Die Solventless Cold-Box-Technologie reduziert Emissionen und verbessert die Wertschöpfung im Gießereiprozess

Weniger Lösungsmittel, mehr Wertschöpfung
Gegenüberstellung einer typischen Cold-Box-Rezeptur und der neuen Solventless Cold-Box-Technologie (PresseBox) (Hilden, ) Gießereien sind nicht nur bestrebt, die Emissionen im Gießereiprozess zu reduzieren, sondern auch immer ihre Wertschöpfung zu optimieren. Eine wichtige Stellschraube ist hier das verwendete Cold-Box-System. Mit der neuen Solventless Cold-Box-Technologie von ASK Chemicals ist es nun möglich, die Emissionen stark zu reduzieren und dabei noch die Leistungseigenschaften zu verbessern.

Ein Standard-Cold-Box-System kann als dreiteiliges System beschrieben werden: der Cold-Box-Teil 1 besteht aus etwa 55 % Phenolharz und 45 % Lösungsmitteln, der Cold-Box-Teil 2 besteht hauptsächlich aus Polyisocyanat-Derivaten und 15 – 30 % Lösungsmitteln. Komponente drei bildet der tertiäre Amin-Katalysator, der die Reaktion in Gang setzt.
Die neue Solventless Cold-Box-Technologie hingegen verzichtet gänzlich auf Lösungsmittel im Teil 2 der Cold-Box-Rezeptur. Die zum Patent angemeldete lösungsmittelfreie Teil 2-Rezeptur beinhaltet eine spezielle Polyisocyanat-Komponente. Zudem wurden ausgewählte Additive entwickelt, die mit dem angepassten Teil 1 zusammenwirken.

Das bedeutet: Im Vergleich zu einem Standardsystem mit 100 Teilen der Komponente 1 und 100 Teilen der Komponente 2 im Sand ermöglicht das SL-System den Einsatz der gleichen 100 Teile der Komponente 1, reduziert jedoch den Anteil der Komponente 2 auf nur noch 80 Teile. Somit enthält das Bindemittel-Gemisch den gleichen Anteil an Wirkstoffen (Phenolharz und Polyisocyanat) und Additiven bei gleichzeitiger Reduzierung des Lösungsmittelanteils um etwa ein Drittel (Abbildung 1).

Überzeugende Leistung

Die enorme Reduktion von Lösungsmitteln im SL-System bietet zahlreiche Vorteile: Weniger Lösungsmittel bedeuten in erster Linie eine Reduktion der Emissionen im gesamten Prozess. Im Gegensatz zu allen bisher entwickelten Systemen gelingt es mit der Solventless-Technologie darüber hinaus auch unerwünschte Emissionen wie z.B. BTX zu vermindern.

Die Einführung des Systems in verschiedenen Aluminium-Gießereien hat auch gezeigt, dass die neue Technologie einen sehr guten Kernzerfall zeigt. Es ist absolut nachvollziehbar, dass man mit weniger organischem Material und gleicher Sauerstoffmenge während des Gießens in der Lage ist, mehr Energie für die Bindung aufzuwenden, um die maximale Anzahl an Bindemittelbrücken aufzubrechen. Dieser zusätzliche Vorteil wurde in Gießereiversuchen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer exzellenten Formgenauigkeit bestätigt. Ein Hinweis darauf, dass die Temperaturbeständigkeit der Solventless-Technologie entsprechend optimiert ist, um beide Eigenschaften miteinander zu kombinieren.

In weiteren Versuchen wurde nachgewiesen, dass auch der Aminbedarf reduziert werden konnte. Amine werden im Cold-Box-Prozess als Katalysator eingesetzt, der die Reaktion zwischen den OH- und NCO-Gruppen in Gang setzt. Theoretisch ist nur sehr wenig Amin erforderlich, um eine vollständige Polymerisation auszulösen. In der Praxis sind jedoch erhebliche Schwankungen im Aminbedarf anzutreffen, die auf die Unterschiede bei der Bindemittelformulierung zurückzuführen sind, da die Amine in den verschiedenen Lösungsmitteln eine unterschiedliche Löslichkeit aufweisen. Je geringer die Affinität der Amine für das Lösungsmittel ist, desto höher ist die Wirksamkeit. Es ist daher verständlich, dass durch die Reduzierung des Lösungsmittelanteils in einem Bindemittelsystem auch der Aminbedarf verringert werden kann. Schließlich konnte die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Kerne optimiert werden, ohne dass die Sandlebensdauer darunter leidet (Abbildung 2).

Die Solventless Cold-Box-Technologie ist mit all ihren Vorteilen ideal geeignet, um die aktuellen und künftigen Anforderungen von Gießereien, vor allem auch im Hinblick auf die ständig zunehmende Nachfrage nach neuen Gussformdesigns und anspruchsvolleren Kundenanforderungen, voll zu erfüllen.
Mit seiner umweltfreundlichen und leistungsfähigen ECOCURE SL-Technologie leistet ASK Chemicals damit einen weiteren entscheidenden Beitrag, um den zukünftigen ökologischen und ökonomischen Anforderungen der Gießerei-Industrie gerecht zu werden.

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ASK Chemicals GmbH
Reisholzstraße 16 - 18
D-40721 Hilden
Andrea B. Ferkinghoff
ProTEC Marketing Geschäftsführung
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Verena Skelnik
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