Composiciones aglutinantes de resina de fenol-aldehido de resol alcalino.

Una composición aglutinante para su uso en un procedimiento para la producción de un artículo de material particulado amalgado en la que se forma una mezcla que comprende material particulado y la composición aglutinante en una forma deseada y la composición aglutinante se cura pasando por gas dióxido de carbono a través de la forma conformada,

en la que la composición aglutinante puede producirse mediante la adición de polialquilenglicol con 3 o más unidades de alquilenglicol a una mezcla acuosa alcalina que comprende una resina base de fenol-aldehído de cresol y un oxianión que forman un complejo estable con la resina base, en la que la cantidad de álcali presente en la composición aglutinante es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina presente en la composición aglutinante y el oxianión, en la que la composición aglutinante tiene una proporción molar de álcali, expresado como iones de hidroxilo, con respecto a fenol de 1,0:1 a 2,5:1 en la que el oxianión se selecciona entre el grupo que consiste en iones de borato, estannato y aluminato, en la que el polialquilenglicol es polietilenglicol o una mezcla de polietilenglicol con más cantidad de polialquilenglicol, y en la que el polialquilenglicol se añade en una cantidad del 1% al 40% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

Composiciones aglutinantes de resina de fenol-aldehído de resol alcalino Esta invención se refiere a composiciones aglutinantes de fenol-aldehído de resol alcalino y su uso en la producción de artículos de material particulado amalgado, tales como moldes de fundición, núcleos de fundición o alimentadores.

El documento EP 0 211 799 describe una composición aglutinante que comprende una solución básica acuosa de una resina de fenol formaldehído que se va a curar de acuerdo con la Patente EP-PS 86615 con un alquilformiato gaseoso y que incluye un modificador que consiste en glicerina y opcionalmente polietilenglicol al 1-10% en peso. Sin embargo, el documento EP 0 211 799 no describe resinas que contienen oxianiones.

El documento EP 0 323 096 B2 describe una composición aglutinante que comprende una solución acuosa alcalina de una resina de fenol-aldehído de resol y un oxianión que puede formar un complejo estable entre la resina y el oxianión. El documento EP 0 323 096 B2 también describe un procedimiento para la producción de un artículo de material particulado amalgado, tal como un molde o núcleo de fundición, en el que se forme una mezcla de material particulado y la composición aglutinante en una forma deseada, y después el gas dióxido de carbono se pasa a través de la forma deseada para hacer que el oxianión forme un complejo estable con la resina y de esta manera curar la resina.

El documento EP 0 503 758 B1 describe una composición aglutinante que comprende una solución acuosa alcalina de una resina de fenol-aldehído de resol y un oxianión que puede formar un compuesto estable con la resina, en la que la cantidad de álcali presente en la solución es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina y el oxianión, caracterizada porque la composición aglutinante tiene una proporción molar de álcali con respecto a fenol de entre 1, 5:1 a 2, 5:1 y la composición aglutinante también contiene un etilenglicol monoalquil éter.

El documento EP 0 503 759 B1 describe una composición aglutinante que comprende una solución acuosa alcalina de una resina de fenol-aldehído de resol y un oxianión que puede formar un complejo estable con la resina, en la que la cantidad de álcali presente en la solución es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina y el oxianión, caracterizada porque la composición aglutinante también contiene pirrolidona o una pirrolidona N-sustituida y porque la pirrolidona o la pirrolidona N-sustituida está presente en una cantidad del 1% a 10% en peso en base al peso de la composición aglutinante.

EP 0 508 566 B1 describe una composición aglutinante que comprende una solución acuosa alcalina de una resina de fenol-aldehído de resol y un oxianión que puede formar un complejo estable con la resina, en la que la cantidad de álcali presente en la solución es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina y el oxianión, caracterizada porque la composición aglutinante tiene una proporción molar de álcali con respecto a fenol de 1.5:1 a 2, 5:1 y la composición aglutinante también contiene feniletilenglicol éter.

El documento EP 0 556 955 describe una composición aglutinante que comprende una solución acuosa alcalina de una resina de fenol-aldehído de resol y un oxianión que puede formar un complejo estable con la resina, en la que la cantidad de álcali presente en la solución es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina y el oxianión, caracterizada porque la composición aglutinante también contiene un propilenglicol alquil éter en una cantidad de tal forma que el propilenglicol alquil éter es miscible en la solución acuosa.

El documento WO 97/18913 A describe un procedimiento en caja fría para preparar formas de fundición.

El documento US 4452927 describe área revestida de resina para operaciones de moldeo en cáscara de fundición que elimina la fisuración de los moldes en el momento del vertido.

Sorprendentemente se ha descubierto que una composición aglutinante que puede producirse mediante la adición de polalquilenglicol a una mezcla acuosa alcalina que comprende una resina base de fenol-aldehído de resol y un oxianión que puede formar un complejo estable con la resina, en la que la cantidad de álcali presente en la composición aglutinante es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina presente en la composición aglutinante y el oxianión, y en la que la composición aglutinante tiene una proporción molar de álcali, expresado como iones de hidroxilo, con respecto a fenol de 1, 0:1 a 2, 5:1, preferiblemente de 1, 5:1 a 2, 5:1. Para una selección de mejoras específicas, véase a continuación.

Por consiguiente, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición aglutinante de acuerdo con la reivindicación 1.

La expresión "polialquilenglicol" comprende dialquilenglicoles, y los polialquilenglicoles técnicamente preferidos con 3 o más unidades de alquilenglicol. En cuanto a polialquilenglicoles preferidos, véase a continuación. El polialquilenglicol presente en la composición aglutinante de la presente invención tiene 3 o más unidades de alquilenglicol y es polietilenglicol o una mezcla de polietilenglicol con un polialquilenglicol más.

El mecanismo de la formación del complejo, especialmente la formación de complejos estables, entre la resina y el oxianión se analiza en el documento EP 0 323 096 B2, página 2, párrafo [0010].

Se describen resinas de fenol-aldehído de resol y los oxianiones adecuados para su uso en la composición aglutinante de la invención, y procedimientos adecuados para producir la resina en el documento EP 0 323 096 A y B2. Véase, en particular, el documento EP 0 323 096 B2, página 2, párrafos [0011] a [0027].

La resina de fenol-aldehído de resol preferida es una que contiene predominantemente moléculas en las que los residuos fenólicos adyacentes se unen mediante puentes que forman grupos de metileno entre la posición orto y para ya que dichas moléculas tienen un gran número de sitios para la formación de complejos con los oxianiones. Las moléculas en las que los residuos fenólicos se unen mediante puentes de metileno orto-orto tienen muy pocos sitios para la formación de complejos con oxianiones, (en el caso de una molécula lineal sólo un sitio en cada extremo) , y, por lo tanto, es deseable que dichas moléculas estén ausentes, o que estén presentes en la resina en cantidades relativamente pequeñas. Pueden usarse resinas que contienen moléculas que tienen residuos fenólicos unidos mediante una combinación de puentes de metileno orto-para y orto-orto pero son menos preferidas.

Con el objeto de maximizar el número de sitios para formar complejos con los oxianiones, todas las posiciones disponibles en los residuos fenólicos que son orto con respecto al grupo hidroxilo fenólico en una molécula puente de metileno orto-para deben metilarse.

El fenol que se usa para producir la resina de fenol-aldehído de resol es preferiblemente una que produce un producto de condensación cuando reacciona con un aldehído que tiene el mayor número posible de grupos ortometilol. El fenol preferido es el propio fenol. Pueden usarse fenoles sustituidos, tales como p-cresol o m-cresol, o compuestos fenólicos, tales como ácidos p-fenol sulfónicos, ya sea solos o junto con fenol, pero estos producen resinas que dan resultados inferiores en comparación con los resultados dados por las resinas producidas a partir del propio fenol. Por ejemplo, p-cresol sólo puede formar moléculas de fenol-aldehído en las que los residuos fenólicos se unen por puentes de metileno orto-orto y, por lo tanto, las moléculas sólo pueden formar complejos con oxianiones en sus extremos.

Por ejemplo, el aldehído puede ser formaldehído, butiraldehído, glioxal o furfuraldehído. Se prefiere formaldehído.

La resina de fenol-aldehído de resol se produce preferiblemente mediante la condensación del fenol y el aldehído en presencia de un catalizador base que puede ser, por ejemplo, hidróxido de amonio o un hidróxido de metales alcalinos, tal como hidróxido sódico o hidróxido potásico. Se prefieren los catalizadores de hidróxido de metales alcalinos ya que producen una resina en la que los residuos fenólicos se unen predominantemente por puentes de metileno orto-para o para-para y a partir... [Seguir leyendo]

1. Una composición aglutinante para su uso en un procedimiento para la producción de un artículo de material particulado amalgado en la que se forma una mezcla que comprende material particulado y la composición aglutinante en una forma deseada y la composición aglutinante se cura pasando por gas dióxido de carbono a través de la forma conformada, en la que la composición aglutinante puede producirse mediante la adición de polialquilenglicol con 3 o más unidades de alquilenglicol a una mezcla acuosa alcalina que comprende una resina base de fenol-aldehído de cresol y un oxianión que forman un complejo estable con la resina base, en la que la cantidad de álcali presente en la composición aglutinante es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina presente en la composición aglutinante y el oxianión, en la que la composición aglutinante tiene una proporción molar de álcali, expresado como iones de hidroxilo, con respecto a fenol de 1, 0:1 a 2, 5:1

en la que el oxianión se selecciona entre el grupo que consiste en iones de borato, estannato y aluminato, en la que el polialquilenglicol es polietilenglicol o una mezcla de polietilenglicol con más cantidad de polialquilenglicol, y en la que el polialquilenglicol se añade en una cantidad del 1% al 40% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

2. Una composición aglutinante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el polialquilenglicol es polietilenglicol o una mezcla de polietilenglicol con polipropilenglicol.

3. Una composición aglutinante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el polialquilenglicol se añade en una cantidad del 3% al 15% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

4. Una composición aglutinante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la composición contiene además un silano.

5. Una composición aglutinante de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el silano es gammaaminopropiltrietoxisilano, N- (2-aminoetil) -3-aminopropiltrimetoxisilano, fenol trimetoxisilano o gammaglicidoxipropiltrimetoxisilano o una mezcla de los mismos.

6. Una composición aglutinante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizada porque la cantidad total de silano presente es del 0, 2% al 1, 0% en peso en base al peso de la composición aglutinante.

7. Un procedimiento para la producción de un artículo de material particulado amalgado en el que se forma una mezcla que comprende material particulado y una composición aglutinante en una forma deseada, y la composición aglutinante se cura pasando gas dióxido de carbono a través de la forma conformada, caracterizado porque la composición aglutinante usada es una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Uso de un polialquilenglicol con 3 o más unidades de alquilenglicol en forma de un disolvente o constituyente de disolvente y/o un aditivo de mejora del rendimiento en una composición aglutinante para su uso en un procedimiento para la producción de un artículo de material particulado amalgado en el que se forma una mezcla que comprende material particulado y la composición aglutinante en una forma deseada y la composición aglutinante se cura pasando gas dióxido de carbono a través de la forma conformada, en el que la composición aglutinante comprende una solución acuosa alcalina de una resina de fenol-aldehído de resol y un oxianión que puede formar un complejo estable con la resina, en el que la cantidad de álcali presente en la solución es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina y el oxianión,

en el que la composición aglutinante tiene una proporción molar de álcali, expresado como iones de hidroxilo, con respecto a fenol de 1, 0:1 a 2, 5:1

en el que el oxianión se selecciona entre el grupo que consiste en iones de borato, estannato y aluminato, en el que el polialquilenglicol es polietilenglicol o una mezcla de polietilenglicol con más cantidad de polialquilenglicol, y en el que el polialquilenglicol se añade en una cantidad del 1% al 40% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el polialquilenglicol es una mezcla de polietilenglicol con polipropilenglicol.

10. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque el polialquilenglicol se usa en una cantidad del 3% al 15% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

11. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la composición contiene además un silano, preferiblemente, gammaaminopropiltrietoxisilano, N- (2-aminoetil) -3aminopropiltrimetoxisilano; fenol trimetoxisilano o gammaglicidoxipropiltrimetoxisilano, preferiblemente en una cantidad del 0, 2% al 1, 0% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

12. Procedimiento de preparación de una composición aglutinante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 que comprende la siguiente etapa:

Preparar una mezcla acuosa alcalina que comprende una resina base de fenol-aldehído de resol, un oxianión y un polialquilenglicol con 3 o más unidades de alquilenglicol, en la que el oxianión puede formar un complejo estable con la resina presente en dicha mezcla, en la que la cantidad de álcali presente en dicha mezcla es suficiente para evitar sustancialmente la formación de un complejo estable entre la resina presente en dicha mezcla y el oxianión, en la que la mezcla tiene una proporción molar de álcali, expresado como iones de hidroxilo, con respecto a fenol de 1, 0:1 a 2, 5:1

en la que el oxianión se selecciona entre el grupo que consiste en iones de borato, estannato y aluminato, en la que el polialquilenglicol es polietilenglicol o una mezcla de polietilenglicol con más cantidad de polialquilenglicol, y en la que el polialquilenglicol se añade en una cantidad del 1% al 40% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el polialquilenglicol se usa en una cantidad del 3% al 15% en peso en base al peso total de la composición aglutinante.

14. Artículo de material particulado amalgado que puede producirse mediante el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 y/o que comprende una composición aglutinante endurecida, siendo la composición aglutinante una composición aglutinante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

15. Artículo de material particulado amalgado de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el artículo es un molde de fundición, un núcleo de función o un alimentador.