專利名稱：鑄模造模用粘合劑組合物以及使用了該鑄模造模用粘合劑組合物的鑄模制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能提高鑄模強(qiáng)度的鑄模造模用粘合劑組合物以及使用了該鑄模 造模用粘合劑組合物的鑄模制造方法。本申請(qǐng)要求于2008年7月四日提交的日本專利申請(qǐng)第2008194719號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參照。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為鑄造用鑄模的一種，已知自固性鑄模。所謂自固性鑄模的制造 方法是將以酸固化性樹脂為主要成分的粘合劑和二甲苯磺酸鈉、磷酸等固化劑添加至石英 砂等耐火性粒狀材料中，混合后，將得到的混制型砂充填入模具中，并使粘合劑固化。所謂酸固化性樹脂，一般是指以糠醇、尿素、酚類、甲醛等為主要原料的樹脂，一邊 用酸進(jìn)行脫水反應(yīng)一邊聚合、固化而成。這種酸固化性樹脂的固化進(jìn)程受脫水反應(yīng)產(chǎn)生的 水的影響。也就是說(shuō)，與空氣接觸的表面部分傾向于容易進(jìn)行脫水反應(yīng)，容易固化。因此，使 用了以酸固化性樹脂為主要成分的粘合劑的自固性鑄模，其內(nèi)部與表面的固化度有差別， 強(qiáng)度不夠。于是，有一種方法，作為酸多使用硫酸，通過(guò)加速整體的固化速度來(lái)縮小內(nèi)部與表 面的固化度的差。但是，如果使用大量硫酸，在向得到的鑄模熱澆注時(shí)，構(gòu)成鑄模的固化物 會(huì)熱分解而產(chǎn)生二氧化硫。二氧化硫使作業(yè)環(huán)境惡化，或成為阻礙鑄件球狀化的原因。因 此，大量使用硫酸并不理想。作為一種不使用硫酸而提高鑄模強(qiáng)度的方法，可在耐火性粒狀材料中混合氯化鈣 等氯化物(參照專利文獻(xiàn)1)。在這種方法中，為了吸收脫水反應(yīng)生成的水，要使用粉末狀的氯化鈣等氯化物吸 濕。并且，使從氯化物生成具有固化催化作用的鹽酸，以促進(jìn)固化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特公昭51-3294號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題然而，在專利文獻(xiàn)1中，為了混合氯化物粉末，需要在獲得混制型砂的生產(chǎn)線之 外，事先用加料斗等把耐火性粒狀材料與氯化物混合，這樣制造工藝就復(fù)雜化了。并且，氯 化物粉末具有容易吸濕的性質(zhì)。因此，存在由于在工廠里粉末狀態(tài)的氯化物難以保管且吸 濕后成塊狀，所以難以均勻地混入耐火性粒狀材料的問(wèn)題。像這樣，專利文獻(xiàn)1的制造方法在制造上有很多缺點(diǎn)，并不實(shí)用，所以幾乎沒(méi)有被應(yīng)用。
此外，本發(fā)明者經(jīng)過(guò)證實(shí)發(fā)現(xiàn)，像專利文獻(xiàn)1那樣使用粉末狀金屬氯化物時(shí)，到生 成顯示固化催化作用的鹽酸為止，費(fèi)時(shí)且難以提高鑄模的初始強(qiáng)度。因此，為了提高鑄模的 初始強(qiáng)度，還需要使金屬氯化物的添加量在一定量以上。然而，如果金屬氯化物的添加量 多，則生成的鹽酸的量增加，由于固化后剩余的鹽酸有時(shí)會(huì)引起分解反應(yīng)，鑄模的最終強(qiáng)度 有變低的趨勢(shì)。另外，為了加快固化速度，可以考慮直接混合具有固化催化作用的鹽酸這種方法， 但由于鹽酸產(chǎn)生具有腐蝕作用的氯化氫，所以在鑄模制造工廠很難保管，該方法并不現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明是鑒于上述情況進(jìn)行的，目的在于提供一種不使制造步驟復(fù)雜化就能得到 足夠強(qiáng)度的鑄模的鑄模造模用粘合劑組合物以及使用了該鑄模造模用粘合劑組合物的鑄 模制造方法。解決技術(shù)問(wèn)題的手段本發(fā)明的鑄模造模用粘合劑組合物的特征在于含有酸固化性樹脂、水和金 屬氯化物，所述酸固化性樹脂含有選自由糠醇、酚類以及尿素組成的組中的一種或二 種以上化合物與醛類的縮合物或共縮合物中的一種或二種以上、以及糠醇(IUPACg 2-furanmethanol)，所述金屬是堿土類金屬和/或鋅族元素，本發(fā)明的鑄模制造方法的特征在于包括將鑄模造模用粘合劑組合物、耐火性粒 狀材料和固化劑混合而得到混制型砂的步驟，以及把混制型砂填充入鑄模造模用的模具， 使鑄模造模用粘合劑組合物固化的步驟。在本發(fā)明的鑄模制造方法中，耐火性粒狀材料優(yōu)選是氧化鋁砂。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明鑄模造模用粘合劑組合物，可在不使鑄模工藝過(guò)程復(fù)雜化的情況下， 提高鑄模強(qiáng)度，特別是初始強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的鑄模制造方法，可以得到鑄模強(qiáng)度、特別是初始強(qiáng)度提高的鑄模。


圖1是示出由實(shí)施例1 2及比較例1 4得到的測(cè)試件的壓縮強(qiáng)度-時(shí)間柱狀 圖。圖2是示出由實(shí)施例3 6及比較例1得到的測(cè)試件的壓縮強(qiáng)度-時(shí)間柱狀圖。圖3是示出由實(shí)施例7 11及比較例1得到的測(cè)試件的壓縮強(qiáng)度-時(shí)間柱狀圖。圖4是示出由實(shí)施例12 16及比較例3得到的測(cè)試件的壓縮強(qiáng)度-時(shí)間柱狀圖。圖5是示出由實(shí)施例17 20及比較例5得到的測(cè)試件的壓縮強(qiáng)度-時(shí)間柱狀圖。圖6是示出由實(shí)施例21 M及比較例6得到的測(cè)試件的壓縮強(qiáng)度-時(shí)間柱狀圖。圖7是示出由實(shí)施例25 觀及比較例7得到的測(cè)試件的壓縮強(qiáng)度-時(shí)間柱狀圖。
具體實(shí)施例方式[鑄模造模用粘合劑組合物]本發(fā)明的鑄模造模用粘合劑組合物(以下稱為“粘合劑組合物”)是制造鑄模時(shí)作 為粘合劑來(lái)使用的，它包含酸固化性樹脂、水和金屬氯化物。所謂酸固化性樹脂是利用酸聚合并固化的物質(zhì)。在本發(fā)明中，作為酸固化性樹脂，使用從由糠醇、酚類以及尿素組成的組中選出的一種或二種以上的化合物與醛類的縮合物 或共縮合物的一種或二種以上、以及糠醇。作為醛類，可列舉甲醛、乙二醛、糠醛等。也可以將這些醛二種以上組合使用。然 而，根據(jù)縮合物的種類不同，作為醛類單獨(dú)使用乙二醛或糠醛時(shí)，有時(shí)候酸固化不會(huì)進(jìn)行， 在這種時(shí)候，作為醛類，至少可以使用甲醛。作為酚類，可列舉苯酚、甲酚、間苯二酚、雙酚A、雙酚C、雙酚E、雙酚F和雙酚Z等。 也可以將這些酚二種以上組合起來(lái)使用。并且，在制備酚類與醛類的縮合物時(shí)，對(duì)于1摩爾酚類，優(yōu)選使用1 3摩爾的醛 類。當(dāng)醛類的使用量在1摩爾以上時(shí)，制備出的縮合物聚合度低，所以容易設(shè)定使用期限， 而當(dāng)醛類使用量在3摩爾以下時(shí)，制備出的縮合物聚合度高，所以鑄模強(qiáng)度表現(xiàn)良好。在制備糠醇與醛類的縮合物時(shí)，對(duì)于1摩爾糠醇，優(yōu)選使用0. 1 1摩爾醛類。當(dāng) 醛類使用量在0. 1摩爾以上時(shí)，制備出的縮合物聚合度低，所以容易設(shè)定使用期限，而當(dāng)醛 類使用量在1摩爾以下時(shí)，制備出的縮合物聚合度高，最終鑄模強(qiáng)度表現(xiàn)良好。并且，酸固化性樹脂和水的合計(jì)按質(zhì)量100%計(jì)，則來(lái)自尿素等的氮原子含量?jī)?yōu)選 以質(zhì)量計(jì)在0. 6%的范圍，更加優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)是0. 4.5%。氮原子含量會(huì)對(duì)鑄模的初始強(qiáng)度及最終強(qiáng)度造成影響。氮原子含量低時(shí)鑄模的初 始強(qiáng)度有變高的趨勢(shì)，而氮原子含量高時(shí)鑄模的最終強(qiáng)度有變高的趨勢(shì)。因此，最好根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整氮原子含量。氮原子含量在上述范圍內(nèi)，則可得到初 始強(qiáng)度和最終強(qiáng)度皆理想的鑄模。作為酸固化性樹脂特別理想的形態(tài)，可列舉以下四種。另外，下面所說(shuō)的(共)縮 合物是指縮合物及/或共縮合物。i)使尿素、糠醇及醛類縮合獲得的(共)縮合物與糠醇的混合物。ii)尿素與醛類的縮合物與糠醇的混合物。iii)使尿素、糠醇及醛類縮合獲得的(共)縮合物、酚類和醛類的縮合物與糠醇的 混合物。iv)酚類和醛類的縮合物與糠醇的混合物。酸固化性樹脂若是按i) iv)這樣的形態(tài)，則容易設(shè)定使用期限，而且能獲得提 高了鑄模強(qiáng)度的粘合劑組合物，所以是比較理想的。在i)方式中，由尿素、糠醇及醛類縮合獲得的(共)縮合物在酸固化性樹脂中所 占的比例優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)15% 45% ；更加優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)25% 35%。糠醇的比例優(yōu)選 是以質(zhì)量計(jì)55% 85% ；更加優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)65% 75%。在ii)形態(tài)中，尿素和醛類的縮合物在酸固化性樹脂中所占的比例優(yōu)選是以質(zhì)量 計(jì)3. 5% 20% ；更加優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)6. 9% 13.5%?？反妓嫉谋壤齼?yōu)選是以質(zhì)量計(jì)80% 96. 5% ；更加優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)86. 5% 93. 1%。在iii)形態(tài)中，由尿素、糠醇及醛類縮合獲得的(共)縮合物在酸固化性樹脂中 所占的比例優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)是7. 5% 22. 5% ；更加優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)12. 5% 17.5%。苯酚 與醛類的縮合物所占的比例優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)7. 5% 22. 5% ；更加優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)12. 5% 17.5%。糠醇的比例優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)55% 85% ；更加優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)65% 75%。
在iv)形態(tài)中，苯酚與醛類的縮合物在酸固化性樹脂中所占的比例優(yōu)選是以質(zhì)量 計(jì)10 % 40 % ；更加優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)20 % 30 %?？反妓嫉谋壤齼?yōu)選是以質(zhì)量計(jì)60 % 90% ；更加優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)70% 80%。此外，粘合劑組合物中的酸固化性樹脂的含量?jī)?yōu)選是以質(zhì)量計(jì)2% 98%;更加優(yōu) 選是以質(zhì)量計(jì)70% 98% ；進(jìn)一步優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)81. 5% 94. 5%。粘合劑組合物中的酸固化性樹脂含量在以質(zhì)量計(jì)2%以上時(shí)，容易設(shè)定使用期限， 鑄模的初始強(qiáng)度有提高的趨勢(shì)。而當(dāng)以質(zhì)量計(jì)在98%以下時(shí)，則鑄模的最終強(qiáng)度有提高的 趨勢(shì)。本發(fā)明的粘合劑組合物含水。這里所說(shuō)的水，包括來(lái)自金屬氯化物的結(jié)合水的水、 合成尿素與醛類的縮合物等各(共)縮合物時(shí)生成的來(lái)自縮合水的水、從水溶液狀的原料 (例如福爾馬林等)提供的水以及根據(jù)需要添加的水的總和。粘合劑組合物中的水含量?jī)?yōu)選是以質(zhì)量計(jì) 25% ；更加優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì) 3% 15%。當(dāng)粘合劑組合物中水的含量在以質(zhì)量計(jì)以上時(shí)，則具有鑄模強(qiáng)度容易表現(xiàn)的 趨勢(shì)。而當(dāng)以質(zhì)量計(jì)25%以下時(shí)，則可抑制粘合劑組合物的成本大幅上升。作為金屬氯化物，使用堿土類金屬的氯化物和/或鋅族元素氯化物。具體可列舉 氯化鈣、氯化鎂、氯化鋇和氯化鋅，使用這些氯化物中的一種或二種以上。其中，從低成本且 溶解性良好方面考慮，優(yōu)選使用氯化鈣。粘合劑組合物中的金屬氯化物含量換算為無(wú)水物優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì) 5%，更 加優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)2. 5% 3. 5%。金屬氯化物含量若在上述范圍內(nèi)，則可同時(shí)提高鑄模的初始強(qiáng)度和最終強(qiáng)度。另一方面，當(dāng)粘合劑組合物中的金屬氯化物含量以質(zhì)量計(jì)不到時(shí)，則有難以獲 得鑄模的初始強(qiáng)度的趨勢(shì)。而且，若以質(zhì)量計(jì)超過(guò)5%，雖可獲得鑄模的初始強(qiáng)度，但無(wú)法維 持鑄模的最終強(qiáng)度。一般認(rèn)為，可以考慮這是因?yàn)檫^(guò)量產(chǎn)生的鹽酸在鑄模內(nèi)引起分解反應(yīng) 造成的。并且，為了提高所得到的鑄模的強(qiáng)度，也可以在粘合劑組合物中添加N-β (氨基 乙基)Y-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等硅烷偶聯(lián)劑。在本發(fā)明的粘合劑組合物中，可使硅烷偶聯(lián)劑含量以質(zhì)量計(jì)為0. 01 % 3 %，更 加優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)含有0. 1 % 1 %。當(dāng)含有以質(zhì)量計(jì)0. 01 %以上硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，則可提高鑄 模強(qiáng)度；當(dāng)含有以質(zhì)量計(jì)在3%以下時(shí)，則可抑制成本的大幅上升。在粘合劑組合物中，為了減少造模熱澆注時(shí)產(chǎn)生的甲醛，也可使之含有尿素、間苯
二酚和鄰苯三酚等。這時(shí)，粘合劑組合物中的這些物質(zhì)的合計(jì)含量?jī)?yōu)選以質(zhì)量計(jì)在0. 3%，更加 優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)在0.5% 1%。當(dāng)這些物質(zhì)的合計(jì)含量在以質(zhì)量計(jì)0. 以上時(shí)，則可成為 在減少甲醛方面優(yōu)良的粘合劑組合物；當(dāng)以質(zhì)量計(jì)在3%以下時(shí)，則可抑制成本的大幅上升。本發(fā)明的粘合劑組合物可用一般制備方法得到。下面舉一例說(shuō)明本發(fā)明的粘合劑 組合物的制備方法。首先，向酸固化性樹脂的原料(糠醇、醛類、尿素及酚類等)的一部分混合氫氧化鈉水溶液等，使之為堿性，升溫，生成(共)縮合物。接著，用鹽酸等使之成為酸性，使尿素 與醛類的縮合物等反應(yīng)進(jìn)行之后，再使之為堿性，而后，與剩余的酸固化性樹脂的原料混合 而得到酸固化性樹脂。這里，因添加的鹽酸的量少，所以不會(huì)進(jìn)行至固化反應(yīng)。之后，在酸固化性樹脂中混合、溶解金屬氯化物和根據(jù)需要而添加的硅烷偶聯(lián)劑 等其他成分，得到包含酸固化性樹脂、水和金屬氯化物的本發(fā)明粘合劑組合物。本發(fā)明的粘合劑組合物中含有的金屬氯化物是已溶狀態(tài)，因此，鑄模制造現(xiàn)場(chǎng)不 必為避免金屬氯化物吸濕而進(jìn)行濕度管理，生產(chǎn)混制型砂的工藝也不需要復(fù)雜化。[鑄模制造方法]本發(fā)明的鑄模制造方法包括把粘合劑組合物和耐火性粒狀材料和固化劑混合而 得到混制型砂的步驟；把混制型砂充填入鑄模造模用模具，使混制型砂中的粘合劑組合物 固化的步驟。作為耐火性粒狀材料，可使用石英砂、鉻鐵礦砂、鋯英砂、橄欖石砂、氧化鋁砂、莫 來(lái)石砂和合成莫來(lái)石砂等現(xiàn)有公知的材料，并且，也可以使用使用過(guò)的耐火性粒狀材料的 回收物或再生處理物等。要求耐火性的部分優(yōu)選使用鉻鐵礦砂、鋯英砂及氧化鋁砂，其中，優(yōu)選使用成本低 且無(wú)廢棄性問(wèn)題的氧化鋁砂。作為固化劑，可使用一種或二種以上二甲苯磺酸等磺酸系化合物、磷酸系化合物、 硫酸等現(xiàn)有公知的固化劑。然而，混制型砂是將本發(fā)明的粘合劑組合物與固化劑混合。這時(shí)，游離在粘合劑組 合物中的水中的氯與部分固化劑起反應(yīng)，生成有固化催化作用的鹽酸。如果比較上述各種固化劑和鹽酸，則可以看出，固化速度有按鹽酸、硫酸、磷酸系 化合物、磺酸系化合物的順序加快的趨勢(shì)。而固化強(qiáng)度則是按磺酸系化合物、磷酸系化合 物、硫酸、鹽酸的順序。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選考慮鑄模的初始強(qiáng)度和最終強(qiáng)度的平衡而使用合適的固 化劑?；熘菩蜕爸械哪突鹦粤畈牧?、粘合劑組合物和固化劑的混合比例可適當(dāng)設(shè)定， 相對(duì)于耐火性粒狀材料100質(zhì)量份，優(yōu)選粘合劑組合物的混合比是0. 3 2質(zhì)量份，更加 優(yōu)選是0.5 1.5質(zhì)量份。并且，優(yōu)選固化劑混合比是0.045 1.2質(zhì)量份，更加優(yōu)選是 0. 075 0. 9質(zhì)量份。如果是這樣的混合比例，則容易形成足夠強(qiáng)度的鑄模。在獲得混制型砂的步驟中，將粘合劑組合物和耐火性粒狀材料和固化劑混合而獲 得混制型砂?；旌戏椒](méi)有特別限定，一般的混合方法就行，如可使用攪拌機(jī)等。上述混合比例的混制型砂中，優(yōu)選金屬氯化物含量以質(zhì)量計(jì)是0. 003% 0. 2%, 更加優(yōu)選是以質(zhì)量計(jì)0. 005% 0. 15%，特別優(yōu)選以質(zhì)量計(jì)在0. 05%以下。當(dāng)混制型砂中的金屬氯化物含量在上述范圍內(nèi)時(shí)，則容易形成足夠強(qiáng)度的鑄模。 特別是當(dāng)在以質(zhì)量計(jì)0. 05%以下時(shí)，由金屬氯化物生成的鹽酸在固化過(guò)程中幾乎全部蒸 發(fā)，可以看到不容易對(duì)鑄模的最終強(qiáng)度造成影響。例如，相對(duì)于100質(zhì)量份耐火性粒狀材料，粘合劑組合物的混合比例是1質(zhì)量份、 固化劑的混合比例是0. 4質(zhì)量份時(shí)，若把混制型砂中金屬氯化物含量調(diào)為以質(zhì)量計(jì)0. 05%以下，則作為粘合劑組合物，可使用含有換算成無(wú)水物后以質(zhì)量計(jì)5%以下的金屬氯化物的 粘合劑組合物。下面，由獲得的混制型砂來(lái)制造鑄模。作為鑄模制造方法，可采用自固性鑄模造模法。即，將混制型砂充填入鑄模造模用 的指定的模具后，混制型砂中的粘合劑組合物通過(guò)固化劑的作用而固化。這樣，就可制成鑄 模。在本發(fā)明的鑄模制造方法中，使用的是預(yù)先均勻地混合并溶解了金屬氯化物的粘 合劑組合物。因此，金屬氯化物容易均勻地分散到混制型砂整體中，由于從該金屬氯化物生 成的鹽酸，不僅是鑄模的表面，鑄模的內(nèi)部的固化也良好，這樣就可更好地提高鑄模強(qiáng)度。并且，粉末狀態(tài)的金屬氯化物無(wú)法顯示固化促進(jìn)作用，要通過(guò)溶解于水中再與酸 接觸生成鹽酸，才能顯示固化作用。在本發(fā)明中，金屬氯化物預(yù)先與水一起溶解于粘合劑組合物。因此，添加固化劑 時(shí)，能迅速起反應(yīng)，生成具有固化催化作用的鹽酸。因此，不需要像混合粉末狀金屬氯化物 時(shí)那樣讓金屬氯化物的添加量達(dá)到一定量以上，倒是能一邊把添加量控制在最低限度，一 邊提高鑄模的初始強(qiáng)度。換言之，不僅不易產(chǎn)生過(guò)剩鹽酸，還能提高最終強(qiáng)度。像這樣，根據(jù)使用了本發(fā)明的粘合劑組合物的鑄模制造方法，可獲得初始強(qiáng)度和 最終強(qiáng)度都提高的鑄模。在這種使用了本發(fā)明的粘合劑組合物的鑄模制造方法中，作為耐火性粒狀材料， 即便使用氧化鋁砂，也能獲得與使用傳統(tǒng)的石英砂同樣的鑄模強(qiáng)度。氧化鋁砂由于其耐火度高且具良好耐破碎性，作為鑄模的耐火性粒狀材料深受重 視，但是，它的熱容量比傳統(tǒng)的耐火性粒狀材料石英砂大，用它制造的鑄模固化速度慢，且 內(nèi)部與表面的固化度差有增大的趨勢(shì)，因此很難獲得強(qiáng)度，在實(shí)際中難以應(yīng)用。然而，本發(fā)明的粘合劑組合物不僅使鑄模的表面而且使鑄模內(nèi)部的固化都變得良 好，它能提高鑄模的初始強(qiáng)度和經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間后的強(qiáng)度，因此，即便使用氧化鋁砂這類熱容量 大的耐火性粒狀材料，也能得到與使用傳統(tǒng)的石英砂時(shí)同樣的鑄模強(qiáng)度。所以，像氧化鋁砂 這樣熱容量大的耐火性粒狀材料也能用于鑄模制造。進(jìn)一步說(shuō)，本發(fā)明在鑄模的制造過(guò)程中產(chǎn)生了具有固化催化作用的鹽酸。因此，能 減少固化劑使用量，其中還能抑制硫酸的使用量。像這樣控制住硫酸的使用量，可大幅減少二氧化硫的產(chǎn)生量，獲得更好的作業(yè)環(huán) 境，同時(shí)也能降低因二氧化硫中的硫磺引起的鑄件球狀化障礙的發(fā)生率。實(shí)施例下面，根據(jù)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。另外，各實(shí) 施例及比較例中所用的粘合劑組合物的成分及所獲得的鑄模(測(cè)試件)的各物理特性的測(cè) 定按如下方法進(jìn)行。(水的含量)水的含量根據(jù)JIS K0068化學(xué)制品水分測(cè)試方法來(lái)求得。(氮原子含量)氮原子含量根據(jù)JIS K0102工廠排水試驗(yàn)方法中的滴定法來(lái)求得。(壓縮強(qiáng)度)
按照J(rèn)IS Z2601鑄砂的試驗(yàn)方法，用桌面抗壓力試驗(yàn)機(jī)(高千穗機(jī)械(株)制造) 來(lái)測(cè)定各實(shí)施例及比較例中所得到的測(cè)試件壓縮強(qiáng)度(鑄模強(qiáng)度)。(松密度)各實(shí)施例及比較例中所得到的測(cè)試件松密度按下面的公式(1)求得。用METTLER PM4000(日本........(株)制造>作為質(zhì)量測(cè)定用的電子天枰。測(cè)定松密度是為了確認(rèn)已在木模里充填了大致同質(zhì)量的混制型砂。測(cè)試件松密度(g/cm3)=測(cè)試件質(zhì)量(g) /測(cè)試件體積(cm3)... (I)[實(shí)施例1](粘合劑組合物)把糠醇859. 2質(zhì)量份、尿素47. 05質(zhì)量份、以質(zhì)量計(jì)92%的多聚甲醛65. 9質(zhì)量份、 以質(zhì)量計(jì)15%的氫氧化鈉水溶液2. 0質(zhì)量份加入配備著溫度計(jì)、冷卻器和攪拌器的四口燒 瓶中，在80°C使之反應(yīng)1小時(shí)，然后，添加以質(zhì)量計(jì)10%的鹽酸3.0質(zhì)量份，再繼續(xù)使之反 應(yīng)3小時(shí)。之后，以質(zhì)量計(jì)添加15%的氫氧化鈉水溶液2. 0質(zhì)量份、尿素觀.84質(zhì)量份、進(jìn)一 步使之反應(yīng)30分鐘，然后，添加硅烷偶聯(lián)劑(Ν-β (氨基乙基)Y-氨基丙基甲基二甲氧基 硅烷)2質(zhì)量份，得到含有由尿素、糠醇及醛類縮合而獲得的(共)縮合物、游離糠醇和水的 粘合劑組合物(A) 1010質(zhì)量份。粘合劑組合物(A) 1010質(zhì)量份中水含量是以質(zhì)量計(jì)4.5%， 氮原子含量相對(duì)于酸固化性樹脂和水的合計(jì)含量是以質(zhì)量計(jì)3. 5%。在獲得的粘合劑組合物(Α)96. 03質(zhì)量份中混合溶解氯化鈣二水合物 (CaCl2 · 2Η20)3. 97質(zhì)量份，得到粘合劑組合物(B) 100質(zhì)量份(換算成無(wú)水物，含有以質(zhì)量 計(jì)3%的氯化鈣)。(混制型砂)接著，把上述粘合劑組合物(B) 1.03質(zhì)量份和固化劑(含以質(zhì)量計(jì)67%的二甲苯 磺酸鈉與以質(zhì)量計(jì)8%的硫酸的以質(zhì)量計(jì)75%的水溶液)0. 4質(zhì)量份添加到100質(zhì)量份的 石英砂(三菱商事建材(株)制造，弗里曼特爾新砂)中，用品川式萬(wàn)能攪拌機(jī)(MIXER， (株)品川工業(yè)所制造)混合，得到混制型砂。
將所得的部分混制型砂在溫度30°C、濕度35%的條件下，立刻充填入內(nèi)徑50mm、 高50mm的模具所形成的測(cè)試件制作用木模內(nèi)，使之固化，從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘后，取出 測(cè)試件(脫模時(shí)間30分鐘)。對(duì)所獲得的測(cè)試件，測(cè)定其從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘、1小時(shí)、3小時(shí)及M小時(shí)后的 壓縮強(qiáng)度和松密度。結(jié)果如表1。[比較例1]對(duì)100質(zhì)量份石英砂添加1. 0質(zhì)量份粘合劑組合物(A)和0. 4質(zhì)量份固化劑，用 品川式萬(wàn)能攪拌機(jī)混勻，得到混制型砂。把得到的部分混制型砂在與實(shí)施例1同等條件下充填入測(cè)試件制作用木模內(nèi)，使 之固化，從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘后，取出測(cè)試件(脫模時(shí)間30分鐘)。對(duì)所獲得的測(cè)試件，測(cè)定其從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘、1小時(shí)、3小時(shí)及M小時(shí)后的 壓縮強(qiáng)度和松密度。結(jié)果如表1。[比較例2]預(yù)先將100質(zhì)量份石英砂和0. 04質(zhì)量份氯化鈣二水合物(純正化學(xué)(株)制造)混合，得到含氯化鈣砂100. 04質(zhì)量份(換算成無(wú)水物，含氯化鈣0. 03質(zhì)量份)。對(duì)含氯化鈣砂100. 04質(zhì)量份(換算成無(wú)水物，含氯化鈣0. 03質(zhì)量份)添加1. 0 質(zhì)量份粘合劑組合物(A)和0.4質(zhì)量份固化劑，用品川式萬(wàn)能攪拌機(jī)混合，得到混制型砂。把得到的部分混制型砂在與實(shí)施例1同等條件下充填入測(cè)試件制作用木模內(nèi)，使 之固化，從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘后，取出測(cè)試件(脫模時(shí)間30分鐘)。對(duì)所獲得的測(cè)試件，測(cè)定其從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘、1小時(shí)、3小時(shí)及M小時(shí)后的 壓縮強(qiáng)度和松密度。結(jié)果如表1。[實(shí)施例2]除了使用氧化鋁砂((株)科斯莫制造，鋁砂350#新砂)來(lái)代替石英砂，與實(shí)施例 1同樣制作測(cè)試件，并與實(shí)施例1同樣地測(cè)定其從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘、1小時(shí)、3小時(shí)及 24小時(shí)后的壓縮強(qiáng)度和松密度。結(jié)果如表1。[比較例3]除了使用氧化鋁砂來(lái)代替石英砂，比較例3與比較例1同樣制作測(cè)試件，并與比較 例1同樣地測(cè)定其從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘、1小時(shí)、3小時(shí)及M小時(shí)后的壓縮強(qiáng)度和松密 度。結(jié)果如表1。[比較例4]除了使用氧化鋁砂來(lái)代替石英砂，比較例4與比較例2同樣制作測(cè)試件，并與比較 例1同樣地測(cè)定其從固化開始經(jīng)過(guò)30分鐘、1小時(shí)、3小時(shí)及M小時(shí)后的壓縮強(qiáng)度和松密 度。結(jié)果如表1。[表1]
權(quán)利要求
1.一種鑄模造模用粘合劑組合物，含有 酸固化性樹脂、水和金屬氯化物，所述酸固化性樹脂含有選自由糠醇、酚類以及尿素組成的組中的一種或二種以上化合 物與醛類的縮合物或共縮合物中的一種或二種以上、以及糠醇， 所述金屬是堿土類金屬和/或鋅族元素。
2.一種鑄模制造方法，包括將權(quán)利要求1所述的鑄模造模用粘合劑組合物、耐火性粒狀材料和固化劑混合而得到 混制型砂的步驟；以及把混制型砂填充入鑄模造模用的模具，使鑄模造模用粘合劑組合物固化的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄模制造方法，其中，所述耐火性粒狀材料是氧化鋁砂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不使制造工藝復(fù)雜化就能得到足夠強(qiáng)度的鑄模的鑄模造模用粘合劑組成物以及用該鑄模造模用粘合劑組成物制造鑄模的方法。本發(fā)明的鑄模造模用粘合劑組成物包括酸固化性樹脂、水、金屬氯化物。上述酸固化性樹脂含有選自由糠醇、酚類以及尿素組成的組中的一種或二種以上化合物與醛類的縮合物或共縮合物中的一種或二種以上、以及糠醇；上述金屬是堿土金屬及/或鋅族元素。
文檔編號(hào)B22C1/22GK102105241SQ20098012944
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者吉村正司, 永井康弘 申請(qǐng)人:群榮化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社