專利名稱：由環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化聚異氰酸酯和丙烯酸類單體和/或聚合物組成的鑄造粘結(jié)劑;和 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種在揮發(fā)性胺固化催化劑存在下發(fā)生固化的鑄造粘結(jié)劑體系，其包含(a)環(huán)氧樹脂，(b)丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯，(c)反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體，丙烯酸類聚合物，或它們的混合物，和(d)氧化劑，包括氫過氧化物。該鑄造粘結(jié)劑是用于制造鑄造混合料。該鑄造混合料是用于制造制備金屬鑄件用的鑄造型模。
用于制備模子和型芯的砂型鑄造中的兩個(gè)主要方法是(a)冷芯盒制芯法和(b)不烘焙法。在冷芯盒制芯法中，氣態(tài)固化劑是通過一個(gè)壓實(shí)的型?；旌狭弦灾频霉袒哪Ｗ雍?或砂芯。在不烘焙法中，液態(tài)固化催化劑是與砂混合和成形為型芯或/和模子。
大多數(shù)冷芯盒制芯法是基于聚氨酯成型粘結(jié)劑。例如參見US3,409,579和3,676,392。這些體系是用氣態(tài)季胺催化劑固化的。該聚氨酯成型粘結(jié)劑體系通常是由酚類樹脂組分和聚異氰酸酯組分組成，它們在壓實(shí)之前與砂混合并固化形成鑄造混合料。
當(dāng)聚氨酯成型粘結(jié)劑體系的兩種組分是與砂混合形成鑄造混合料時(shí)，它們可在用氣態(tài)催化劑固化之前過早的反應(yīng)。如果這個(gè)反應(yīng)發(fā)生，它將降低在制備模子和型芯時(shí)鑄造混合料的流動(dòng)性，且所得的模子和型芯的強(qiáng)度將減低。這個(gè)降低的流動(dòng)性和強(qiáng)度隨時(shí)間的降低是關(guān)系到鑄造混合料的儲存壽命。
鑄造混合料的足夠的儲存壽命對于這些粘結(jié)劑的商業(yè)成功是重要的。儲存壽命是在形成鑄造混合料時(shí)和當(dāng)該鑄造混合料不再適于制備合格的模子和型芯時(shí)之間的時(shí)間間隔。如果鑄造混合料在儲存壽命過期之后使用，所得模子和型芯將具有不合格的抗張強(qiáng)度。
因?yàn)椴豢赡芸偸窃诨旌现缶o接著使用鑄造混合料，所以希望使用制備具有長儲存壽命的鑄造混合料。當(dāng)使用聚氨酯成型冷芯粘結(jié)劑時(shí)，通常必須將一種改進(jìn)鑄造混合料的儲存壽命的化合物添加至粘結(jié)劑之中，通常是加入至粘結(jié)劑的聚異氰酸酯組分中。
在可用于延長鑄造混合料的儲存壽命的化合物中，有有機(jī)和/或無機(jī)含磷化合物。用作聚氨酯成型粘結(jié)劑體系的儲存壽命延長劑的有機(jī)含磷化合物的實(shí)例是公開在US4,436,881中，其公開了某些有機(jī)含磷化合物，例如二氯芳基膦，氯代二芳基膦，芳基二氯化膦，或二芳基氯化膦，和公開在US4,683,252中，其公開了有機(jī)鹵代膦酸酯例如二氯代磷酸單苯基酯。
延長聚氨酯成型粘結(jié)劑體系的儲存壽命的無機(jī)含磷化合物的實(shí)例是公開在US4,540,724中，其中公開了無機(jī)磷鹵化物，例如三氯氧化磷，三氯化磷，和五氯化磷，和公開在4,602,069中，其中公開了無機(jī)磷酸例如正磷酸，磷酸，次磷酸，偏磷酸，焦磷酸和多磷酸。
由此可見，有許多的聚氨酯成型冷芯粘結(jié)劑的儲存壽命延長劑，這反映出在延長鑄造混合料的儲存壽命的利益。盡管已有了所述的研究，但仍然需要具有更長儲存壽命的胺固化粘結(jié)劑體系，特別是不需要昂貴添加劑的胺固化粘結(jié)劑體系。
鑄造粘結(jié)劑是用于制造鑄造混合料。該鑄造混合料是用于制備制造金屬鑄件用的鑄造型模。在所述鑄造粘結(jié)劑中使用丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯而不是未丙烯酸酯化的有機(jī)聚異氰酸酯，從而改進(jìn)了用這種粘結(jié)劑制得的鑄造混合料的儲存壽命。該鑄造混合料制得用于商業(yè)用途的具有足夠抗張強(qiáng)度的型芯和模子。用所述粘結(jié)劑制得的型芯和/或模子組件制成的鑄件是適于商業(yè)用途的。另外，所述粘結(jié)劑不含有任何游離的苯酚或游離的甲醛，且無揮發(fā)性有機(jī)化合物或低揮發(fā)性有機(jī)化合物。實(shí)施本發(fā)明的最佳模式和其它模式優(yōu)選將粘結(jié)劑體系以雙組分體系包裝和使用。組分I(環(huán)氧組分)包含環(huán)氧樹脂，氧化劑，溶劑和其它選擇性組分。組分(II)(聚異氰酸酯組分)包含(1)丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯，(2)反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體、聚合物或它們的混合物，(3)溶劑，和(4)其它選擇性組分。通常地，組分I首先是與砂混合且然后將組分II添加入以制得經(jīng)成形和固化的鑄造混合料。環(huán)氧樹脂與丙烯酸酯化的有機(jī)聚異氰酸酯的重量比是從1∶10至10∶1，優(yōu)選是1∶5至5∶1，最優(yōu)選是1∶3至3∶1。丙烯酸酯化聚異氰酸酯與反應(yīng)性不飽和丙烯酸酯的重量比是1∶10至5∶1，優(yōu)選是1∶5至2∶1。
對于本發(fā)明的公開內(nèi)容中，“環(huán)氧樹脂”是定義為每個(gè)分子中包含一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性環(huán)氧基的熱塑性樹脂。此種樹脂具有混合的脂族-芳香族或僅有非芳香(即脂族或脂環(huán)族)分子結(jié)構(gòu)?；旌系闹?芳香族環(huán)氧樹脂通常是通過雙(羥基-芳香)烷或四(羥基-芳香)烷烴與鹵素取代的脂族環(huán)氧化物之間在堿例如氫氧化鈉或氫氧化鉀存在下發(fā)生熟知的反應(yīng)而制得。所述鹵素取代的脂族環(huán)氧化物的實(shí)例包括表氯醇、4-氯-1，2-環(huán)氧丁烷，5-溴-1，2-環(huán)氧戊烷，6-氯-1，3-環(huán)氧己烷等。通常而言，是優(yōu)選使用一個(gè)氯化物取代端基表示環(huán)氧基是處于烷基鏈的末端。
最廣泛使用的環(huán)氧樹脂是雙酚A的二環(huán)氧甘油醚。這些物質(zhì)是通過表氯醇與雙酚A在堿性催化劑存在下反應(yīng)而制得的。通過控制操作條件和改變表氯醇與雙酚A的比率，可制得具有不同分子重量的產(chǎn)物。其它環(huán)氧樹脂包括(a)其它雙酚化合物例如雙酚B，F(xiàn)，G和H的二環(huán)氧甘油醚，(b)通過線型酚醛樹脂與鹵素取代的脂族環(huán)氧化物例如表氯醇、4-氯-1，2-環(huán)氧丁烷，5-溴-1，2-環(huán)氧戊烷，6-氯-1，3-環(huán)氧己烷等反應(yīng)而制得的環(huán)氧樹脂，(c)環(huán)氧化聚丁二烯樹脂，和(d)干性油。
特別優(yōu)選的是相對于每個(gè)環(huán)氧基重量為175至200的環(huán)氧樹脂。雖然該環(huán)氧樹脂的粘度是高的，在25℃通常是高于5,000Cps，但當(dāng)環(huán)氧樹脂是與氧化劑混合時(shí)，環(huán)氧組分粘度是降低至可加工的水平。適用的環(huán)氧樹脂是公開在US4,518,723，其內(nèi)容在此引入作為參考。
用在組分I中的氧化劑包括至少一種氫過氧化物，且也可包括酮過氧化物，過氧化酯氧化劑，烷基氧化物，氯酸鹽，過氯酸鹽和過苯甲酸鹽。然而，所述氧化劑優(yōu)選是氫過氧化物或過氧化物和氫過氧化物的混合物。在本發(fā)明中特別優(yōu)選的氫過氧化物包括氫過氧化叔丁基，氫過氧化枯烯，氫過氧化雙甲烷(paramethane hydroperoxide)等。有機(jī)過氧化物可由是芳香基過氧化物或烷基過氧化物。適用的二?；^氧化物包括過氧化苯甲酰，過氧化月桂酰和過氧化癸酰。烷基過氧化物的實(shí)例包括過氧化二枯烯基和過氧化二叔丁基?？墒褂靡环N或多種上述有機(jī)過氧化物或氫過氧化物。
雖然不是必須優(yōu)選，但環(huán)氧組分可包含溶劑，例如芳烴溶劑例如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、萘和酯類溶劑，例如菜籽甲酯，或者它們的混合物，等等。如使用溶劑，則應(yīng)當(dāng)使用足夠的溶劑以使組分I的所得粘度是低于1,000厘泊，優(yōu)選是低于400厘泊。然而，通常地，溶劑的總量為基于環(huán)氧樹脂的總重量的0-25重量％。
為了限定本發(fā)明，“丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯”是指與含羥基或羧酸基的不飽和丙烯酸類單體、丙烯酸酯類聚合物或它們的混合物反應(yīng)的有機(jī)聚異氰酸酯。所述術(shù)語“丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯”包括丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯和未經(jīng)丙烯酸酯化并具有游離氰基(NCO基)的有機(jī)聚異氰酸酯的混合物。所述丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯可以是完全丙烯酸酯化的有機(jī)聚異氰酸酯，其中所述有機(jī)聚異氰酸酯的NCO基是與不飽和丙烯酸類單體或聚合物的羥基或羧酸基反應(yīng)；或者優(yōu)選是在反應(yīng)之后含有游離氰基的部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯。
丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯必須包含一些游離的NCO，其既可在部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯的分子中發(fā)現(xiàn)，又可在與丙烯酸酯化聚異氰酸酯混合的具有游離NCO的有機(jī)聚異氰酸酯中發(fā)現(xiàn)。雖然任何丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯可以與有機(jī)聚異氰酸酯共混，但必須將完全丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯與有機(jī)聚異氰酸酯共混，因?yàn)橥耆┧狨セ袡C(jī)聚異氰酸酯不含有游離的NCO基團(tuán)。與丙烯酸酯化聚異氰酸酯共混的有機(jī)聚異氰酸酯的用量是基于丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯及與其共混的有機(jī)聚異氰酸酯的總重量的0-約98重量％，優(yōu)選是2-98重量％。丙烯酸酯化聚異氰酸酯(其包括丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯的共混物，無論它們是完全或部分丙烯酸酯化的，還是未經(jīng)丙烯酸酯化的有機(jī)聚異氰酸酯)通常包含至少5重量％的游離NCO和通常包含不超過20重量％的游離NCO，其中所述重量百分比是基于粘結(jié)劑體系的重量，優(yōu)選包含7重量％-11重量％的游離NCO。
丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯是通過將有機(jī)聚異氰酸酯與通常為2-49重量％，優(yōu)選為2-30重量％的具有游離羥基或游離羧基官能團(tuán)的反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體或聚合物反應(yīng)而制得?？稍谥苽浔┧狨セ袡C(jī)聚異氰酸酯中用作反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體的典型丙烯酸類單體包括丙烯酸羥烷基酯，含羧酸的丙烯酸酯，丙烯酸烷氧基烷基酯，甲基丙烯酸羥烷基酯，甲基丙烯酸烷氧基烷基酯，N-烷氧基甲基丙烯酰胺，N-烷氧基甲基甲基丙烯酰胺，和它們的混合物。優(yōu)選用作改性有機(jī)聚異氰酸酯的單體是選自于丙烯酸、甲基丙烯酸，丙烯酸或甲基丙烯酸的取代變體，丙烯酸羥乙酯和丙烯酸羥丙酯，的丙烯酸類單體。
可用作制備丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯的反應(yīng)性不飽和聚合物的典型聚丙烯酸酯聚合物包括環(huán)氧丙烯酸酯反應(yīng)產(chǎn)物，聚酯/氨基甲酸乙酯/丙烯酸酯反應(yīng)產(chǎn)物，丙烯酸酯化氨基甲酸乙酯低聚物，聚醚丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，丙烯酸酯化環(huán)氧樹脂，乙烯基聚酯，乙烯基酯類和二環(huán)戊二烯樹脂。
制備丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯的通常步驟是包括在有機(jī)聚異氰酸酯存在下加熱丙烯酸類單體或聚合物直至所有的羥基或羧酸基組分均發(fā)生了反應(yīng)為止。
用于制備部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯的有機(jī)聚異氰酸酯是具有兩個(gè)或以上，優(yōu)選2-5個(gè)官能度的有機(jī)聚異氰酸酯。它可以是脂族、脂環(huán)族、芳香族或混雜聚異氰酸酯?？梢允褂眠@些S聚異氰酸酯的混合物。有機(jī)聚異氰酸酯的代表性實(shí)例是脂族聚異氰酸酯例如1，6-己二異氰酸酯，脂環(huán)族異氰酸酯例如4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和芳族異氰酸酯例如2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯和它們的二甲基衍生物。合適的有機(jī)聚異氰酸酯的其它實(shí)例是1，5-萘二異氰酸酯，三苯基甲烷三異氰酸酯，二甲苯基二異氰酸酯和它們的甲基衍生物，聚亞甲基聚苯基異氰酸酯，氯代亞苯基-2，4-二異氰酸酯等等。有機(jī)聚異氰酸酯是以液態(tài)形式使用。固態(tài)或粘稠聚異氰酸酯必須以有機(jī)溶劑的溶液的形式使用，該溶劑通常用量是最高為溶液的80重量％。
優(yōu)選作為組分II的組分的反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體、聚合物或它們的混合物包含烯屬不飽和雙鍵，但不含有任何游離的羥基或羧酸基官能團(tuán)。此種材料的實(shí)例包括廣泛的單官能團(tuán)，雙官能團(tuán)，三官能團(tuán)，四官能團(tuán)和五官能團(tuán)單體丙烯酸酯。這些單體的代表性示例包括丙烯酸烷基酯，丙烯酸酯化環(huán)氧樹脂，丙烯酸氰基烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸氰基烷基酯和雙官能單體丙烯酸酯?？梢允褂玫钠渌┧狨グㄈ┧崛u甲基丙酯，甲基丙烯酸和甲基丙烯酸2-乙基己酯。
也可使用的典型反應(yīng)性不飽和丙烯酸酯類聚合物包括環(huán)氧丙烯酸酯反應(yīng)產(chǎn)物，聚酯/氨基甲酸乙酯/丙烯酸酯反應(yīng)產(chǎn)物，丙烯酸酯化氨基甲酸乙酯低聚物，聚醚丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，丙烯酸酯化環(huán)氧樹脂。
雖然對有機(jī)聚異氰酸酯組分而言溶劑是不要求的，但可使用的典型的溶劑通常是極性溶劑，包括液態(tài)二烷基酯例如在US3,905,934中公開的那類鄰苯二甲酸二烷基酯和其它二烷基酯例如戊二酸二甲基酯。脂肪酸的甲基酯，特別是菜籽甲基酯也是適用的溶劑。合適的芳香溶劑是苯、甲苯、二甲苯、乙苯和它們的混合物。優(yōu)選的芳香溶劑是芳香族含量至少是90％和沸點(diǎn)范圍是138℃-232℃的混合溶劑。合適的脂族溶劑包括煤油。
可將自由基清除劑或抑制劑例如苯醌加入至粘結(jié)劑中。苯醌作為自由基抑制劑/清除劑以抑制在粘結(jié)劑中引起不穩(wěn)定性的自由基反應(yīng)。苯醌的用量通常是為基于粘結(jié)劑總重量的0-3重量％，優(yōu)選是0-1重量％?？蓪⒈锦烊胫量稍诃h(huán)氧組分(組分I)或在聚異氰酸酯組分(組分II)，或者同時(shí)在兩者中使用的溶劑中。當(dāng)用在含有反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體或聚合物的組分中是特別有利的。
將各種類型的骨料和粘結(jié)劑量是通過現(xiàn)有技術(shù)中熟知的方法用于制備鑄造混合料。普通型模、精細(xì)鑄造的型模和耐火型?？赏ㄟ^使用所述粘結(jié)劑體系和合適的骨料而制得。粘結(jié)劑的用量和所用骨料的類型是本領(lǐng)域一般技術(shù)人員熟知的。用于制備鑄造混合料的優(yōu)選骨料是砂，其中砂的至少約70重量％，和優(yōu)選至少約85重量％是二氧化硅。用于普通鑄造型模的其它合適骨料包括鋯石、橄欖石、硅鋁酸鹽、亞氯酸鹽砂等等。
在普通砂型鑄造應(yīng)用中，粘結(jié)劑的用量通常是不大于在普通類型鑄造型模中的骨料的重量的約10重量％和且更通常是在約0.6重量％至約5重量％的范圍之內(nèi)。
對本領(lǐng)域熟練人員明顯的是，可將其它添加劑例如硅烷、硅氧烷、儲存壽命延長劑、脫模劑、消泡劑、潤濕劑等添加至骨料，或者鑄造混合料中。所選的特定添加劑將依賴于配制者的具體用途。
將鑄造混合料模塑成所需的型模且隨后它是通過冷芯盒制芯法進(jìn)行固化。由冷芯盒制芯法的固化是通過如US3,409,579(其由此引入本發(fā)明作為參考)中將所述鑄造混合料與氣態(tài)季銨接觸而實(shí)施?？梢允褂玫膿]發(fā)性季銨的實(shí)例包括三甲胺、二甲基乙胺、甲基二乙胺、三乙胺、二甲基乙醇胺等等。
下列縮略語是用在本發(fā)明中。
縮略語和定義DER -環(huán)氧樹脂DER 331，用在實(shí)施例中的環(huán)氧樹脂是由Dow Chemical生產(chǎn)和出售的。CHP -氫過氧化枯烯DICUP -過氧化二枯烯基DMEA -作為催化劑的N，N-二甲基乙胺氣體HPA -丙烯酸羥丙酯LB-低氣味堿溶劑OPI -官能度為約2-3的聚亞苯基聚亞甲基有機(jī)聚異氰酸酯OS -菜籽甲基酯溶劑PAOPI-通過將OPI與HPA在60℃的溫度下反應(yīng)約75分鐘制得的部分丙烯酸酯化的有機(jī)聚異氰酸酯PAOPI(5) -用5重量％HPA制得的部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯。PAOPI(10)-用10重量％HPA制得的部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯。TMPTA-三丙烯酸三羥甲基丙酯為了實(shí)施這些實(shí)施例，組分I是首先與砂混合，然后添加組分II且將砂再混合(參見用于說明組分I和組分II的表II)。所得的鑄造混合料是通過吹氣壓制成八字抗拉試塊型芯盒且使用如US3,409,579中所述的冷芯盒制芯法固化。這樣，然后將壓制的混合料與N，N-二甲基乙胺(DMEA)氣體在氮?dú)庵械幕旌衔镌?0psi下接觸2.0秒，然后通過用氮?dú)庠诩s18psi下沖洗約4.0秒，由此使用標(biāo)準(zhǔn)AFS方法制成抗張AFS試樣(八字抗拉試塊)。
測量八字抗拉型模的抗張強(qiáng)度使得能夠預(yù)測砂和粘結(jié)劑的混合物將如何在實(shí)際的鑄造加工中運(yùn)用。隨著鑄造混合料老化，型模的抗張強(qiáng)度越低表明粘結(jié)劑組分在與砂混合之后和與胺氣固化之前更廣泛地反應(yīng)。
在下列的實(shí)施例中，八字抗拉試塊是由鑄造混合料混合之后24小時(shí)(24小時(shí)儲存壽命)和混合之后48小時(shí)(48小時(shí)儲存壽命)制成的。然后在緊接固化之后、固化1小時(shí)之后(1小時(shí))和固化24小時(shí)之后(24小時(shí))測量了各種固化試樣的抗張強(qiáng)度。測試條件是給出在下表I中。用在實(shí)施例中的組分是列于表H中，且用各實(shí)施例的配方制得的八字抗拉試塊的抗張強(qiáng)度是示于表III中。對照A和B使用未改性有機(jī)聚異氰酸酯(OPI)而不是部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯(PAOPI)。
表I測試條件砂 4000克Badger 5574在約25℃CT1室 50％相對濕度，25℃33％相對濕度，22℃組分I/組分II重量比 20/80粘結(jié)劑用量(bos)1.5％催化劑 DMEA氣體時(shí)間(秒) 2.0沖洗時(shí)間(秒) 4.0(氮?dú)?1CT＝恒溫室表II粘結(jié)劑配方
表III(抗張強(qiáng)度，單位為PSI)
試驗(yàn)表明，如果粘結(jié)劑含有部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯，則用24小時(shí)和48小時(shí)砂混合料制得的型芯具有更高的抗張強(qiáng)度。這表明，含有PAOPI的粘結(jié)劑具有更長的儲存壽命，這可通過該種混合料比不含有PAOPI的混合料具有更好抗張強(qiáng)度看出。
試樣鑄件也可通過實(shí)施例1的粘結(jié)劑制備。鑄造條件和結(jié)果是顯示在表IV中。所述數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明的粘結(jié)劑的鑄造條件是相當(dāng)于市售的粘結(jié)劑和是特別適合于鑄造鐵。
表IV鐵鑄造的測試結(jié)果澆注溫度1500℃砂 Manley IL-5W粘結(jié)劑含量1.5％B.O.S
鑄造等級1＝極佳，2＝良好，3＝適中，4＝差，5＝極差。2涂料是在澆注金屬之前涂布型芯的
權(quán)利要求
1.用于制備鑄造型模的冷芯盒制芯法，其包括A制備一種包括下列組分的鑄造混合料(1)較多量的鑄造骨料；和(2)有效粘結(jié)量的鑄造粘結(jié)劑體系，其包括(a)5-80重量％的環(huán)氧樹脂；(b)10-80重量％的丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯；(c)5-75重量％的反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體、聚合物、和它們的混合物；和(d)有效量的氧化劑，該氧化劑包括氫過氧化物，其中(a)，(b)，(c)和(d)是單獨(dú)的組分或者與所述組分的其它進(jìn)行混合，但(b)和(c)不與(d)混合，且其中所述的重量百分比是基于(a)，(b)，(c)和(d)的總重量；B.將從步驟(a)得到的鑄造混合料加入至一個(gè)模具中；C.將模具中的鑄造混合料硬化變成自承重的；和D.用氣態(tài)胺固化，由此得到堅(jiān)硬的，固態(tài)的，固化的鑄造型模。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯是部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯，且用于改性有機(jī)聚異氰酸酯的所述不飽和丙烯酸類單體是具有羥基或羧酸基的不飽和丙烯酸類單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中(a)的重量百分比是5-50，(b)的重量百分比是10-40，(c)的重量百分比是20-60，且(d)的重量百分比是1-30，其中所述的重量百分比均是基于粘結(jié)劑的總重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯是用丙烯酸類單體制備以致于有機(jī)聚異氰酸酯對反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體的重量比是從1∶5至5∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中用于制備丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯的所述反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體是丙烯酸羥丙酯，且所述反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體(c)是丙烯酸類單體和該單體是三丙烯酸三羥甲基丙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述氧化劑也包含過氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述環(huán)氧樹脂是選自于由雙酚A、雙酚F的二環(huán)氧甘油醚制得的環(huán)氧樹脂，線型酚醛環(huán)氧樹脂和它們的混合物，且所述氧化劑的過氧化物是氫過氧化枯烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在丙烯酸酯化聚異氰酸酯中的游離異氰酸酯的用量基于粘結(jié)劑的總重量是5-20重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述丙烯酸酯化聚異氰酸酯包含溶劑和所述溶劑包含自由基清除劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述自由基清除劑是苯醌。
11.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9或10的方法制得鑄造型模。
12.一種鑄造金屬構(gòu)件的方法，其包含下列步驟a.根據(jù)權(quán)利要求11制造一型模。b.將為液態(tài)的所述金屬澆注至所述的型模中；c.使所述金屬冷卻和固化；且d.然后分離出所模塑的構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法所制得的金屬構(gòu)件。
14.一種在揮發(fā)性胺固化催化劑存在下固化的鑄造粘結(jié)劑體系，其包含(a)5-80重量％的環(huán)氧樹脂；(b)10-80重量％的丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯；(c)5-75重量％的反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體、聚合物、和它們的混合物；和(d)有效量的氧化劑，該氧化劑包括氫過氧化物，其中(a)，(b)，(c)和(d)是單獨(dú)的組分或者與所述組分的其它進(jìn)行混合，但(b)和(c)不與(d)混合，且其中所述的重量百分比是基于(a)，(b)，(c)和(d)的總重量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中所述丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯是部分丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯，且用于改性有機(jī)聚異氰酸酯的所述不飽和丙烯酸類單體是具有羥基或羧酸基的不飽和丙烯酸類單體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中(a)的重量百分比是5-50，(b)的重量百分比是10-40，(c)的重量百分比是20-60，且(d)的重量百分比是1-30，其中所述的重量百分比是基于粘結(jié)劑的總重量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中所述丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯是用丙烯酸類單體制備以致于有機(jī)聚異氰酸酯對反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體的重量比是從1∶5至5∶1。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中用于制備丙烯酸酯化有機(jī)聚異氰酸酯的所述反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體是丙烯酸羥丙酯，且所述反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體(c)是丙烯酸類單體和該單體是三丙烯酸三羥甲基丙酯。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中所述氧化劑也包含過氧化物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中所述環(huán)氧樹脂是選自于從雙酚A、雙酚F的二環(huán)氧甘油醚制得的環(huán)氧樹脂，線型酚醛環(huán)氧樹脂和它們的混合物，且所述氧化劑的過氧化物是氫過氧化枯烯。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中在丙烯酸酯化聚異氰酸酯中的游離異氰酸酯的用量基于粘結(jié)劑的總重量是5-20重量％。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的鑄造粘結(jié)劑體系，其中所述丙烯酸酯化聚異氰酸酯包含溶劑和所述溶劑包含自由基清除劑。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述自由基清除劑是苯醌。
全文摘要
一種針對導(dǎo)致低強(qiáng)度的低流動(dòng)性問題和提供導(dǎo)致具有更高抗張強(qiáng)度的延長的儲存壽命的鑄造粘結(jié)劑,其是由下列物質(zhì)制成:(a)環(huán)氧樹脂,(b)丙烯酸酯化聚異氰酸酯,(c)反應(yīng)性不飽和丙烯酸類單體和/或丙烯酸類聚合物,和(d)氧化劑。該粘結(jié)劑是與鑄造骨料混合和通過冷芯盒制芯法用氣態(tài)胺固化以得到可用作鑄造金屬制件的模子的鑄造型模。
文檔編號C08G18/58GK1322156SQ99811759
公開日2001年11月14日 申請日期1999年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者D·格雷格·亨德肖特, 愛德華·G·托普利卡爾, 洛朗斯·G·達(dá)曼, 文森特·J·帕斯卡雷拉 申請人:阿什蘭公司