DE1299373B

DE1299373B - Core and molding sand binders with high thermal loads

Info

Publication number: DE1299373B
Application number: DER45824A
Authority: DE
Inventors: Dr Carl; Deubig Manfred; Rauh
Original assignee: Dr F Raschig GmbH
Current assignee: Dr F Raschig GmbH
Priority date: 1967-04-21
Filing date: 1967-04-21
Publication date: 1969-07-17

Description

Die Verwendung von Polyesterharzen, welche mit ungesättigten Fettsäuren modifiziert sind, zur Herstellung von Kernen und Formen für Gießereizwecke ist bekannt, z. B. deutsche Patentschriften 1173 213 und 1182 779. Derartige Alkydharze ergeben in Verbindung mit plastifizierend wirkenden Stoffen, wie Formsand, Ton od. g1., auch bei sehr hohen Gießtemperaturen hervorragende Gußoberflächen.The use of polyester resins containing unsaturated fatty acids are modified, for the production of cores and molds for foundry purposes is known z. B. German patents 1173 213 and 1182 779. Such alkyd resins result in connection with substances with a plasticizing effect, such as molding sand, clay or g1., excellent casting surfaces even at very high casting temperatures.

Die zunehmende Mechanisierung zwingt die Gießereien in immer stärkerem Maß, von derartigen plastischen Sanden abzugehen und mit sogenannten Schüttsanden zu arbeiten, welche beim Vorgang der Kern-und Formherstellung keine nennenswerte Verdichtung mehr erfordern. Auch auf diesem Sektor werden überwiegend Alkylharze bzw. alkylharzhaltige Bindemittel eingesetzt.Increasing mechanization is forcing foundries to work harder and harder Measure to move away from such plastic sands and with so-called loose sands to work which is not worth mentioning in the process of core and mold production Require more compaction. In this sector, too, predominantly alkyl resins are used or binders containing alkyl resins are used.

Zur schnelleren Lufthärtung enthalten diese Bindemittel durchweg Trockenstoffe, d. h. öllösliche Metallseifen und/oder Peroxide. Nach bekanntgewordenen Veröffentlichungen, z. B. der französischen Patentschrift 1132 248, werden zum schnellen Vernetzen neuerdings mehrwertige Isocyanate eingesetzt.For faster air hardening, these binders consistently contain drying agents, d. H. oil-soluble metal soaps and / or peroxides. According to published publications, z. B. French Patent 1132 248, are recently used for fast networking polyvalent isocyanates are used.

Alle diese Schüttsande, die sich hervorragend und nahezu ohne Kraftaufwand verformen lassen, haben den großen Nachteil, daß sie in starkem Maße Sandausdehnungsfehler, wie Schülpen und Rattenschwänze, am fertigen Gußstück hervorrufen.All of these loose sand, which is excellent and almost effortless can be deformed, have the great disadvantage that they have a great deal of sand expansion errors, like scabs and rat tails on the finished casting.

Durch Zusatz von Flußmitteln, wie Phosphate, Kaliumfluorborat u. dgl., lassen sich diese Fehler zwar teilweise beseitigen, jedoch geht dadurch die erwünschte hohe Fließfähigkeit des Sandes wieder verloren.By adding fluxes such as phosphates, potassium fluoroborate and the like, these errors can be partially eliminated, but the desired one works high flowability of the sand is lost again.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man, wenn ganz oder teilweise die mehrwertige organische Säure des Polyesterharzes durch eine mehrwertige anorganische Säure, insbesondere Phosphor- oder Borsäure ersetzt wird, Bindemittel erhält, die es einerseits gestatten, schüttfähige Sande herzustellen, und die andererseits hervorragende Gußoberflächen liefern, die frei von Sandausdehnungsfehlern sind. Beispiel 1 Ein langöliges Alkydharz, bestehend aus etwa 67 °/ö Ölanteil (Leinöl-Holzöl-Gemisch) und 230/0 Phthal säure-anhydrid, wird mit 2"/, einer Lösung von Co-Naphthenat in Testbenzin und 3 °/o Bleinaphthenat versetzt.Surprisingly, it has now been found that if all or some of the polybasic organic acid of the polyester resin is replaced by a polybasic inorganic acid, in particular phosphoric or boric acid, binders are obtained which, on the one hand, allow pourable sands to be produced, and which, on the other hand, provide excellent cast surfaces that are free from sand expansion defects. EXAMPLE 1 A long oil alkyd resin, consisting of about 67% oil content (linseed oil-wood oil mixture) and 230/0 phthalic anhydride, is mixed with 2 "/, a solution of co-naphthenate in white spirit and 3% lead naphthenate offset.

Eine Sandmischung, bestehend aus 100 Gewichtsteilen gewaschenem, trockenem Quarzsand, Körnung 0,2 bis 0,3 mm, wird mit 2 Gewichtsteilen des Bindemittels gemischt. Diese Mischung ist in nachstehenden Tabellen mit I gekennzeichnet. Beispiel 2 Bei dem Alkydharz des Beispiels 1 wird die Hälfte des Phthalsäure-anhydrids durch Borsäure ersetzt. Ansonsten wird wie im Beispiel 1 verfahren. Man erhält Sandmischung II.A sand mixture consisting of 100 parts by weight of washed, dry Quartz sand, grain size 0.2 to 0.3 mm, is mixed with 2 parts by weight of the binder. This mixture is marked with I in the tables below. Example 2 At In the alkyd resin of Example 1, half of the phthalic anhydride is replaced by boric acid replaced. Otherwise, proceed as in example 1. Sand mixture II is obtained.

Beispiel 3 Das Alkydharz (Beispiel 1) wird durch Zugabe von alkoholischer Kalilauge auf eine OH Zahl von 10 eingestellt. 100 Gewichtsteile Quarzsand 0,2 bis 0,3 mm, 1,5 Gewichtsteile Alkydharz 3, 0,3 Gewichtsteile Toluylen-diisocyanat werden vermischt und ergeben Mischung III. Beispiel 4 Es wird verfahren wie im Beispiel 3, jedoch wird das borsäurehaltige Harz aus Beispiel 2 verwendet. Daraus ergibt sich die Mischung IV.Example 3 The alkyd resin (Example 1) is made by adding alcoholic Potassium hydroxide solution adjusted to an OH number of 10. 100 parts by weight of quartz sand 0.2 to 0.3 mm, 1.5 parts by weight of alkyd resin 3, 0.3 parts by weight of tolylene diisocyanate mixed and result in mixture III. Example 4 The procedure is as in the example 3, but the boric acid-containing resin from Example 2 is used. From this it follows the mixture IV.

Gemessen wird jeweils als Maß für die Schüttfähigkeit das Fließvermögen -i- GF -I- (vgl. Technologie der Gießerei-Formstoffe, Schaffhausen, 1966, S. 38) sowie die Heißdruckfestigkeit +GF+ (vgl. Technologie, S. 63) als Maß für die thermische Beständigkeit des Formstoffes. Tabelle 1 Mischung I I u I in I I' Fließfähigkeit I 930/0 I 940/0 I 960/0 I 950/, Tabelle 2 Heißdruck- Mischung festigkeit I II in IV kp/cm" kp/cma I kP/cma kp/cmE 200°C 45 70 125 150 300°C 80 130 140 180 400°C 80 100 110 180 450°C 12 45 60 100 500°C 2 25 15 65 600°C - 2 4 30 700° C - - - 10 800° C - - - 5 In each case, the flow rate -i- GF -I- (cf. Technologie der Gießerei-Formstoffe, Schaffhausen, 1966, p. 38) and the hot compressive strength + GF + (cf. Technology, p. 63) are measured as a measure of the pourability for the thermal resistance of the molding material. Table 1 mixture II u I in I I ' Flowability I 930/0 I 940/0 I 960/0 I 950 /, Table 2 Hot pressure mixture strength I II in IV kp / cm "kp / cma I kP / cma kp / cmE 200 ° C 45 70 125 150 300 ° C 80 130 140 180 400 ° C 80 100 110 180 450 ° C 12 45 60 100 500 ° C 2 25 15 65 600 ° C - 2 4 30 700 ° C - - - 10 800 ° C - - - 5

Claims

Claims: 1. Binder for self-solidifying flowable Molding compounds based on a polyester resin modified with unsaturated fatty acids, characterized in that the polybasic organic acid of the polyester resin is completely or partially replaced by a polybasic inorganic acid. z. binder according to claim 1, characterized in that it is used to accelerate drying known additives, such as oil-soluble metal soaps and / or peroxides. 3. Binder according to claim 1 and 2, characterized by a further additive of crosslinking substances, in particular multifunctional isocyanates and / or Polyvalent metal alcoholates. 4. Binder according to claim 1 to 3, characterized characterized in that it is optionally with drying oils and / or organic Solvents.