[发明专利]用于由包含改性缩聚树脂和甲醛清除剂的粒状混合物获得铸型体的方法

说明书

本发明涉及用于由包含改性缩聚树脂和甲醛清除剂的粒状混合物获得铸型体(corps pour fonderie)的方法，以及通过所述方法获得的铸型体。

粒状物质或纤维物质的热成形方法是工业方法，其导致制造出通常为固体的物体。其中，“热芯盒(ouchaude)”型工业方法使用树脂。一般来说，将树脂与待聚集物质紧密混合，或者与固化剂组合覆盖在待粘合表面上，所述固化剂的功能通常是在原位固化反应介质。

待成形或待聚集物质，一般为固体形式，通常包含至少一种粒状填料或纤维填料，例如，矿砂或合成砂、玻璃微珠、陶瓷微珠和通常为木质纤维素的纤维。

在并入树脂和任选的固化剂以及任选的至少另一种添加剂之后，待聚集物质一般为流体，通常是粘性的。然后，使待聚集物质与成形工具相接触或将其放置在成形工具中，然后加热，热一般通过加热成形工具或成型工具来提供。

热造成树脂通过聚合而固化，然后通常将由此成形的固体物体从成形工具中移除以用于其后续使用。根据本发明，“物体”意指占据一部分空间并且具有特定性质的实物。根据本发明的物体通常由连续固体介质(即具有基本不变的结构和体积)组成。相反地，流体物体一般是构成连续可变形介质的物体。

一种工业方法被称为“热芯盒”型并且使用与甲醛缩合的树脂。这些树脂在酸介质中因聚合而为热固性的。

在铸造领域中，模具和型芯一般为可通过“热芯盒”型方法由粒状填料制造的固体物体。当在模具和型芯中浇铸各金属件或使各金属件与模具和型芯相接触时，相应的模具和型芯因与金属相接触的树脂燃烧而被破坏。这意味着必须为所制的每个部件制造模具和型芯套组。为了促进工业生产率下的这种破坏并限制燃烧气体污染，以干固体计算的树脂含量是极其低的，通常在相对于待聚集粒状填料的质量按重量计0.3％至3％的范围内。此外，燃烧气体的化学性质对浇铸金属件的质量和工人健康均具有重要意义。

最后，在诸如汽车工业中大批量生产的某些工业领域中，模具和型芯必须以可达到每天数千个部件的高速率来制造。在这种情况下，成形工具或芯盒为金属，原因是为了获得树脂快速聚合所需的加热温度很高，一般高于150℃并且可达到380℃。这涉及到很高的工具成本并且尤其涉及与在热作用下的工具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，在过去的大概四十年中，工业放弃了“热芯盒”型方法而支持“冷芯盒(oufroide)”型方法。这些“冷芯盒”方法提供了可替代的冷固型粘合剂的使用，其在健康和安全方面产生低水平的污染，并且尤其是与高工业生产率相容。

然而，目前，这些可替代“冷芯盒”型粘合剂自身在工业过程中也造成了问题，原因是其变得与更严格的健康和安全以及环境标准不相容。

在该背景中，2011年1月公开的法国专利申请FR 2948307描述了改进的“热芯盒”型方法，使得现有技术“热芯盒”型方法所呈现出的问题能够被解决并且克服了“冷芯盒”型方法的不足之处，最特别地是在铸造工业中的不足之处。

因此，法国专利申请FR 2948307涉及用于制造包含标准缩聚树脂(优选脲醛树脂)和游离甲醛清除剂(优选碳酰肼)的物体的方法。

然而，在实践中已发现，法国专利申请FR 2948307中所要求保护的这种改进只在铝铸造工业中是可用的。事实上，已发现其在工业上只适用于浇铸铝的部件(即在约800℃下)。其耐热性不适于浇铸金属合金(如铸铁，其熔点明显较高(约1300℃))的部件。此外，已发现由在该背景下使用的脲醛树脂产生的氮水平对于工业生产铸铁件过于显著。

另一方面，专利申请US 2007/0149644也描述了丹宁酸提取物在包含集料的铸造用混合料中的用途以及由丹宁酸提取物和糠醇组成的粘合剂。该粘合剂不一定包含树脂，因为粘合剂的两种组分在高于40℃的温度下一起反应。然而，本发明不能在工业中实施，因为糠醇是目前被归类为致癌物的化合物。此外，该文件的铸造用混合物显然不会产生游离甲醛或游离苯酚。因此，根据该文件的文本，在该背景下似乎不需要甲醛清除剂。实际上，确定了游离甲醛的存在并且其造成了问题，尤其是在实施该方法期间非常低的反应性，其需要加热至高温和/或使用有力的催化剂，使得其与大规模工业使用不相容。