鑄型造型用固化劑組合物、其用途及其制造方法以及鑄型的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含有2,6-二羥基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物。在鑄型造型用砂組合物中，優(yōu)選組合使用鑄型造型用粘結(jié)劑組合物和鑄型造型用固化劑組合物，其中，所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物除了含有酸固化性樹(shù)脂以外，還含有選自5-羥甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1種以上的糠醛的5位經(jīng)取代了的化合物，所述鑄型造型用固化劑組合物含有2,6-二羥基苯甲酸。作為鑄型造型用固化劑組合物，固化劑組合物中的2,6-二羥基苯甲酸的含量?jī)?yōu)選為10～80重量％。
【專利說(shuō)明】鑄型造型用固化劑組合物、其用途及其制造方法以及鑄型 的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄型造型用固化劑組合物、使用其的鑄型造型用砂組合物和鑄型的制 造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，酸固化性自固化性鑄型通過(guò)以下方法制造，向硅砂等耐火性粒子添加含有 酸固化性樹(shù)脂的鑄型造型用粘結(jié)劑組合物和含有磺酸、硫酸、磷酸等的固化劑組合物，對(duì)其 進(jìn)行混煉，然后將得到的混煉砂填充于木模等原模中，使酸固化性樹(shù)脂固化進(jìn)行制造。酸固 化性樹(shù)脂可以使用呋喃樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等，呋喃樹(shù)脂可以使用糠醇、糠醇-尿素甲醛樹(shù)脂、 糠醇-甲醛樹(shù)脂、糠醇-苯酚-甲醛樹(shù)脂、其它公知的改性呋喃樹(shù)脂等。得到的鑄型可以在 鑄造機(jī)械鑄件部件、建設(shè)機(jī)械部件或汽車用部件等鑄件時(shí)使用。
[0003] 在使用所述的鑄型的造型或鑄型來(lái)鑄造期望的鑄件這一方面而言，作為重要的項(xiàng) 目可以列舉改善鑄造時(shí)的臭氣。對(duì)于鑄造時(shí)的臭氣，主要可以列舉源自固化劑成分的二氧 化硫氣體，為了改善鑄件工廠的操作環(huán)境，必須極力降低二氧化硫氣體的產(chǎn)生量。
[0004] 作為用于解決上述問(wèn)題的一個(gè)方法，考慮使固化劑組合物中的磺酸的含量降低， 但必須防止出現(xiàn)由此導(dǎo)致的鑄型的固化速度降低。
[0005] 因此，為了降低磺酸的含量且不使鑄型的固化速度降低，公開(kāi)有作為磺酸與其它 不含硫的酸的混合物的固化劑組合物（專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。
[0006] 另外，為了抑制二氧化硫氣體的產(chǎn)生，公開(kāi)有含有氫氧化鈣的粘結(jié)劑組合物（專 利文獻(xiàn)3)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特表2011-520615號(hào)公報(bào) [0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平11-90580號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2011-245487號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明涉及含有2, 6-二羥基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物、使用其的鑄型 造型用砂組合物和鑄型的制造方法。
[0013] 但是，對(duì)于專利文獻(xiàn)1和2的固化劑組合物、專利文獻(xiàn)3的粘結(jié)劑組合物而言，雖 然可在鑄造時(shí)降低二氧化硫氣體的產(chǎn)生量，但是要求進(jìn)一步改善。
[0014] 本發(fā)明提供能夠提高固化速度和鑄型強(qiáng)度且極力降低鑄造時(shí)的二氧化硫氣體的 產(chǎn)生量的鑄型造型用固化劑組合物、以及使用其的鑄型造型用砂組合物。
[0015] 本發(fā)明的鑄型造型用固化劑組合物是含有2, 6-二羥基苯甲酸的鑄型造型用固化 劑組合物。
[0016] 本發(fā)明的鑄型造型用砂組合物是含有：耐火性粒狀材料、含有酸固化性樹(shù)脂的鑄 型造型用粘結(jié)劑組合物和含有2, 6-二羥基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物的鑄型造型 用砂組合物。
[0017] 本發(fā)明的鑄型的制造方法包括：將耐火性粒狀材料、含有酸固化性樹(shù)脂的鑄型造 型用粘結(jié)劑組合物和含有2, 6-二羥基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物進(jìn)行混合，從而 得到鑄型造型用砂組合物的混合工序；以及將所述鑄型造型用砂組合物固化的固化工序。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的鑄型造型用固化劑組合物，能夠提高固化速度和鑄型強(qiáng)度且極力降 低鑄造時(shí)的二氧化硫氣體的產(chǎn)生量。其結(jié)果，操作環(huán)境變得良好，未引起氣體缺陷而鑄件品 質(zhì)也變得良好。
[0019] [鑄型造型用固化劑組合物]
[0020] 本發(fā)明的鑄型造型用固化劑組合物（以下簡(jiǎn)稱為"固化劑組合物"）是被用作制造 鑄型時(shí)的固化劑的組合物，是含有2, 6-二羥基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物。本發(fā)明 的固化劑組合物不含磺酸、硫酸，即使含有的情況下也是微小的量，可以體現(xiàn)鑄型強(qiáng)度，能 夠極力降低鑄造時(shí)的二氧化硫氣體的產(chǎn)生量。發(fā)揮這一效果的理由尚不明確，但考慮如下。
[0021] 2, 6-二羥基苯甲酸的pKa低，因此作為酸的催化性能高，并且具有2處與酸固化性 樹(shù)脂的反應(yīng)位點(diǎn)。因此推測(cè)：其能夠與通常的固化劑同樣地作為酸催化劑發(fā)揮作用，并且通 過(guò)進(jìn)一步與酸固化性樹(shù)脂反應(yīng)而有助于鑄型強(qiáng)度的體現(xiàn)，能夠不使用磺酸、硫酸等強(qiáng)酸而 使鑄型固化。
[0022] 以下，對(duì)本發(fā)明的固化劑組合物中含有的成分進(jìn)行說(shuō)明。
[0023] 本發(fā)明的固化劑組合物含有2, 6-二羥基苯甲酸、并使鑄型造型用粘結(jié)劑組合物 固化。為了提高固化速度和鑄型強(qiáng)度，固化劑組合物中的2, 6-二羥基苯甲酸的含量?jī)?yōu)選為 10?80重量％，更優(yōu)選為20?70重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為30?60重量％。
[0024] 從提高最終的鑄型強(qiáng)度和固化速度的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的固化劑組合物優(yōu)選為用 于使鑄型造形用粘結(jié)劑組合物中含有的酸固化性樹(shù)脂固化的酸固化性樹(shù)脂用固化劑組合 物。
[0025] 在本發(fā)明的固化劑組合物中，作為固化劑也可以含有2, 6-二羥基苯甲酸以外的 固化劑，例如二甲苯磺酸（特別是間二甲苯磺酸）和甲苯磺酸（特別是對(duì)甲苯磺酸）等磺 酸系化合物、磷酸系化合物、硫酸等。但是，使用含有磺酸、硫酸等含硫的酸的固化劑組合物 的情況下，由于鑄造時(shí)產(chǎn)生二氧化硫氣體，因此固化劑組合物中的含硫的酸的含量?jī)?yōu)選為 30重量％以下，更優(yōu)選為10重量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5重量％以下，更進(jìn)一步優(yōu)選為1重 量％以下，優(yōu)選固化劑組合物不含有含硫的酸，僅含有2, 6-二羥基苯甲酸作為固化劑。在 此情況下，能夠使鑄造時(shí)的二氧化硫氣體的產(chǎn)生量為零。
[0026] 以均勻地添加于鑄件砂中并與樹(shù)脂組合物均勻地混合為目的，本發(fā)明的固化劑組 合物可以含有選自水、醇類、醚醇類和酯類中的1種以上的溶劑。在這些之中，從實(shí)現(xiàn)提高 鑄型的固化速度、提高鑄型強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為醇類、醚醇類，更優(yōu)選為碳數(shù)1?3的醇 類。作為醇類，具體是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇，優(yōu)選為甲醇、乙醇，更優(yōu)選為甲醇。本發(fā)明的 固化劑組合物也可以含有水，若含有上述溶劑則能夠降低固化劑中的水分量，因此使鑄型 的固化速度變得更加良好，并且使鑄型強(qiáng)度進(jìn)一步得到提高。從提高鑄型強(qiáng)度以及對(duì)固化 劑組合物的溶解性的觀點(diǎn)出發(fā)，固化劑組合物中的所述溶劑的含量?jī)?yōu)選為20?90重量％， 更優(yōu)選為30?80重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為40?70重量％。另外，從降低固化劑的粘度的觀 點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為甲醇、乙醇，更優(yōu)選為甲醇。
[0027] 此外，也可以不含上述溶劑而作為固體添加于鑄型中。
[0028] 本發(fā)明的固化劑組合物優(yōu)選能夠通過(guò)將2, 6-二羥基苯甲酸溶解于碳數(shù)1?3的 醇的方法制造。將2, 6-二羥基苯甲酸溶解于碳數(shù)1?3的醇時(shí)，根據(jù)需要，可以在40? 50°C加熱溶解。
[0029] 〔鑄型造型用砂組合物〕
[0030] 本發(fā)明的鑄型造型用砂組合物含有：耐火性粒狀材料、含有酸固化性樹(shù)脂的鑄型 造型用粘結(jié)劑組合物和含有2, 6-二羥基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物。
[0031] <鑄型造型用粘結(jié)劑組合物>
[0032] 鑄型造型用粘結(jié)劑組合物（以下，簡(jiǎn)稱為"粘結(jié)劑組合物"）用作制造鑄型時(shí)的粘 結(jié)劑，是含有酸固化性樹(shù)脂的鑄型造型用粘結(jié)劑組合物。
[0033] 粘結(jié)劑組合物還含有選自5-羥甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1種以上的糠 醛的5位經(jīng)取代了的化合物時(shí)，固化速度和鑄型強(qiáng)度得到提高，因此優(yōu)選。從提高鑄型強(qiáng)度 的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的糠醛的5位經(jīng)取代了的化合物的含量?jī)?yōu)選為5重量％以上， 更優(yōu)選為20重量％以上。從提高鑄型強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的糠醛的5位經(jīng)取 代了的化合物的含量?jī)?yōu)選為80重量％以下，更優(yōu)選為60重量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40重 量％以下。綜上所述，為了提高鑄型強(qiáng)度，粘結(jié)劑組合物中的糠醛的5位經(jīng)取代了的化合物 的含量?jī)?yōu)選為5?80重量％，更優(yōu)選為5?60重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為20?40重量％。從 提高固化速度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的糠醛的5位經(jīng)取代了的化合物的含量?jī)?yōu)選為 20重量％以上，更優(yōu)選為30重量％以上。從提高固化速度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的 糠醛的5位經(jīng)取代了的化合物的含量?jī)?yōu)選為80重量％以下，更優(yōu)選為60重量％以下，進(jìn)一 步優(yōu)選為50重量％以下。綜上所述，為了提高固化速度，粘結(jié)劑組合物中的糠醛的5位經(jīng) 取代了的化合物的含量?jī)?yōu)選為20?80重量％，更優(yōu)選為20?60重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為 30?50重量％。
[0034] 從提高固化速度和提高鑄型強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物優(yōu)選含有其中的 5_羥甲基糠醛。從提高鑄型強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的5-羥甲基糠醛的含量?jī)?yōu) 選為5重量％以上，更優(yōu)選為20重量％以上。從提高鑄型強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物 中的5-羥甲基糠醛的含量?jī)?yōu)選為80重量％以下，更優(yōu)選為60重量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為 40重量％以下。綜上所述，為了提高鑄型強(qiáng)度，粘結(jié)劑組合物中的5-羥甲基糠醛的含量?jī)?yōu) 選為5?80重量％，更優(yōu)選為5?60重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為20?40重量％。從提高固化 速度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的5-羥甲基糠醛的含量?jī)?yōu)選為20重量％以上，更優(yōu)選為 30重量％以上。從提高固化速度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的5-羥甲基糠醛的含量?jī)?yōu)選 為80重量％以下，更優(yōu)選為60重量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為50重量％以下。綜上所述，為了 提高固化速度，粘結(jié)劑組合物中的5-羥甲基糠醛的含量?jī)?yōu)選為20?80重量％，更優(yōu)選為 20?60重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為30?50重量％。
[0035] 作為粘結(jié)劑組合物所含有的酸固化性樹(shù)脂，可以使用以往公知的樹(shù)脂，例如可以 使用包含選自糠醇、糠醇縮合物、酚醛樹(shù)脂、尿素改性呋喃樹(shù)脂、三聚氰胺與醛類的縮合物 以及尿素與醛類的縮合物中的1種的樹(shù)脂、或包含選自上述的2種以上的混合物的樹(shù)脂。另 夕卜，也可以使用包含選自上述的2種以上的共縮合物的樹(shù)脂。從提高鑄型強(qiáng)度和提高固化 速度的觀點(diǎn)出發(fā)，酸固化性樹(shù)脂優(yōu)選為糠醇、糠醇縮合物、酚醛樹(shù)脂、尿素改性呋喃樹(shù)脂。 [0036] 從提高得到的鑄件品質(zhì)和提高固化速度的觀點(diǎn)出發(fā)，粘結(jié)劑組合物中的氮含量?jī)?yōu) 選為0. 5?4重量％。為了將粘結(jié)劑組合物中的氮含量調(diào)整到上述范圍內(nèi)，調(diào)整粘結(jié)劑組 合物中的含氮化合物的含量即可。作為含氮化合物，可以列舉尿素改性呋喃樹(shù)脂、尿素-醛 縮合物。
[0037] 從提高固化速度、提高鑄型強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，在本發(fā)明的粘結(jié)劑組合物中還可以 含有固化促進(jìn)劑。需要說(shuō)明的是，固化促進(jìn)劑除了包含在粘結(jié)劑組合物中以外，也可以另行 添加于鑄型用組合物中。從提高固化速度、提高鑄型強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，作為固化促進(jìn)劑，優(yōu) 選為選自下述通式（1)所表示的化合物（以下稱為固化促進(jìn)劑（1))、多元酚類和芳香族二 醛中的1種以上。
[0038] [化學(xué)式1]
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種鑄型造型用固化劑組合物，其含有2, 6-二羥基苯甲酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄型造型用固化劑組合物，其中，固化劑組合物中的所述 2, 6-二羥基苯甲酸的含量為10?80重量％。
3. -種鑄型造型用砂組合物，其含有： 耐火性粒狀材料、含有酸固化性樹(shù)脂的鑄型造型用粘結(jié)劑組合物和權(quán)利要求1或2所 述的鑄型造型用固化劑組合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄型造型用砂組合物，其中， 相對(duì)于所述耐火性粒狀材料100重量份，含有所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物〇. 5?3. 0 重量份以及所述鑄型造型用固化劑組合物〇. 07?2. 0重量份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鑄型造型用砂組合物，其中， 相對(duì)于所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物1. 〇重量份，所述2, 6-二羥基苯甲酸的含量為 0. 1?0. 8重量份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的鑄型造型用砂組合物，其中，所述鑄型造型用粘 結(jié)劑組合物還含有選自5-羥甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1種以上的糠醛的5位經(jīng) 取代了的化合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄型造型用砂組合物，其中， 粘結(jié)劑組合物中的所述糠醛的5位經(jīng)取代了的化合物的含量為5?80重量％。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3?7中任一項(xiàng)所述的鑄型造型用砂組合物，其中，所述酸固化性樹(shù)脂 為選自糠醇、糠醇縮合物、酚醛樹(shù)脂和尿素改性呋喃樹(shù)脂中的1種以上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3?8中任一項(xiàng)所述的鑄型造型用砂組合物，其中，粘結(jié)劑組合物中的 氮含量為〇. 5?4重量％。
10. -種鑄型的制造方法，其包括： 將耐火性粒狀材料、含有酸固化性樹(shù)脂的鑄型造型用粘結(jié)劑組合物和含有2, 6-二羥 基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物進(jìn)行混合，從而得到鑄型造型用砂組合物的混合工 序；以及 將所述鑄型造型用砂組合物固化的固化工序。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的鑄型的制造方法，其中，固化劑組合物中的所述2, 6-二羥 基苯甲酸的含量為10?80重量％。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的鑄型的制造方法，其中， 相對(duì)于所述耐火性粒狀材料100重量份，添加所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物〇. 5?3. 0 重量份以及所述鑄型造型用固化劑組合物〇. 07?2. 0重量份。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10?12中任一項(xiàng)所述的鑄型的制造方法，其中， 相對(duì)于所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物1. 〇重量份，所述2, 6-二羥基苯甲酸的含量為 0. 1?0. 8重量份。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10?13中任一項(xiàng)所述的鑄型的制造方法，其中， 所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物還含有選自5-羥甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1 種以上的糠醛的5位經(jīng)取代了的化合物。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的鑄型的制造方法，其中，粘結(jié)劑組合物中的所述糠醛的5位 經(jīng)取代了的化合物的含量為5?80重量％。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10?15中任一項(xiàng)所述的鑄型的制造方法，其中，所述混合工序包 括： 將所述耐火性粒狀材料與含有所述2, 6-二羥基苯甲酸的所述鑄型造型用固化劑組合 物進(jìn)行混合的第一混合工序；以及 在所述第一混合工序后得到的混合物中混合所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物的第二混 合工序。
17. -種含有2, 6-二羥基苯甲酸的組合物作為鑄型造型用固化劑的用途。
18. -種含有耐火性粒狀材料、鑄型造型用粘結(jié)劑組合物和鑄型造型用固化劑組合物 的組合物作為鑄型造型用砂的用途，其中，所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物含有酸固化性樹(shù) 月旨，所述鑄型造型用固化劑組合物含有2, 6-二羥甲基糠醛。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合物作為鑄型造型用砂的用途，其中， 所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物還含有選自5-羥甲基糠醛和5-乙酰氧基甲基糠醛的1 種以上的化合物。
20. -種鑄型造型用固化劑組合物的制造方法，其包括：將所述2, 6-二羥基苯甲酸溶 解于碳數(shù)1?3的醇中的溶解工序。
21. -種鑄型造型用砂組合物的制造方法，其包括： 將耐火性粒狀材料、含有酸固化性樹(shù)脂的鑄型造型用粘結(jié)劑組合物和含有2, 6-二羥 基苯甲酸的鑄型造型用固化劑組合物進(jìn)行混合的混合工序。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的鑄型造型用砂組合物的制造方法，其包括： 將所述耐火性粒狀材料與含有所述2, 6-二羥基苯甲酸的所述鑄型造型用固化劑組合 物進(jìn)行混合的第一混合工序；以及 在所述第一混合工序后得到的混合物中混合所述鑄型造型用粘結(jié)劑組合物的第二混 合工序。
【文檔編號(hào)】B22C1/22GK104245183SQ201380021106
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】情家崇志, 松尾俊樹(shù) 申請(qǐng)人:花王株式會(huì)社