[發明專利]由粒狀混合物形成的物體的制造方法

有效

• 申請號: 201080028459.2
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN102470423A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 史蒂芬·薩拉茲恩;曼紐爾·瓦爾加斯
• 申請（專利權）人: 哈特尼斯·艾伯特斯法國公司
• 主分類號: B22C1/22
• 分類號: B22C1/22
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;陰亮

本發明涉及從粒狀混合物制造物體的方法以及通過所述方法獲得的物體。

用于顆粒或纖維物質的熱成型方法是工業方法，其引起通常為固體的物體的制造。使用樹脂的“熱箱”型工業方法已經實施很長時間。通常，樹脂與待聚結的物質緊密混合，或與固化劑結合從而覆蓋在待結合的表面上，所述固化劑的功能是原位酸化反應介質。

通常為固體形式的待形成或聚結的物質通常包含至少一種顆粒填充劑，例如礦物或合成型砂、玻璃微珠、陶瓷微珠和通常為木質纖維素的纖維。

在摻入樹脂和固化劑以及任選的至少一種其它添加劑之后，待聚結的物質通常為流體，通常為粘性的。然后，使待聚結的物質與成型工具接觸或放置在成型工具中，然后加熱，通常通過加熱成型工具或成形工具來提供熱量。

加熱導致樹脂通過聚合而固化，然后通常將由此形成的固體物體從成型工具中去除以用于其隨后的使用。根據本發明，“物體”意思是占據一部分空間并具有特定性質的實體。本發明的物體通常為固體，即具有固定結構和體積。流體物體是構成連續可變形的介質的物體。

一種“熱箱”型工業方法使用甲醛縮聚的樹脂。這些樹脂在酸介質中通過聚合而為熱固性的。

在鑄造領域中，模具和型芯通常為能由“熱箱”型方法從顆粒填充劑中制造的固體物體。當將各個金屬部件鑄造時，相應的模具和型芯通過與金屬接觸的樹脂的燃燒而破壞。這意味著必須針對每個制造的部件來制造模具和型芯裝置。為促進該破壞并限制燃燒氣體污染，以干燥固體計算的樹脂水平非常低，對于待聚結的顆粒填充劑的質量，所述樹脂水平通常為0.3％重量比至3％重量比。此外，燃燒氣體的化學性質對鑄造金屬部件的質量和工人的健康具有重要性。

最后，在諸如汽車工業中大規模生產的某些工業領域中，必須以達到每天數千個部件的高速率來制造模具和型芯。在該情況下，成型工具或芯盒為金屬，因為為了獲得樹脂迅速聚合所需的加熱溫度很高，通常大于150℃并能達到380℃。這涉及大量加工成本且特別涉及與工具的膨脹有關的模具和型芯的尺寸精度問題。此外，認為呼吸污染物對于在該環境中工作的人員是不可接受的。

由于這些原因，在過去四十年左右，工業逐漸從“熱箱”型方法轉移而趨于“冷箱”型方法。這些“冷箱”方法提供了可替代的冷固型結合劑的用途，其產生在健康和安全方面被認為較低水平的污染，并特別與高工業生產速率相符。

然而今天，可替代的“冷箱”結合劑引起健康和安全風險，其變得與更嚴格的安全和環境標準不太相符。

在本上下文中，申請者發現改進的“熱箱”型方法，其解決前述“熱箱”型方法所存在的問題并克服“冷箱”型方法的不足之處，尤其在鑄造工業中。

本發明涉及用于制造物體的方法，所述方法包括至少下列依次步驟：

-制造粒狀混合物，其包含：

a-至少90％重量比，優選為96％重量比至99％重量比的顆粒或微粒，所述顆粒主要由至少一種礦物氧化物組成，且至少80％的所述顆粒的大小為10μm至3000μm，

b-0.3％重量比至3％重量比，優選為0.6％重量比至1.5％重量比的至少一種與甲醛和/或其衍生物縮聚的樹脂，以干燥樹脂固體來計算所述百分比，

c-0.001％重量比至1％重量比，優選為0.005％重量比至0.04％重量比的至少一種固化劑，以干燥固化劑固體來計算所述百分比，

d-0.005％重量比至0.35％重量比，優選為0.02％重量比至0.15％重量比的至少一種甲醛清除劑化合物，以及

e-0.2％重量比至3％重量比，優選為0.7％重量比至2％重量比的水；

-使所述粒狀混合物與成型工具的至少一個表面接觸，以及

-在50度至380度的溫度下將至少一種氣流吹入所述粒狀混合物，持續1秒至300秒以確保至少部分固化所述混合物；

所述這種方法中甲醛清除劑化合物為碳酰肼。

吹入步驟可能至少部分實現至少一種使所述混合物至少部分固化的化學反應。

如本領域技術人員已知，這些步驟通常隨后是從成型工具中取出固體物體。

當然，粒狀混合物能包含本領域技術人員已知的任何其它添加劑。特別地，粒狀混合物能包含本領域技術人員認為有用的任何流體或粉末添加劑以在所述混合物轉化和隨后使用過程中促進其物理化學性質。

本發明粒狀混合物的顆粒通常為天然或合成的。優選地，顆粒為礦物氧化物顆粒，通常為天然石英砂混合物，其顆粒主要由硅氧化物組成且其AFS晶粒度能為30至140。