[发明专利]铸模用聚氨酯固化型有机粘结剂以及使用其而得到的型砂组合物和铸模

说明书

提供：可以有利地提供能实现铸模强度、其耐吸湿劣化特性的改善、且能有效地提高填充密度的铸模的聚氨酯固化型有机粘结剂；另外，还提供：能有效地实现造型后的放置所产生的铸模强度改善的铸模用聚氨酯固化型有机粘结剂。所述聚氨酯固化型有机粘结剂如下构成：其用于聚氨酯系铸模的造型，所述聚氨酯固化型有机粘结剂包含多元醇化合物和多异氰酸酯化合物，且还包含碱性的第一硅烷化合物与氢氟酸的反应产物、和非碱性的第二硅烷化合物作为构成成分，从而构成。

技术领域

本发明涉及砂型铸造中使用的有机粘结剂，且特别是聚氨酯系的气体固化铸模或自硬性铸模的造型中使用的铸模用有机粘结剂、和使用其而得到的型砂组合物、以及将这样的型砂组合物造型而得到的铸模。

背景技术

一直以来，作为砂型铸造中使用的代表性的有机系铸模之一，已知有：使用如酚醛树脂那样的多元醇化合物和如二苯基甲烷二异氰酸酯那样的多异氰酸酯化合物作为粘结剂、利用它们的加聚反应(氨基甲酸酯化反应)进行造型而成的被称为聚氨酯系铸模、例如酚醛聚氨酯系铸模等的铸模。而且，作为如这样的酚醛聚氨酯系铸模那样的聚氨酯系铸模，广泛已知有：通过在造型时使用胺气体作为催化剂而无需加热的胺冷芯盒法(amine coldboxmethod)而制造的量产型的气体固化铸模；通过常温自硬法而制造的非量产型的自硬性铸模。

具体而言，基于胺冷芯盒法的气体固化铸模通常可以如下制造：使用混合机，将粒状耐火性型砂与由以有机溶剂作为溶剂的酚醛树脂溶液和多异氰酸酯化合物溶液形成的铸模用有机粘结剂进行混炼，从而制造用有机粘结剂覆盖这样的型砂的表面而成的型砂组合物，然后将上述型砂组合物吹入规定的成形模内，将铸模成形，向其中通入胺系催化剂气体，进行固化，由此制造。另外，基于常温自硬法的自硬性铸模可以如下制造：将粒状耐火性型砂与由以有机溶剂作为溶剂的酚醛树脂溶液和多异氰酸酯化合物溶液形成的铸模用有机粘结剂混炼时，还混合固化催化剂，将该得到的混合物立即成形为期望的形状，由此制造。

然而，这种利用酚醛树脂与多异氰酸酯化合物的加聚反应(氨基甲酸酯化反应)而得到的酚醛聚氨酯系铸模那样的聚氨酯系铸模的情况下，由于其化学键合特性而固有例如空气中的水分所导致的固化抑制、强度劣化等所谓吸湿劣化的问题。

因此，日本特表平1-501630号公报(专利文献1)中，作为防止以冷芯盒法制作的铸模的吸湿劣化的对策，已阐明了添加环氧硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷等硅烷化合物，但即使采用这样的硅烷化合物，也尚未确保充分的特性，期望确立进一步防止吸湿劣化的对策。

因此，日本特开2012-196700号公报(专利文献2)中，阐明了：通过对于多元醇化合物和多异氰酸酯化合物，进一步组合具有异氰酸酯基的硅烷化合物、具有异氰酸酯基的丙烯酸类化合物来构成铸模用聚氨酯固化型有机粘结剂，从而可以实现铸模的吸湿劣化防止，由此可以维持优异的铸模强度，但是需要为此准备特殊的含异氰酸酯基的化合物。

另外，日本特开2001-205386号公报(专利文献3)中，阐明了在酚醛树脂和异氰酸酯化合物中组合硼酸而成的气体状叔胺固化性铸模制造用粘结剂组合物，进而阐明了为了实现粘结剂成分与骨料的粘接性的改善，可以含有硅烷化合物。而且，通过使用这样的含有硼酸而成的粘结剂组合物，从而与以往的铸模制造用组合物相比，适用期长，因此，将粘结剂与粒状耐火性骨料混炼并放置几小时，也可以保持作为铸模强度，但其中的铸模强度的评价只不过在湿度不高的干燥情况下进行，在高湿度条件下，由于吸湿劣化而铸模强度明显降低，难以保持充分的强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平1-501630号公报

专利文献2：日本特开2012-196700号公报

专利文献3：日本特开2001-205386号公报

发明内容

发明要解决的问题