[发明专利]由粒状混合物形成的物体的制造方法

说明书

本发明涉及从粒状混合物制造物体的方法以及通过所述方法获得的物体。

用于颗粒或纤维物质的热成型方法是工业方法，其引起通常为固体的物体的制造。使用树脂的“热箱”型工业方法已经实施很长时间。通常，树脂与待聚结的物质紧密混合，或与固化剂结合从而覆盖在待结合的表面上，所述固化剂的功能是原位酸化反应介质。

通常为固体形式的待形成或聚结的物质通常包含至少一种颗粒填充剂，例如矿物或合成型砂、玻璃微珠、陶瓷微珠和通常为木质纤维素的纤维。

在掺入树脂和固化剂以及任选的至少一种其它添加剂之后，待聚结的物质通常为流体，通常为粘性的。然后，使待聚结的物质与成型工具接触或放置在成型工具中，然后加热，通常通过加热成型工具或成形工具来提供热量。

加热导致树脂通过聚合而固化，然后通常将由此形成的固体物体从成型工具中去除以用于其随后的使用。根据本发明，“物体”意思是占据一部分空间并具有特定性质的实体。本发明的物体通常为固体，即具有固定结构和体积。流体物体是构成连续可变形的介质的物体。

一种“热箱”型工业方法使用甲醛缩聚的树脂。这些树脂在酸介质中通过聚合而为热固性的。

在铸造领域中，模具和型芯通常为能由“热箱”型方法从颗粒填充剂中制造的固体物体。当将各个金属部件铸造时，相应的模具和型芯通过与金属接触的树脂的燃烧而破坏。这意味着必须针对每个制造的部件来制造模具和型芯装置。为促进该破坏并限制燃烧气体污染，以干燥固体计算的树脂水平非常低，对于待聚结的颗粒填充剂的质量，所述树脂水平通常为0.3％重量比至3％重量比。此外，燃烧气体的化学性质对铸造金属部件的质量和工人的健康具有重要性。

最后，在诸如汽车工业中大规模生产的某些工业领域中，必须以达到每天数千个部件的高速率来制造模具和型芯。在该情况下，成型工具或芯盒为金属，因为为了获得树脂迅速聚合所需的加热温度很高，通常大于150℃并能达到380℃。这涉及大量加工成本且特别涉及与工具的膨胀有关的模具和型芯的尺寸精度问题。此外，认为呼吸污染物对于在该环境中工作的人员是不可接受的。

由于这些原因，在过去四十年左右，工业逐渐从“热箱”型方法转移而趋于“冷箱”型方法。这些“冷箱”方法提供了可替代的冷固型结合剂的用途，其产生在健康和安全方面被认为较低水平的污染，并特别与高工业生产速率相符。

然而今天，可替代的“冷箱”结合剂引起健康和安全风险，其变得与更严格的安全和环境标准不太相符。

在本上下文中，申请者发现改进的“热箱”型方法，其解决前述“热箱”型方法所存在的问题并克服“冷箱”型方法的不足之处，尤其在铸造工业中。

本发明涉及用于制造物体的方法，所述方法包括至少下列依次步骤：

-制造粒状混合物，其包含：

a-至少90％重量比，优选为96％重量比至99％重量比的颗粒或微粒，所述颗粒主要由至少一种矿物氧化物组成，且至少80％的所述颗粒的大小为10μm至3000μm，

b-0.3％重量比至3％重量比，优选为0.6％重量比至1.5％重量比的至少一种与甲醛和/或其衍生物缩聚的树脂，以干燥树脂固体来计算所述百分比，

c-0.001％重量比至1％重量比，优选为0.005％重量比至0.04％重量比的至少一种固化剂，以干燥固化剂固体来计算所述百分比，

d-0.005％重量比至0.35％重量比，优选为0.02％重量比至0.15％重量比的至少一种甲醛清除剂化合物，以及

e-0.2％重量比至3％重量比，优选为0.7％重量比至2％重量比的水；

-使所述粒状混合物与成型工具的至少一个表面接触，以及

-在50度至380度的温度下将至少一种气流吹入所述粒状混合物，持续1秒至300秒以确保至少部分固化所述混合物；

所述这种方法中甲醛清除剂化合物为碳酰肼。

吹入步骤可能至少部分实现至少一种使所述混合物至少部分固化的化学反应。

如本领域技术人员已知，这些步骤通常随后是从成型工具中取出固体物体。

当然，粒状混合物能包含本领域技术人员已知的任何其它添加剂。特别地，粒状混合物能包含本领域技术人员认为有用的任何流体或粉末添加剂以在所述混合物转化和随后使用过程中促进其物理化学性质。

本发明粒状混合物的颗粒通常为天然或合成的。优选地，颗粒为矿物氧化物颗粒，通常为天然石英砂混合物，其颗粒主要由硅氧化物组成且其AFS晶粒度能为30至140。