[发明专利]异氰酸酯组合物和包含所述异氰酸酯组合物的粘结剂体系

说明书

描述了包含β‑二羰基化合物的异氰酸酯组合物以及粘结剂体系，尤其在将所述异氰酸酯组合物作为聚异氰酸酯组分的选自聚氨酯冷芯盒方法和聚氨酯自硬性方法的方法中使用。

本发明涉及：一种异氰酸酯组合物，尤其在选自聚氨酯冷芯盒方法和聚氨酯自硬性方法的方法中使用；一种粘结剂体系，尤其在选自聚氨酯冷芯盒方法和聚氨酯自硬性方法的方法中使用；一种方法，在所述方法中使用根据本发明的粘结剂体系；以及选自铸造模具和铸造型芯的制品。本发明还涉及β-二羰基化合物用于制造根据本发明的异氰酸酯组合物的用途，根据本发明的异氰酸酯组合物用于制造根据本发明的粘结剂体系的用途，以及根据本发明的粘结剂体系用于制造选自铸造模具、铸造型芯和冒口的制品的用途。

在冒口、铸造模具和铸造型芯的制造中，通常使用进行冷固化以形成聚氨酯的粘结剂体系来粘结模制原料。这些粘结剂体系由两种组分组成，即分子中具有至少两个OH基团的(通常溶解在溶剂中的)多元醇(多元醇组分)和分子中具有至少两个异氰酸酯基团的(溶解在溶剂中或呈无溶剂形式的)聚异氰酸酯(聚异氰酸酯组分)。多元醇组分通常是溶解在溶剂中的酚醛树脂。因此在下文中将多元醇组分称为酚醛树脂组分。添加给模制原料并与其混合以制造模制料混合物的这两种粘结剂组分在经模制的模制料混合物中以加聚反应反应成聚氨酯粘结剂。粘结剂体系在优选呈叔胺的形式的碱性催化剂的存在下固化，所述碱性催化剂在对模制料混合物进行模制之后与载体气体一起被引入到模具中(聚氨酯冷芯盒方法)，或者在对模制料混合物进行模制之前作为溶液添加(聚氨酯自硬性方法)。例如，在专利申请WO 2017/153474 A1和WO 2016/165916 A1中描述了这种粘结剂体系。

在加工酚醛树脂时不可能完全避免甲醛的排放。这些在加工酚醛树脂时的排放，以及出自在聚氨酯冷芯盒方法或聚氨酯自硬性方法中制造的冒口、铸造型芯和铸造模具的甲醛的蒸发和脱气，是显著的工作场所负荷，所述工作场所负荷通常不能通过防护措施例如通风厨等被充分吸收。

升高的温度尤其会促进甲醛从这样的冒口、铸造型芯和铸造模具中释放。虽然，在聚氨酯冷芯盒方法中和在聚氨酯自硬性方法中无需供应热量即可使粘结剂体系固化。然而，在金属浇铸中使用冒口、铸造型芯和铸造模具时总是存在甲醛排放的条件。

在特定的情况下，冒口、铸造型芯和铸造模具的制造包括在粘结剂体系的固化之后的步骤，其中通过聚氨酯冷芯盒方法或通过聚氨酯自硬性方法制造的模制体经受升高的温度。

尤其是在钢浇铸和铁浇铸中，优选使用如下铸造模具和铸造型芯，所述铸造模具和铸造型芯的表面具有如下区域，在所述区域中设置有包含一种或多种耐火材料的颗粒的涂层。所述涂层形成模具或型芯的在铸造过程中与金属熔融物接触的表面。这样涂层通常被称为铸型涂料或铸型涂料涂层。所述涂层作用为相对于经铸造的金属的边界层和/或阻挡层，并且尤其用于抑制在金属与型芯或模具之间的界面处形成铸造缺陷的机制和/或用于有针对性地使用冶金效应。通常，铸造技术中的铸型涂料尤其应满足本领域技术人员已知的以下功能：

-改善铸件表面的光滑度，和/或

-避免在模制料混合物的成分与金属熔融物之间的化学反应，由此简化在模具/型芯和铸件之间的分离，和/或

-避免铸件上的表面缺陷，例如气泡、穿孔、毛刺和/或铸疤。

用于制造用于铸造模具和铸造型芯的涂层的即用型成分(Zusammensetzung)(通常在实践中称为铸型涂料成分)通常是细粒的、耐火的直至高度耐火的无机材料(耐火材料)在载液(例如水、烷醇、或者水与一种或多种烷醇的混合物)中的悬浮体，其中通常另外的成分悬浮或溶解在载液中。对于铸造模具或铸造型芯的制造，将铸型涂料成分施加到模制体的相应表面区域上，并且然后通过热处理去除载液，其中构成涂层。通常在高于40℃，优选在50℃至200℃的范围中的温度下去除载液。在这些温度下，由包含固化以形成聚氨酯的粘结剂体系的模制料混合物制造的模制体排放大量的甲醛。这样的排放是显著的工作场所负荷。