用于减少甲醛排放的涂料组合物制造技术

所描述的是一种组合物的应用，所述组合物包含一种或多种甲醛清除剂，所述组合物用于制造在用于金属铸造的模具或型芯的在加热时排放甲醛的基体上的覆盖层，其中所述覆盖层形成模具或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少甲醛排放的涂料组合物
描述了特定的化合物在用于金属铸造的模具或型芯的基体上的覆盖层中作为甲醛清除剂的应用，所述基体在加热时排放出甲醛，其中所述覆盖层形成铸模或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触，以及描述了包含一种或多种这些化合物的组合物用于制造在用于金属铸造的模具或型芯的基体上的覆盖层的应用，所述基体在加热时排放出甲醛，其中所述覆盖层形成模具或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触。还描述了相应的模具和型芯及其制造。
技术介绍
用于金属铸造的模具和型芯通过模制包括模制原料(例如砂)和粘合剂的模制材料混合物和紧接着固化经模制的模制材料混合物来制造，所述模制材料混合物。在此，通常使用有机粘合剂，所述有机粘合剂在加热时排放甲醛，例如通过苯酚-甲醛树脂与多异氰酸酯的加聚而形成的聚氨酯，或甲醛缩合树脂，例如选自苯酚-甲醛树脂、呋喃-甲醛树脂、脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂的甲醛缩合树脂。模具是阴模，所述阴模包含要浇注的空腔，所述空腔产生要生产的铸件。铸件的内部轮廓能够通过型芯形成。在制造模具时，能够借助于要生产的铸件的模型在模制材料中形空腔。型芯通常在芯盒中成形。通常，在通过模制模制材料混合物(如上所述)并且紧接着固化经模制的模制材料混合物来制造用于金属铸造的模具和型芯时，首先形成模具或型芯的基体，所述基体已经具有所需的模具或所需的型芯的轮廓。尤其在钢和铁铸造中，通常在这样形成的基体上制造覆盖层，其中所述覆盖层形成模具或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触。这种覆盖层通常称为涂料。在本申请的上下文中，术语“模具”或“型芯”分别表示由模具或型芯的基体和设置在该基体上的覆盖层(涂料覆盖层)构成的整体。该覆盖层用作为在型芯或模具的基体与所铸造的金属之间的限界层和/或阻挡层，并且尤其用于有针对性地抑制在金属和型芯或模具之间的限界面处的铸件缺陷形成的机制或者用于使用冶金效应。通常，在铸造技术中的涂料尤其实现对于本领域技术人员已知的以下功能：-改进铸件表面的光滑度；和/或-避免在模制材料混合物的组成部分与金属熔体之间的化学反应，由此使在模具/型芯与铸件之间的分离变得容易；和/或-避免在铸件上的表面缺陷，例如气泡、渗透、脉纹和/或结疤用于对模具和型芯的基体进行覆层的即用型组合物通常是细颗粒的、耐火的直至高度耐火的无机材料(耐火材料)在载液(例如水、烷醇或其混合物)中的悬浮体，其中另外的组成部分能够在载液中悬浮或溶解。将涂料组合物以适宜的方式涂覆到基体上，并且紧接着通过干燥移除载液，其中在所述基体上构成覆盖层。所述干燥通常在高于40℃的温度中进行，优选在50℃至200℃的范围内进行。在所述温度中，所述模具或型芯的基体排放大量的甲醛。这种排放是巨大的工作场所负担。DE102008025311A1公开了一种用于金属铸造的铸模，其中在铸模的气体离开面上至少部段地设置有由吸收有害物质的材料构成的层。将气体离开面理解为铸模的下述面，在浇铸期间气态组分能够通过该面从所述铸模中逸出。气体离开面能够对应于铸模的整个外表面。但是也可行的是，仅将铸模的外表面的一部分用于输出气态组分。因此，在盒内金属铸造(kastengebundenenMetallguss)的情况下，将盒用于构建铸模，所述盒覆盖铸模的下侧以及侧面。在这种情况下，基本上仅将铸模的上侧提供用于输出气态组分。将铸模的外表面理解为如下面，在浇铸时所产生的废气能够通过所述面离开铸模。在观察铸模时，该外表面从外部可见并且在浇铸时不与液态金属接触。与此相反，例如将内表面理解为由铸模包围的模具空腔的表面。在DE102008025311A1中没有公开通过化学反应结合甲醛以形成非挥发性反应产物的材料。EP0012169A1公开了一种主要与氨基塑料结合的木屑板或纤维板，其特征在于，所述板的部分区域，优选中间层，至少部分地包含不属于氨基塑料族的粘合剂，并且同时容忍引入特定量的甲醛反应性物质，所述甲醛反应性物质在湿气和/或热量影响下会与甲醛发生反应，或者释放出就其而言能够与甲醛解除结合的物质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，减少甲醛的排放，所述甲醛在模具或型芯的涂料覆盖层干燥时产生，所述模具或型芯在加热时会释放甲醛。所述目的根据本专利技术的第一方面通过如下组合物的应用来实现，所述组合物包括：(a)一种或多种耐火材料的颗粒(b)一种或多种化合物，所述化合物选自：-β-二羰基化合物-二元和三元酚-苯酚-甲醛清漆和间苯二酚-甲醛清漆-氨基酸-伯氨基和仲氨基硅烷-三聚氰胺、苯并胍胺、尿素及其衍生物-肼和碳酰肼及其衍生物-伯胺和仲胺-树脂、单宁和木质素其中按耐火材料的颗粒(a)的总质量计，所述化合物(b)的总质量为0.1重量％至10重量％，优选为0.1重量％至5重量％。(c)可选地，载液，所述载液选自水、烷醇及其混合物，来制造在用于金属铸造的模具或型芯的在加热时会排放甲醛的基体上的覆盖层，其中所述覆盖层形成模具或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触。优选地，所述覆盖层不仅形成所述模具或型芯的在铸造过程中与金属熔体接触的表面，而且此外还在模具或型芯的其它区域上延伸。优选地，所述覆盖层在模具或型芯的超过50％或更多，进一步优选超过70％或更多，更优选超过80％或更多，特别优选超过90％或更多，尤其超过95％或更多的表面上延伸。更特别优选的是，所述覆盖层在模具或型芯的整个表面上延伸。所述模具或型芯的基体在此通常由模制材料混合物形成，所述模制材料混合物借助在加热时会排放甲醛的粘合剂结合，其中所述粘合剂优选选自：-通过将苯酚-甲醛树脂与多异氰酸酯加聚而形成的聚氨酯-甲醛缩合树脂，优选选自：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。特别优选的是，所述模具或型芯的基体由模制材料混合物形成，所述模制材料混合物借助在加热时排放甲醛的粘合剂结合，其中所述粘合剂选自：-通过将苯酚-甲醛树脂与多异氰酸酯加聚而形成的聚氨酯，-苯酚-甲醛树脂，和-呋喃-甲醛树脂。所述粘合剂以固化的形式存在于所述模具或型芯的基体中。令人惊讶地发现，在加热时排放甲醛的模具和型芯中，如果将上文中限定的组合物用于制造涂料覆盖层，那么在涂料覆盖层干燥时输出给周围环境的甲醛的量明显减少。目前假定，所述化合物(b)能够通过化学反应结合甲醛，其中产生非挥发性反应产物，使得较少的甲醛从型芯或模具中逸出到周围环境中。因此，所述化合物(b)在此称为甲醛清除剂。除了与甲醛不可逆地形成非挥发性反应产物的能力以外，在选择化合物(b)时还必须考虑一系列其它标准。因此，所述化合物(b)本身是不挥发的，并且其不允许在干燥型芯和模具的温度中分解。因此，所述分解温度必须高于干燥模具和型芯的温度(50℃至200℃，优选为100℃至180℃)。因此，优选的是如下化合物(b)，所述化合物是固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物的应用，所述组合物包含：/n(a)一种或多种耐火材料的颗粒。/n(b)一种或多种化合物，所述化合物选自：/n-β-二羰基化合物，/n-二元和三元酚，/n-苯酚-甲醛清漆和间苯二酚-甲醛清漆，/n-氨基酸，/n-伯氨基和仲氨基硅烷，/n-三聚氰胺、苯并胍胺、尿素及其衍生物，/n-肼和碳酰肼及其衍生物，/n-伯胺和仲胺，/n-树脂、单宁和木质素/n其中按所述耐火材料的颗粒(a)的总质量计，所述化合物(b)的总质量为0.1重量％至10重量％，/n(c)可选地，包含载液，所述载液选自水、烷醇及其混合物，/n所述组合物用于制造在用于金属铸造的模具或型芯的基体上的覆盖层，所述基体在加热时排放甲醛，其中所述覆盖层形成所述模具或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180727 DE 102018118291.01.一种组合物的应用，所述组合物包含：
(a)一种或多种耐火材料的颗粒。
(b)一种或多种化合物，所述化合物选自：
-β-二羰基化合物，
-二元和三元酚，
-苯酚-甲醛清漆和间苯二酚-甲醛清漆，
-氨基酸，
-伯氨基和仲氨基硅烷，
-三聚氰胺、苯并胍胺、尿素及其衍生物，
-肼和碳酰肼及其衍生物，
-伯胺和仲胺，
-树脂、单宁和木质素
其中按所述耐火材料的颗粒(a)的总质量计，所述化合物(b)的总质量为0.1重量％至10重量％，
(c)可选地，包含载液，所述载液选自水、烷醇及其混合物，
所述组合物用于制造在用于金属铸造的模具或型芯的基体上的覆盖层，所述基体在加热时排放甲醛，其中所述覆盖层形成所述模具或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触。


2.根据权利要求1所述的应用，其中
-所述化合物(b)选自：丙二酸的二烷基酯、间苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、甘氨酸、尿素、三聚氰胺、碳酰肼、可溶于载液(c)的单宁和木质素，
和/或
-所述耐火材料(a)包含：
(i)一种或多种耐火材料，所述耐火材料选自：石英、氧化铝、二氧化锆、硅酸铝、不可膨胀的层状硅酸盐、硅酸锆、橄榄石、滑石、云母、石墨、焦炭、长石、硅藻土、高岭土、煅烧高岭土、偏高岭土、氧化铁和铝土矿，
以及
(ii)一种或多种耐火材料，所述耐火材料选自：可膨胀的层状硅酸盐和沸石，
和/或
-所述载液(c)选自：水、甲醇、乙醇和异丙醇。


3.根据权利要求1或2所述的应用，其中所述模具或所述型芯的基体由模制材料混合物形成，所述模制材料混合物借助在加热时排放甲醛的粘合剂结合，其中所述粘合剂优选选自：
-通过将苯酚-甲醛树脂与多异氰酸酯加聚而形成的聚氨酯，
-甲醛缩合树脂，所述甲醛缩合树脂优选选自：苯酚-甲醛树脂、呋喃-甲醛树脂、脲-甲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的应用，其中所述组合物包含一种或多种另外的组成部分，所述组成部分选自：
(d)润湿剂，
(e)流变添加剂，
(f)粘合剂，
(g)调节剂
(h)杀菌剂。


5.根据权利要求1至5中任一项所述的应用，其中所述组合物
-不包含载液(c)，
或
-包含载液(c)，其中分别按所述组合物的总质量计，所述载液(c)的总质量为40重量％至65重量％，优选为40重量％至59重量％。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的应用，其中所述组合物包含载液(c)，其中按所述组合物的总质量计，所述载液(c)的总质量为60重量％至80重量％。


7.一种用于制备如在权利要求6中限定的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
-制备或提供如在权利要求5中限定的组合物，
-添加载液(c)，所述载液选自：水、烷醇及其混合物，其中所添加的所述载液(c)的量被确定为，使得产生下述组合物，在所述组合物中，按所产生的组合物的总质量计，所述载液(c)的总量为60重量％至80重量％。


8.一种用于制造在用于金属铸造的模具或型芯的基体上的覆盖层的组合物，所述基体在加热时排放甲醛，其中所述覆盖层形成所述模具或型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触，其中所述组合物包含：
(a)一种或多种耐火材料的颗粒
(b)一种或多种化合物，所述化合物选自：
-β-二羰基化合物，
-二元和三元酚，
-苯酚-甲醛清漆和间苯二酚-甲醛清漆，
-氨基酸，
-伯氨基和仲氨基硅烷，
-三聚氰胺、苯并胍胺、尿素及其衍生物，
-肼和碳酰肼及其衍生物，
-伯胺和仲胺，
-树脂、单宁和木质素，
其中按所述耐火材料的颗粒(a)的总质量计，所述化合物(b)的总质量为0.1重量％至10重量％，
(c)载液，所述载液选自：水、烷醇及其混合物，其中按所述组合物的总质量计，所述载液(c)的总质量为40重量％至80重量％。


9.根据权利要求8所述的组合物，其中
-所述化合物(b)选自：丙二酸的二烷基酯、间苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、甘氨酸、三聚氰胺、尿素、碳酰肼、可溶于载液(c)的单宁和木质素
和/或
-耐火材料(a)包含：
(i)一种或多种耐火材料，所述耐火材料选自：石英、氧化铝、二氧化锆、硅酸铝、不可膨胀的层状硅酸盐、硅酸锆、橄榄石、滑石、云母、石墨、焦炭、长石、硅藻土、高岭土、煅烧高岭土、偏高岭土、氧化铁和铝土矿
(ii)一种或多种耐火材料，所述耐火材料选自：可膨胀的层状硅酸盐和沸石
和/或
-所述载液(c)，所述载液选自：水、甲醇、乙醇和异丙醇及其混合物。


10.根据权利要求8或9所述的组合物，所述组合物还包含一种或多种组成部分，所述组成部分选自：
(d)润湿剂，
(e)流变添加剂，
(f)粘合剂，
(g)调节剂
(h)杀菌剂。


11.一种用于金属铸造的模具或型芯，所述模具或型芯包括：
-基体，所述基体在加热时排放甲醛，
-和设置在所述基体上的覆盖层，所述覆盖层形成所述模具和所述型芯的表面，所述表面在铸造过程中与金属熔体接触，其中所述覆盖层包含：
(a)一种或多种耐火材料的颗粒，...

【专利技术属性】
技术研发人员：格拉尔德·拉德古尔迪耶，贝恩德·唐纳，克劳斯·塞格，
申请(专利权)人：胡坦斯·阿尔伯图斯化学厂有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE