用于在金属铸造的受热释放甲醛的模具或型芯的主体上产生涂层的组合物的制作方法

专利2025-04-25  18



背景技术:

1、所描述的是在涂层中使用特定化合物作为甲醛清除剂,该涂层在用于金属铸造的、受热时释放甲醛的模具或型芯的主体上,其中该涂层形成模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面,并且描述了使用含有这些化合物中的一种或多种的组合物产生涂层,该涂层在用于金属铸造的、受热时释放甲醛的模具或型芯的主体上,其中该涂层形成模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面。还描述了相应的模具和型芯及其生产过程。

2、用于金属铸造的模具和型芯是通过使包含造型基础材料(例如砂)和粘结剂的造型材料混合物成型、然后使成型的造型材料混合物固化来生产的。这通常涉及使用在受热时释放甲醛的有机粘结剂,例如通过苯酚-甲醛树脂与多异氰酸酯的加聚形成的聚氨酯,或甲醛缩合树脂,例如来自由以下组成的组的甲醛缩合树脂:苯酚-甲醛树脂、呋喃-甲醛树脂、脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂。

3、模具是阴模;它们包含待浇铸的型腔,这将得到所需制造的铸件。铸件的内部轮廓可以通过型芯形成。在模具的生产中,借助于将要制造的铸件的模型,可以使型腔成型于造型材料中。型芯通常在型芯盒中成型。

4、通常,在通过使造型材料混合物(如上所描述的)成型并且然后使成型的造型材料混合物固化来生产用于金属铸造的模具和型芯中,首先形成模具或型芯的主体,该主体已经具有所需模具或所需型芯的轮廓。尤其是在铸钢和铸铁的情况下,通常在由此形成的主体上产生涂层,该涂层形成模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面。此类涂层通常被称为耐火涂层。在本申请的上下文中,术语“模具”或“型芯”在每种情况下均指模具或型芯的整个主体以及设置在该主体上的涂层(耐火涂层)。该涂层充当型芯或模具的主体与铸造金属之间的界面层和/或阻挡层,并且尤其用于受控地抑制在金属与型芯/模具之间的界面处铸造缺陷的形成机制或者用于冶金效应的利用。通常,铸造技术中的耐火涂层应实现本领域技术人员已知的以下功能:

5、-改善铸件表面的平滑度,和/或

6、-防止造型材料混合物的组分与金属熔体之间的化学反应,从而促进模具/型芯与铸件之间的分离,和/或

7、-防止铸件上的表面缺陷,例如气泡、气孔、叶脉和/或结疤。

8、用于涂覆模具和型芯的主体的即用型组合物通常是细粒度的、耐火至高度耐火的无机材料(耐火材料)在载液(例如水、烷醇或其混合物)中的悬浮液,其中另外的组分可以悬浮或溶解在该载液中。将耐火涂料组合物以合适的方式施加到主体上,并且然后通过干燥去除载液,从而在主体上形成涂层。干燥的温度通常在40℃以上进行、优选地在50℃至200℃的范围内。在这些温度下,模具或型芯的主体释放大量的甲醛。这样的释放物对工作场所造成相当大的污染。

9、de 10 2008 025 311 a1公开了一种用于金属铸造的铸造模具,其中吸收污染物的材料层被设置在铸造模具的至少部分的气体出口区域中。气体出口区域应理解为在铸造操作期间气态组分可以从铸造模具中逸出的区域。气体出口区域可以对应于铸造模具的整个外表面。可替代地,可以仅利用铸造模具外表面的一部分来释放气态组分。例如,在进行箱式金属铸造的情况下,利用箱体构造铸造模具,该箱体覆盖铸造模具的下侧和侧面。在这种情况下,基本上只有铸造模具的顶部可用于气态组分的释放。铸造模具的外表面应理解为经由这些表面,在铸造操作中形成的废气可以离开铸造模具。该外表面当从外部观察铸造模具时是可见的,并且在铸造操作中不与液体金属接触。相比之下,内表面应指的是,例如被铸造模具包围的模具型腔的表面。

10、在de 10 2008 025 311 a1中未公开通过化学反应结合甲醛以产生非挥发性反应产物的材料。

11、ep 0 012 169 a1公开了一种主要用氨基树脂粘结的刨花板或纤维板,其特征在于该板的部分区域(优选中间层)至少部分地含有不属于氨基树脂类的粘结剂,并且同时容许引入特定量的甲醛反应性物质,这些甲醛反应性物质在水分和/或热的作用下与甲醛反应,或者会释放出能够结合甲醛的物质。


技术实现思路

1、本发明的目的是减少在对受热时释放甲醛的模具或型芯的耐火涂层进行干燥中产生的甲醛释放物。

2、在本发明的第一方面,该目的通过使用组合物来实现,该组合物包含

3、-(a)一种或多种耐火材料的颗粒

4、(b)至少一种铵盐[化合物(b)]

5、其中基于耐火材料的颗粒(a)的总质量,化合物(b)的总质量为按重量计0.1%至按重量计10%、优选地按重量计0.1%至按重量计5%,

6、-(c)可选地载液,其选自由水、烷醇及其混合物组成的组,

7、该组合物用于在用于金属铸造的模具或型芯的主体上产生涂层,该模具或型芯的主体在受热时释放甲醛,其中该涂层形成模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面。优选地,该涂层不只是形成模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面,而是附加地延伸覆盖模具或型芯的另外的区域。涂层优选地延伸覆盖模具或型芯的表面的50%或更多、进一步优选70%或更多、更优选80%或更多、尤其优选90%或更多、特别地95%或更多。最优选地,涂层延伸覆盖模具或型芯的整个表面。



技术特征:

1.一种用于在用于金属铸造的模具或型芯的主体上产生涂层的组合物,所述模具或型芯的主体在受热时释放甲醛,其中所述涂层形成所述模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面,其中所述组合物包含:

2.根据权利要求1所述的一种组合物,其中,基于所述组合物的总质量,所述载液(c)的总质量为组合物按重量计40%至按重量计80%。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种组合物,其中,所述至少一种铵盐为具有式(r)4n+a-的铵盐,其中r选自由氢、c1-4烷基和苯基组成的组,并且其中a是选自由以下组成的组的阴离子:三氟乙酸根、乙酸根、苯磺酸根、苯甲酸根、碳酸氢根、酒石酸氢根、溴化物、碳酸根、氯化物、柠檬酸根、二氢氯酸根、甲酸根、氢溴酸根、氢氯酸根、甲基硫酸根、硝酸根、草酸根、磷酸根和硫酸根。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种组合物,其中,所述耐火材料(a)包含:

5.一种用于金属铸造的模具或型芯,所述模具或型芯包括在受热时释放甲醛的主体和设置在所述主体上的涂层,所述涂层形成所述模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面,其中所述涂层包含:

6.根据权利要求5所述的一种用于金属铸造的模具或型芯,其中,所述至少一种铵盐为具有式(r)4n+a-的铵盐,其中r选自由氢、c1-4烷基和苯基组成的组,并且其中a是选自由以下组成的组的阴离子:三氟乙酸根、乙酸根、苯磺酸根、苯甲酸根、碳酸氢根、酒石酸氢根、溴化物、碳酸根、氯化物、柠檬酸根、二氢氯酸根、甲酸根、氢溴酸根、氢氯酸根、甲基硫酸根、硝酸根、草酸根、磷酸根和硫酸根。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的一种用于金属铸造的模具或型芯,其中,所述耐火材料(a)包含:

8.根据权利要求5至7中任一项所述的一种用于金属铸造的模具或型芯,其中,所述模具或型芯的主体已由造型材料混合物形成,所述造型材料混合物已用至少一种在受热时释放甲醛的粘结剂粘结,所述粘结剂选自由以下组成的组:

9.根据权利要求5至8中任一项所述的一种用于金属铸造的模具或型芯,其中,所述涂层的厚度在0.05mm至0.6mm的范围内。

10.一种在用于金属铸造的模具和型芯的主体上产生涂层的方法,所述方法包括:

11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述至少一种铵盐为具有式(r)4n+a-的铵盐,其中r选自由氢、c1-4烷基和苯基组成的组,并且其中a是选自由以下组成的组的阴离子:三氟乙酸根、乙酸根、苯磺酸根、苯甲酸根、碳酸氢根、酒石酸氢根、溴化物、碳酸根、氯化物、柠檬酸根、二氢氯酸根、甲酸根、氢溴酸根、氢氯酸根、甲基硫酸根、硝酸根、草酸根、磷酸根和硫酸根。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法,其中,所述耐火材料(a)包含:

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法,其中,在每种情况下均基于所述组合物的总质量,所述载液(c)的总质量为按重量计40%至按重量计80%。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法,其中,所述模具或型芯的主体已由造型材料混合物形成,所述造型材料混合物已用至少一种在受热时释放甲醛的粘结剂粘结,所述粘结剂选自由以下组成的组:

15.至少一种铵盐(化合物(b))作为甲醛清除剂在用于金属铸造的受热时释放甲醛的模具或型芯的主体上的涂层中的用途、或在用于生产这样的涂层的组合物中的用途、或用于生产这样的组合物的用途,其中所述涂层形成所述模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面。


技术总结
本发明涉及一种用于在用于金属铸造的模具或型芯的主体上产生涂层的组合物,该模具或型芯的主体在受热时释放甲醛,其中该涂层形成模具或型芯在铸造操作中与金属熔体接触的表面,其中该组合物包含(a)一种或多种耐火材料的颗粒;(b)至少一种铵盐[化合物(b)],其中基于耐火材料的颗粒(a)的总质量,化合物(b)的总质量为按重量计0.1%至按重量计10%;(c)载液,其选自由水、烷醇及其混合物组成的组。

技术研发人员:于尔根·拉德斯塔克,马尔詹·哈默,乌戈·恩瓦奥古
受保护的技术使用者:福士科国际有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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