Polyol ein solches
Gemisch enthält.
Sofern das Polyol des erfindungsgemäßen Bindemittels nur teilweise
aus dem Gemisch der vorgenannten hydroxylischen Verbindungen
besteht, sind daneben noch Polyole enthalten, die bei der
Herstellung von Polyurethanen üblich sind, wie Alkandiole, Alkantriole,
Pentaerythrit.
Das phenolische Polyolgemisch besteht aus 1 bis 15% 1,3-Dihydroxi-
benzol, 10 bis 25% Dihydroxi-diphenyl, 20 bis 40% Trihydroxi-
diphenyl, Rest Reaktionsprodukte aus der Kondensation von Dihydroxi-
diphenyl und Trihydroxi-diphenyl mit 1,3-Dihydroxi-benzol.
Dabei beträgt der Anteil des Polyolgemisches im Bindemittel 5 bis
25%. Vorzugsweise ist es in einer Menge von 10 bis 20% und insbesondere
in einer Menge von 15% hierin enthalten. In einer bevorzugten
Ausführungsform liegt das Polyol bei Raumtemperatur in
fester Form vor mit einem spezifischen Gewicht von 1,3 g/ml und
einer Hydroxylzahl von 600 bis 800 mg KOH/g.
Als Polyisocyanate können aliphatische, cycloaliphatische oder
aromatische Polyisocyanate oder deren Mischungen verwendet werden,
wobei pro Molekül mindestens zwei Isocyanatgruppen vorhanden
sein müssen und das Polyisocyanat bis zu 5 oder mehr Isocyanatgruppen
im Molekül enthalten kann, beispielsweise Diphenylmethandiisocyanat,
Triphenylmethantriisocyanat, Toluylendiisocyanat,
Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanat. Vorzugsweise werden handelsübliche
4,4′-Diphenylmethandiisocyanate mit einem Gehalt an
höherfunktionellen Isocyanaten in dem Bindemittel gemäß Erfindung
verwendet. Der Anteil des Isocyanats im Bindemittel der Erfindung
beträgt 25 bis 45%.
Das erfindungsgemäße Bindemittel auf Polyurethan-Basis enthält
Lösungsmittel polaren sowie unpolaren Typs.
Polare Lösungsmittel, die hierfür geeignet sind, müssen folgende
Eigenschaften besitzen: gutes Lösevermögen für das Polyolgemisch;
ausreichendes Lösevermögen für den Katalysator; Mischbarkeit mit
Polyisocyanaten, die gegebenenfalls mit apolaren Lösungsmitteln
verdünnt sein können; geringe Flüchtigkeit (Siedepunkt über
150°C). Alkohole, Ester, Säureamide, Aldehyde, Ketone, Äther
oder Lactone können diese Bedingungen erfüllen und können daher
verwendet werden. Bevorzugte polare Lösungsmittel sind Butyl-diglykol,
Äthyl-diglykol-Acetat, Isophoron, Dimethyldiglykoläther
oder γ-Butyro-lacton.
An das unpolare Kohlenwasserstofflösungsmittel werden folgende
Anforderungen gestellt: gutes Lösevermögen für das Polyisocyanat;
ausreichende Verträglichkeit mit dem polaren Lösungsmittel; geringe
Flüchtigkeit (Siedepunkt über 150°C).
Als unpolare Kohlenwasserstofflösungsmittel eignen sich aliphatische
oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder Mischungen hiervon.
Bevorzugt wird ein aromatisches Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
mit einem Aromatengehalt von etwa 99% und einem Siedebereich
von 165-179°C.
Ein weiterer Bestandteil des erfindungsgemäßen Bindemittels auf
Polyurethan-Basis ist ein Benzol-dicarbonsäureester, wie Ester
der Phthalsäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure mit einwertigen
Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen im Molekül, insbesondere
Dioctylphthalat.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Bindemittel in an sich bekannter
Weise als Haftverbesserer ein Silan enthalten. Geeignete
Silane besitzen die allgemeine Formel
(R₂O)₃-SiR₁,
worin R₁ ein Alkylradikal oder ein alkoxysubstituiertes, isocyanatsubstituiertes
oder ein alkylaminosubstituiertes Alkylradikal
ist, in welchem die Alkylgruppe 1 bis 15 C-Atome besitzt.
R₂ ist ein Kohlenwasserstoffradikal. Bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Bindemittels auf Polyurethan-Basis enthalten
N-beta (Aminoäthyl)-gamma-aminopropyltrimethoxy-silan oder gamma- Glycidoxy-propyltrimethoxy-silan.
N-beta (Aminoäthyl)-gamma-aminopropyltrimethoxy-silan oder gamma- Glycidoxy-propyltrimethoxy-silan.
Die Härtung des erfindungsgemäßen Polyurethan-Bindemittels wird
durch flüssige oder gasförmige Katalysatoren bewirkt. Die Katalysatoren
sind Basen mit einem pKb-Wert von 4 bis 13 und/oder metallorganische
Verbindungen, die Metallionen bilden, wie Dibutylzinndilaurat.
Bevorzugt sind tertiäre Amine.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Bindemittel auf
Polyurethan-Basis folgende Zusammensetzung:
5-25,0 Gew.-%Polyolgemisch bestehend aus 1 bis 15%
1,3-Dihydroxi-benzol, 10 bis 25%
Dihydroxi-diphenyl, 20 bis 40%
Trihydroxi-diphenyl, Rest
Reaktionsprodukte aus der Kondensation
von Dihydroxi und Trihydroxi-diphenylen
mit 1,3-Dihydroxi-benzol;
5-25,0 Gew.-%polares Lösungsmittel
5-20,0 Gew.-%apolares Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
0-20,0 Gew.-%Benzoldicarbonsäureester
25-45,0 Gew.-%Polyisocyanat
0- 0,2 Gew.-%Silan.
Im erfindungsgemäßen Polyurethan-Bindemittel ist das Verhältnis
der Anteile Polyolgemisch zu Anteilen Polyisocyanat so abgestimmt,
daß das Molverhältnis Hydroxyl-Gruppen zu Isocyanatgruppen
1 : 0,8 bis 1 : 1,5 beträgt.
In seiner bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße
Bindemittel auf Polyurethan-Basis in drei getrennten Komponenten
bereitgestellt. Die Komponente I, die Polyolkomponente, enthält
das Polyolgemisch - bestehend aus 1,3-Dihydroxi-benzol,
Dihydroxi-diphenyl, Trihydroxi-diphenyl, Reaktionsprodukte aus der
Kondensation von Dihydroxi- und Trihydroxi-diphenylen mit
1,3-Dihydroxi-benzol - gelöst in einem Lösungsmittelgemisch,
welches polares Lösungsmittel und apolares Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
enthält. In der Polyollösung kann ferner ein Benzoldicarbonsäureester
und ein Silan gelöst sein. Die Komponente II,
die Polyisocyanat-Komponente, enthält das Polyisocyanat in apolarem
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel. In der Polyisocyanat-Lösung
kann ferner ein Benzoldicarbonsäureester und/oder ein Silan gelöst
sein. Die Komponente III, der Katalysator, enthält den Katalysator
entweder als solchen oder in Lösung. Die Haltbarkeit der
drei getrennt bereitgestellten Komponenten in der geschlossenen
Verpackung ist praktisch unbegrenzt.
Zur Herstellung einer Formmasse unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Bindemittels auf Polyurethan-Basis wird in einer geeigneten
Mischvorrichtung (Zwangsmischer) eine abgemessene Menge körnigen,
trockenen Stoffes, wie zum Beispiel Quarzsand, Chromitsand
oder Mischungen dieser Sande, mit abgemessenen Mengen an Komponente I
(Polyol-Lösung) und Komponente II (Polyisocyanatlösung)
sorgfältig homogen vermischt. Wenn eine Selbsthärtung der Formmasse
nach einer vorbestimmten Zeit beabsichtigt ist, wird die
Komponente III als flüssige Katalysator-Lösung in abgemessener
Menge zusammen mit der Komponente I in den körnigen Stoff eingemischt.
Es ist auch möglich, die Komponente I vorzukatalysieren,
das heißt, es werden abgemessene Mengen Komponente I und Komponente
III vorgemischt, und diese Vormischung wird dem körnigen
Stoff zugefügt. Die Formmasse, enthaltend den körnigen Stoff,
Komponente I und Komponente II, kann mehrere Stunden aufbewahrt
werden, bevor sie von Hand oder mit Hilfe geeigneter Maschinen zu
den gewünschten Formteilen, wie Formen oder Kernen, verdichtet
und durch Hindurchleiten von Katalysatorgas in sehr kurzer Zeit
gehärtet wird. Als Katalysatorgas dient gasförmiges, vorzugsweise
tertiäres Amin, insbesondere im Gemisch mit einem inerten Trägergas,
wie trockener Luft, Stickstoff oder Kohlendioxid. Die Formteile
können nach ihrer Härtung sofort weiterverarbeitet werden
oder auch längere Zeit ohne Minderung ihrer technologischen
Eigenschaften aufbewahrt werden. Formteile, die aus Formmassen
mit dem erfindungsgemäßen Polyurethan-Bindemittel hergestellt
wurden, weisen nach dem Abguß einen besonders günstigen Zerfall
auf, wodurch die Säuberung der Gußstücke von Formstoffresten sehr
erleichtert wird.
Das erfindungsgemäße Bindemittel auf Polyurethan-Basis weist eine
Reihe von Vorteilen auf. Die Lagerbeständigkeit der Polyolkomponente
des erfindungsgemäßen Bindemittels in der geschlossenen
Verpackung ist nahezu unbegrenzt. Auch bei erhöhter Lagertemperatur
finden keine unerwünschten chemischen Reaktionen statt, die
zu einem Ansteigen der Viskosität und dadurch zu späteren Dosier-
und Mischschwierigkeiten bei der Bereitung der Formmasse führen
können. Des weiteren enthält das erfindungsgemäße Bindemittel weder
freies Phenol noch freies Formaldehyd, so daß die Umweltbelastung
bei Zubereitung und Verarbeitung der Formmassen verringert
wird. Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemäßen Polyurethan-
Bindemittels ist sein geringer Katalysatorbedarf, der bis zu 30%
geringer als bei den bekannten Bindemitteln liegen kann. Die kürzeren
Begasungszeiten bei der Gashärtung mit einem Triäthylamin/
Luft-Gemisch der erfindungsgemäßen Formmasse bringen wirtschaftliche
Vorteile durch Einsparung an Katalysator und durch
kürzere Taktzeiten bei der Fertigung. Ein weiterer, wichtiger
Vorteil der mit dem erfindungsgemäßen kalthärtenden Polyurethan-
Bindemittel zubereiteten Formmassen ist ihre extreme Lagerbeständigkeit.
Die erfindungsgemäße Formmasse kann ohne wesentlichen
Verlust ihrer technologischen Eigenschaften mehrere Stunden lang
aufbewahrt werden, bevor sie zu Formteilen verarbeitet und gehärtet
wird. Dies ist von erheblicher Bedeutung bei Betriebsstörungen
oder Arbeitspausen. Die aus Formmassen unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Polyurethan-Bindemittels hergestellten Formteile
besitzen nach der Härtung alle günstigen technologischen
Eigenschaften, wie hohe Maßgenauigkeit, hohe Festigkeit, gute
Lagerbeständigkeit auch in feuchter Umgebung, die von den
gebräuchlichen Polyurethan-Bindemitteln bekannt sind. Darüber
hinaus sind ihre Zerfallseigenschaften nach dem Gießen besonders
günstig, wodurch das Putzen der Gußstücke sehr erleichtert wird
und übermäßige Formstoffverluste vermieden werden.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher und
beispielhaft erläutert.
Komponente I: In ein geeignetes Gefäß werden 17 Gew.Teile Polyolgemisch,
mit einer Hydroxylzahl von 755 mgKOH/g, bestehend aus 5%
1,3-Dihydroxi-benzol, 16% Dihydroxi-diphenyl, 30% Trihydroxi-diphenyl
und 40% Reaktionsprodukten aus der Kondensation von Dihydroxi-
und Trihydroxi-diphenylen mit 1,3-Dihydroxi-benzol, 20
Gew.Teile 3,5,5-Trimethylcyclohexen-2-on, 13 Gew.Teile aromatisches
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel mit einem Aromatengehalt
von etwa 99% und mit einem Siedebereich von 165-179°C sowie 7
Gew.Teile Dioctylphthalat eingefüllt und unter leichter Erwärmung
auf 40-50°C solange gemischt, bis eine homogene Lösung entstanden
ist.
Die Komponente I des Beispiels hat ein spezifisches Gewicht von
1,00 g/cm³ bei 20°C und eine Viskosität von 300 mPa · s bei
20°C. Ihre Hydroxylzahl ist 225 mgKOH/g. Nach ca. 6-monatiger
Lagerung bei 35-40°C in einem verschlossenen Glasgefäß beträgt
die Viskosität bei 20°C unverändert 300 mPa · s.
Komponente II: In ein geeignetes Gefäß werden 44 Gew.Teile handelsübliches
4,4′-Diphenylmethandiisocyanat mit einem NCO-Gehalt
von ca. 31 Gew.%, 9 Gew.Teile Dioctylphthalat und 7 Gew.Teile
aromatisches Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel mit einem Aromatengehalt
von etwa 99% und einem Siedebereich von 165-179°C eingefüllt.
Die Flüssigkeiten werden unter trockener Stickstoffatmosphäre
homogen miteinander vermischt.
Komponente II des Beispiels ist eine dunkelbraune Flüssigkeit mit einer Viskosität von 35 mPa · s bei 20°C und einem spezifischen Gewicht von 1,12 g/cm³.
Komponente II des Beispiels ist eine dunkelbraune Flüssigkeit mit einer Viskosität von 35 mPa · s bei 20°C und einem spezifischen Gewicht von 1,12 g/cm³.
In einem Labormischer (Zwangsmischer) werden 3 kg handelsüblicher,
trockener, staubfreier Quarzsand mit einer AFS-Kornfeinheits-
Nr. 50 eingefüllt und mit 30 g Komponente I während 2 min.
gemischt. Dann werden 30 g Komponente II zugefügt und 2 min. lang
weitergemischt. Die Formmasse wird dann in eine Kernschießmaschine
eingefüllt. Im Abstand von einer Stunde, beginnend mit dem
Endpunkt der Bereitung der Formmasse, werden Biegeprobestäbe mit
den Abmessungen 22,4 × 22,4 × 170 mm geschossen, die unmittelbar
nach ihrer Verdichtung durch Hindurchleiten eines Gasgemisches
aus Triäthylamindampf und trockener Luft gehärtet werden. Einige
Biegeprobestäbe werden unmittelbar nach ihrer Härtung geprüft
(Biegefestigkeit nach Null Std.); der Rest der gehärteten Biegestäbe
wird 24 Stunden offen bei Raumtemperatur von 22°C und
einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40% gelagert und dann geprüft
(Biegefestigkeit nach 24 Stunden).
Komponente I wird entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Nach Abschluß
des Lösevorganges werden 57 Gew.Teilen Polyollösung 0,17
Gew.Teile N-beta(aminoäthyl)-gamma-aminopropyltrimethoxy-silan
zugefügt. Analog zu Beispiel 1 wird dann eine Formmasse bereitet
aus 3 kg Quarzsand, 23 g Komponente I (enthaltend Silan) und 25 g
Komponente II aus Beispiel 1. Die Formmasse wird unmittelbar nach
ihrer Herstellung zu Biegeprobestäben auf der Schießmaschine verarbeitet.
Die Biegeprobestäbe werden unmittelbar nach der Härtung und weitere
Probestäbe nach Lagerung von 1 Std., 24 Std. und 12 Tagen
bei Raumtemperatur und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40%
geprüft.
Nach 0 Std. Lagerung- Biegefestigkeit 175 N/cm² (145 N/cm²) Nach 1 Std. Lagerung- Biegefestigkeit 320 N/cm² (325 N/cm²) Nach 24 Std. Lagerung- Biegefestigkeit 445 N/cm² (395 N/cm²) Nach 12 Tagen Lagerung- Biegefestigkeit 565 N/cm² (420 N/cm²) ( ) = Meßwerte einer analogen Formmasse ohne Silan
Nach 0 Std. Lagerung- Biegefestigkeit 175 N/cm² (145 N/cm²) Nach 1 Std. Lagerung- Biegefestigkeit 320 N/cm² (325 N/cm²) Nach 24 Std. Lagerung- Biegefestigkeit 445 N/cm² (395 N/cm²) Nach 12 Tagen Lagerung- Biegefestigkeit 565 N/cm² (420 N/cm²) ( ) = Meßwerte einer analogen Formmasse ohne Silan
Komponente I wird entsprechend Beispiel 1 hergestellt. In 22,3 g
dieser Komponente I werden als Katalysator 0,45 g 1-Methylimidazol
und 0,42 g Tripropylamin aufgelöst, so daß 23,17 g vorkatalysierte
Komponente I erhalten werden. 1,5 kg Quarzsand gemäß Beispiel
1 werden mit 23,17 g vorkatalysierter Komponente I im Labormischer
(Zwangsmischer) möglichst homogen vermischt (=Sandmischung
I). Weitere 1,5 kg Quarzsand gemäß Beispiel 1 werden mit
25,0 g Komponente II aus Beispiel 1 vermischt (=Sandmischung II).
Dann werden gleiche Gewichtsmengen der Sandmischung I und der
Sandmischung II in ein Schüttelgefäß gefüllt und beide Sandmischungen
durch intensives Schütteln während 15 Sekunden innig
miteinander vermischt. Unmittelbar nach Fertigstellung der Formmasse
werden Druckfestigkeitsprobekörper mit den Abmessungen 50
× 50 mm durch Handverdichtung der Formmasse in entsprechenden zylindrischen
Kernbüchsen hergestellt, sowie Biegeprobestäbe durch
Handverdichtung gefertigt. Zur Verfolgung des Härtevorganges in
den Probekörpern werden in regelmäßigen Zeitabständen Druckfestigkeitsprüfungen
durchgeführt. Zur Kontrolle der Endfestigkeit
der ausgehärteten Formmasse wird nach einer Härtezeit von 24
Std. die Biegefestigkeit gemessen.
Die Biegefestigkeit nach 24 Std. beträgt 440 N/cm².
Bei Feldversuchen in der Gießerei wurden die aufgezeigten verbesserten
Gebrauchseigenschaften des erfindungsgemäßen Polyurethan-
Bindemittels bestätigt.
Claims (6)
1. Kalthärtbares Bindemittel auf Polyurethan-Basis für
Gießerei-Formstoffmischungen, bestehend aus
Polyisocyanat, phenolischer Polyol-Komponente,
organischen Lösungsmitteln, Katalysator sowie
gegebenenfalls weiteren üblichen Zusatzstoffen, dadurch
gekennzeichnet, daß die phenolische Polyol-Komponente
aus einem Gemisch von
20 bis 40%Trihydroxidiphenyl
20 bis 69%Reaktionsprodukten aus der Kondensation
von Dihydroxidiphenyl und
Trihydroxidiphenyl mit
1,3-Dihydroxibenzol
10 bis 25%Dihydroxidiphenyl und
1 bis 15%1,3-Dihydroxibenzolbesteht, wobei in dem Gemisch noch Polyole enthalten
sein können, die bei der Herstellung von Polyurethanen
üblich sind.
2. Kalthärtbares Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil des Polyols im
Bindemittel 5 bis 25% beträgt.
3. Kalthärtbares Bindemittel nach den Ansprüchen 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 25 bis 45%
eines Polyisocyanats mit mindestens zwei
Isocyanatgruppen pro Molekül enthält.
4. Kalthärtbares Bindemittel nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 5 bis 25%
eines polaren Lösungsmittels enthält.
5. Kalthärtbares Bindemittel nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 5 bis 20%
eines apolaren Kohlenwasserstofflösungsmittels enthält.
6. Verwendung des Bindemittels nach den Ansprüchen 1 bis 5
in Gießerei-Formstoffmischungen, wobei die
Gießerei-Formstoffmischungen einen körnigen Stoff,
welcher Quarzsand, Chromitsand, Zirkonsilikatsand,
Olivinsand, Feldspatsand, Schamottesand oder eine
Mischung dieser Sande ist und in dem 0,5 bis 10% des
kalthärtbaren Bindemittels homogen verteilt sind,
enthalten, und wobei dem Bindemittel flüssige oder
gasförmige Katalysatoren zugeführt werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833339174 DE3339174C3 (de) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | Kalthärtbares Bindemittel auf Polyurethan-Basis für Gießereizwecke |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833339174 DE3339174C3 (de) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | Kalthärtbares Bindemittel auf Polyurethan-Basis für Gießereizwecke |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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