Brevet FR2124438A1 — publié le 19720922

i 2124433 72 03624 Cette invention concerne les noyaux de fonderie et en particulier un procédé de production d'une composition de noyau de fonderie. On peut définir un noyau de fonderie comme une pièce 5 mise en forme et constituée de sable et de liant,qui aide à former la partie interne d'une pièce coulée métallique. Un noyau de fonderie doit répondre à plusieurs conditions,requises. Il doit généralement durcir rapidement; il doit résister à l'action de lavage et de calcination- - d'un courant de métal 10 chaud; il doit permettre l'échappement libre de gaz; il doit communiquer à la pièce coulée métallique son contour interne; il doit avoir une résistance à la traction suffisante pour ne pas se rompre lorsqu'on le manipule ou qu'on"le travaille; et enfin il doit se démouler facilement après que la pièce coulée 15 a durci. Pour satisfaire à certaines de ces conditions requises, la technique de la fonderie emploie depuis longtemps du sabL e en même temps qu'un liant approprié. Un liant peut être défini comme la partie de la composition de noyau de fonderie qui. 20 provoque l'adhérence entre les particules de sable. Dans la description suivante, le terme "liant" comprend tous les ingrédients organiques de la composition de noyau de fonderie. On utilise divers liants dans l'industrie de la fonderie. L'un des liants lesplus anciennement connus est le liant formé 25 par une huile à mouler et par une céréale. Le principal inconvénient de ce système est la longue durée de durcissement nécessaire. Aujourd'hui, étant donné l'utilisation d'équipements automatiques à grande vitesse, un liant à durcissement rapide est très souhaitable. 30: Un autre type de ■ liant pour noyau est constitué par les résines phénoliques. Etant donné le prix élevé de ces résines, on se contente d'utiliser le liant pour lier l'enveloppe et non pas pour jouer le rôle d'un liant dans toute l'épaisseur du noyau. L'utilisation de liants du type résine phénolique 35 donne des noyaux de fonderie qui ont tendance à résister au démoulage après durcissement de la pièce coulée métallique, en particulier lorsqu'on coule des alliages non ferreux à faible point de fusion. Par ailleurs on pourrait améliorer le temps de durcissement requis ainsi que la résistance à la traction 40 des noyaux de fonderie résultants. • COPY 72 03624 2124438 Un troisième type de liant de noyau est le liant urée-formaldéhyde/céréale. Ce système nécessite la présence d'une quantité suffisante d'eau pour que le noyau de fonderie ait une résistance mécanique à l'état cru ou à l'état mouillé 5 suffisante pour qu'il conserve sa forme jusqu'à ce qu'il soit placé dans une étuve. La présence d'eau en quantité voulue augmente la durée de durcissement. En outre, ce liant produit un noyau qui se déforme trop facilement au contact de métaux en fusion à haute température, comme la fonte grise. Un autre 10 problème que pose le noyau produit par ce liant est le manque de résistance à l'humidité. L'absence de cette résistance provoque la perte de la résistance mécanique du noyau lorsqu'il est exposé à une atmosphère à teneur élevée en humidité. Un autre type de liant pour noyau qui est également familier 15 aux hommes de l'art est le liant constitué à partir d'alcool furfurylique et d'urée-formaldéhyde, tel que celui décrit dans le brevet E.U.A. n° 3.168.489. Ces liants, tels que des liants formés d'urée-formaldéhyde et de céréale, ont une teneur élevée en formaldéhyde et ont souvent autant d'urée-formaldéhyde 20 que d'alcool furfurylique ou de céréale. Ces liants présentent un inconvénient évident, dû à la présence d'une quantité importante de formaldéhyde libre, ce qui pose un problème pour le personnel. XI est donc nécessaire de produire un bon liant qui ne présente pas une teneur trop élevée en formaldéhyde. 25 Cette invention fournit un nouveau procédé qui v' ant à bout de la plupart des problèmes et des difficultés associés à la technique antérieure. C'est un objet de cette invention de produire un noyau de fonderie dont la résistance à la traction est améliorée. 30 Un autre objet de cette invention est de produire une composition de noyau qui durcisse rapidement de façon à ce qu'on puisse 1' utiliser avec des machines automatiques à grande vitesse. Un autre objet encore de cette invention .est de produire 35 un noyau de fonderie qui puisse résister à la chaleur d'un métal à point de fusion élevé et puisse toutefois être rapidement démoulé après durcissement de la pièce coulée métallique. Un autre objet de cette invention est de produire un noyau de fonderie à partir de prod uits qui sont relativement peu 40 coûteux comparés aux produits utilisés actuellement. 72 03624 3 2124438 Un autre objet encore de cette invention est de produire un noyau de fonderie qui ne perde pss sa résistance mécanique en atmosphère à teneur élevée en humidité. On réalise les objets de cette invention grSce à un procédé 5 de production d'une composition de noyau' de fonderie comprenant les étapes suivantes ■ a) on forme un liant constitué par un mélange de monomères, à savoir de 2 pour cent à 10 pour cent, en poids, d'un mélange d'urée et de formaldéhyde dans l'eau; de 10 97,9875 pour cent à 89,5 pour cent, en poids d'alcool furfurylique, ledit mélange d'urée et de formaldéhyde dans l'eau contenant d'environ 5 pour cent à environ 25 pour cent en poids d'eau; et de 0,0125 pour cent à 0,5 pour cent,en poids, d'un agent de copulation ou 15 silane ayant la formule générale suivante ; X-R'-Si- (OR")3 dans laquelle R' est un radical alkylène à chaîne courte ayant entre environ 3 et 6 atomes de carbone; R" est un radical aryle, un radical alkyle, un radical aryle 20 substitue ou un radical hétéroalkyle; et X est le groupement amino, mercapto, époxy ou glycidoxy; b) on forme un mélange de sable et de catalyseur acide, ledit sable et ledit catalyseur acide étant mélangés dans des proportions telles que, lorsqu'on mélange 25 de 1/2 pour cent à 5 pour cent, en poids, de liant formé de monomères, avec de 99,5 pour cent à 95 pour cent, en poids, du mélange catalyseur acide-sable, le catalyseur acide xaoréseirce de 5 pour cent à 50 pour cent du poids du liant fermé de monomères; 30 et^ c) on mélange de 1/2 pour cent à 5 pourcent, en poids, du liant formé de monomères avec de 99,5 pour cent à 95 pour cent, en poids, du mélange catalyseur acide- 35 sable . On réalise plus particulièrement les objets de cette invention gr3ce à un procédé de fabrication d'une composition de noyau de fonderie comprenant les étapes suivantes ; a) on forme un liant constitué d'un mélange de monomères 40 comprenant de 2 pour cent à 10 pour cent., en poids, d'un 72 03624 2124438 mélange «gueux urée-formaldéhyde? de 97,9875 pour cent à 89,5 pour cent, en poids, d'alcool furfurylique, ledit mélange d'urée et de formaldéhyde dans l'eau contenant d'environ 5 pour cent à environ 25 pour cent, 5 en poids, d'eau; et de 0,0125 pour cent à 0,5 pour cent, en poids, d'un agent de copulation qu'est le silane ayant la formule générale : X-R'-Si'(OR") dans laquelle R' est un radical alkylène à chaîne courte 10 ayant entre environ 3 et environ 6 atomes de carbone; R" est un radical aryle, alky.le, aryle substitué, ou hétéroalkyle; et X est le groupement amino, mercapto, époxy ou glycidoxy; b) on forme un mélange de 3700 à 3979 parties, ôn poids, 15 de sable et de 1 à 100 parties, en poids, de catalyseur acide; et c) on mélange de 1/2 pour cent à 5 pour cent,en poids, du liant formé de monomères avec de 95 pour cent à 99,5 pour cent, en poids, du mélange de catalyseur 2o acide et de sable. Cette invention implique l'utilisation de 2 pour cent à 10 pour cent, en poids, de mélange d'urée et de formaldéhyde dans l'eau pour former un liant. Les mélanges d'urée et de formaldéhyde dans l'eau sont 25 vendus dans le commerce. Un exemple est "U.F. Concentrate-85" vendu par la Nitrogen Division of Allied Chemical & Dye Corporation, South Point, Ohio. Un autre mélange d'urée et de formaldéhyde dans l'eau est fabriqué par E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, et est vendu sous la marque "Urea-Formaldéhyde 30 25-60". D'autres exemples de mélanges d'urée et de formaldéhyde dans l'eau sont les suivants : "Sta-Form 60" fabriqué par Georgio-Pacific Company, Portland, Oregon, "UF-85" et "UF-78" fabriqués par- Borden Chemical Division, Borden, Inc., New York, New York, "Agrimine" fabriqué par Reichhold Chemical, Inc., 35 White Plaines, New York, "Formourea 60" fabriqué par la Compagnie italienne Montecatini Edison, et "Formol 55" fabriqué par la Compagnie allemande Badische Anilin-£c Soda-Fabrick. On pense que le formaldéhyde, l'urée et leurs produits de réaction en équilibre, présents dans les mélanges d'urée et de formaldéhyde dans 72 03624 5 2124438 l'eau, existent dans les équilibres suivants j NH2CONH2 + HCHO —NH2CONHCH2OH NH2CONHCH2OH + HCHO ^ HOCH2NHCOKHCH2OH HOC^NHCONHCHjOH + HCHO HOCH2NHCON (C^OH) 2 5 HOCH2NHCON(CH2OH)2 + HCHO ^ (HOC^ ) 2NCON (CH2OH) 2 Les équilibres ci-dessus illustrent cq qu'on entend par la phrase "mélange aqueux non polymérisé de formaldéhyde, d'urée et de leurs produits de réaction en équilibre". Dans les réactions d'équilibre indiquées ci-dessus, les molécules d'urée sur lesquelles se fixent plus d'un radical méthylol. sont parfois appelées polyméthylol-urées. On éprouve une certaine difficulté à faire la distinction entre les différentes polyméthylol-urées dans les mélanges d'urée et de formaldéhyde dans l'eau. Pour cette raison, la composition de la solution aqueuse d'urée-15 formaldéhyde est indiquée sous forme de pourcentagë pondéral d'urée et de formaldéhyde. Une analyse type d'un mélange . d'urée et de formaldéhyde dans l'eau ("U.F. Concentrate-85" fabriqué par Allied Chemical) indique 59 pour cent, en poids, de formaldéhyde, 26 pourcent, en poids, d'urée, et environ 20 15 pour cent, en poids, d'eau. Le mélange aqueux d'urée et de formaldéhyde décrit ci-avant peutcontenir d'environ 5 pour cent à environ 25 pour cent en poids d'eau. On doit signaler que le mélange d'urée et de formaldéhyde 25 dans l'eau décrit ici peut représenter de 2 pour cent à 10 pour cent en poids. Peur la concentration la plus élevée de la solution aqueuse d'urée-formaldéhyde, à savoir 10 pour cent et plus, la concentration de formaldéhyde libre commence à créer me odeur de formaldéhyde qui rend le liant inacceptable 30 pour le personnel qui s'y trouve exposé. Cette invention fait donc usage d'un mélange d'urée et de formaldéhyde dans l'eau qui ne présente pas les problèmes sérieux qui sont normalement .associés à l'utilisation du formaldéhyde. Bien qu'on préfère utiliser le gamma-aminopropyltriéthoxy-35 silane dans le liant formé de monomères de cette invention, d'autres agents de copulation appropriés sont par exemple les suivants : gamma-aercaptopropyltr iméthoxysilane; N-bêta-(aminoéthyl)-gamma-aminopropyltriméthoxysilane; 72 03624 6 2124438 bêta-(3,4-époxycyclohexyl)éthyltriméthoxysilane; gamma-glycidoxypropyltriméthoxys ilane; ganuna-aminopropyltriphénoxysilane? gamma-aminopropyltribenzyloxysilane; 5 gamma-aminopropyltrifurfuroxysilane; gamma-aminopropyltri(o-chlorophénoxy)silane; gamma-aminopropyltri(p-chlorophénoxy)silane; et gamma-aminopropyltri(tétrahydrofurfuroxy)silane. 10 Le liant formé d'un mélange de monomères de cette invention comprend également de 89,5 pour cent à 97,9875 pour cent,en poids, d'alcool furfurylique. Il faut signaler que l'alcool furfurylique doit être monomère à la différence de l'alcool furfurylique polymérisê, des résines d'alcool furfurylique, 15 ou de l'alcool furfurylique condensé. On doit également signaler que le liant de cette invention doit comprendre des ingrédients monomères et ne doit pas contenir de quantités importantes d'ingrédients polymérisés. Cette invention consiste à former un mélange de sable et 20 de catalyseur acide à mélanger au liant formé d'un mélange de monomères. On doit mélanger le catalyseur acide avec le sable dans une proportion telle que, lorsqu'on mélange de 0,5 pour cent à 5 pour cent, en poids, de liant formé de monomères, avec de 99,5 pour cent à 95 pour cent, en poids, du mélange 25 de sable et de catalyseur acide, le catalyseur acide représente de 5 pour cent à 50 pour cent du poids du liant formé de monomères. En général on peut y parvenir en mélangeant de 3700 à 3979 parties, en poids, de sable avec de 1 à 100 parties, en poids, de catalyseur acide. La quantité d'un catalyseur 30 acide employée dans le mélange de sable et de catalyseur varie dans la .gamme spécifiée, selon le type de sable utilisé et également selon les propriétés de durcissement qu'on souhaite obtenir. Les sables dont la teneur en argile est élevée peuvent nécessiter un catalyseur plus acide. En général on peut employer 35 un quelconque catalyseur acide, par exemple l'acide toluène sulfonique, l'acide phosphorique, le chlorure d'ammonium, le trichloracétate d'ammonium, le phosphate d'ammonium, le sulfate d'ammonium et le nitrate d'ammonium. Une solution d'acide toluène sulfonique à 70 pour cent dans l'eau ou une solution 40 à 85 pour cent d'acide phosphorique dans l'eau conviennent 72 03624 7 2124438 particulièrement bien et peuvent être utilisées comme catalyseur dans cette invention. Dans la mise en oeuvre de cette invention, on prépare tout d'abord le liant constitué d'un mélange de monomères en mélangeant 5 les constituants décrits précédemment. On prépare également le sable et le catalyseur acide dans les proportions décrites précédemment. Puis on mélange le liant constitué de monomères avec le mélange formé de catalyseur acide et de sable. Dans ce mélange, le liant formé de monomères constitue de 1/2 pour 10 cent à 5 pour cent en poids du mélange, tandis que le mélange formé par le catalyseur acide et le sable constitue les 99,5 pour cent à 95 pour cent restants, en poids, du mélange. On va maintenant illustrer cette invention de façon plus détaillée, mais cette invention n'est pas limitée par les 15 exemples suivants. On peut considérer que les Exemples 3,5,1 et 9 constituent les modes de réalisation préférés de cette invention. Dans les exemples, on compare certaines propriétés des noyaux de fonderie de façon à démonteer les progrès réalisés 20 dans la technique par cette invention. Lorsqu'on utilise la résistance à la traction comme procédé de comparaison des noyaux de fonderie, on effectue cet essai selon les normes décrites dans le chapitre 13 du manuel "Foundry Sand Handbook, 7ème Edition, Copyright 1963, édité par l'âmerican Foundry 25 Society, Inc., Des Plaines, Illinois" Lorsqu'on utilisa la dureté sclérométrique comme méthode de comparaison des noyaux de fonderie, on effectue cet essai selon le Chapitre 16 de la même publication. Le mélange d'urée et de formaldéhyde utilisé dans chacun 30 des exemples est "urée-formaldehyde 85 type concentrate". Dans ces exemples où. la durée de vie du noyau sert de méthode de comparaison, on peut considérer que la durée de vie est le nombre de minutes pendant lesquelles il faut exercer plus de six compressions sur un échantillon pour obtenir la 35 même longueur comprimée qu'on aurait initialement obtenue avec trois compressions de l'échantillon. EXEMPLE 1 On pèse une certaine quantité de sable quartzeux et on le met de côté. Puis on pèse une certaine quantité de liant (alcool 40 furfurylique) qui représente 2 pour cent du poids du sable 72 03624 8 2124438 quartzeux et on le met également de côté. Puis on mélange au sable quartzeux une solution à 70 pour cent d'acide toluène sulfonique dans l'eau, représentant 17 pour cent du poids de l'alcool furfurylique. Après avoir soigneusement mélangé le 5 sable et l'acide, on ajoute le liant ou alcool furfurylique et on le mélange également soigneusement. On fabrique ainsi des noyaux à partir de ces produits, on les laisse durcir à la température ambiante pendant 2 à 3 heures, puis on les place pendant toute une nuit dans une atmosphère ayant une 10 humidité relative de 23 pour cent, et on constate qu'un noyau fabriqué à partir de ce mélange présente une résistance à la 2 traction de 19,4 kg/cm et une dureté selérométrique de 92. Après avoir laissé reposer le noyau de fonderie préparé avec cette composition pendant toute une nuit dans une atmosphère où 15 l'humidité relative est de 93 pour cent, on note que la résis- 2 tance à la traction est de 5 kg/cm et la durete sclerometrique de 83. La durée de vie d'un noyau préparé à partir de ce mélange est de 11 minutes. Cet exemple n'est pas conforme aux données de cette invention, mais on l'a simplement utilisé afin de 20 permettre de comparer un noyau,formé à partir d'alcool furfurylique seulement,avec le noyau de l'invention. FXEMPLE 2 On répète l'Exemple 1, à l'exception qu'on remplace l'alcool furfurylique (liant) par un liant constitué par 95 pour cent en 25 poids d'alcool furfurylique et par 5 pour cent en poid3 d'une solution aqueuse d*urée-formaldéhyde. Par ailleurs, on augmente la quantité d'acide toluène sulfonique jusqu'à ce qu'elle représente 20 pour cent du poids du liant. On constitue à partir de ce mélange des noyaux, on les laisse durcir à la température 30 ambiante pendant 2 à 3 heures, puis on les place pendant toute une nuit dans une atmosphère où l'humidité relative est de 93. pour cent,et on constate que la résistance à.la traction de 2 l'un de ces noyaux de fonderie est de 5,7 kg/cm et que la dureté sclérométrique est de 83. La durée de vie de ce noyau est 35 de 15 minutes. Cet exemple n'est lui non plus pas conforme à cette invention, mais permet de comparer le noyau de l'invention avec un noyau formé à partir d'un liant qui ne contient que de l'alcool furfurylique et un mélange aqueux d'urée et de formaldéhyde. 72 03624 9 2124438 EXEMPLE 3 On pèse une certaine quantité de sable quartzeux et on le met de côté. Puis on prépare un liant constitué de monomères, à savoir environ 97,9 pour cent d'alcool furfurylique, 5 environ 2 pour cent d'une solution aqueuse d'urée-formaldéhyde et 0,1 pour cent de gamma-aminopropyltriéthoxysilane. Puis on pèse une certaine quantité de ce liant représentant 2 pour cent du poids du sable quartzeux et on la met de côté. Puis on mélange soigneusement au sable quatzeux une solution à 70 10 pour cent d'acide toluènesulfonique dans l'eau qui représente 17 pour cent du poids du liant formé de monomères. Puis on malaxe soigneusement le mélange formé d'acide et de sable avec le liant formé de monomères. On produit des noyaux à partir de ces substances, on les laisse durcir à la tempérais ture ambiante pendant 2 à 3 heures, puis on les place pendant toute une nuit dans une atmosphère où l'humidité relative est de 93 pour cent et on constate qu'un de ces noyaux de - 2 fonderie a une résistance à la traction de 21,3 kg/cm -, une dureté sclérométrique de 92, et une durée de vie de 17 20 minutes. Cet exemple est conforme à cette invention et illustre un des modes de réalisation préférés de cette invention. EXEMPLE 4 On répète l'Exemple 2, à l'exception qu'on remplace le sable quartzeux par du sable de lac et que le liant est cons-25 titué par 92 pour cent d'alcool furfurylique et 8 pour cent du mélange aqueux d'urée et de formaldéhyde. Par ailleurs on augmente la quantité de catalyseur jusqu'à ce qu'elle représente 25 pour cent du poids du liant. On laisse durcir à la température ambiante pendant 2 à 3 heures un noyau de 30 fonderie préparé à partir de ce mélange, puis on le place pendant toute la nuit dans une atmosphère où l'humidité relative est de 93 pour cent; on constate que le noyau de fonderie ainsi obtenu a une résistance à la traction de 11,3 kg/cm . Cet exemple n'est pas conforme à l'invention, mais sert simplement 35 v illustrer Ie cas d'un noyau dans lequel le liant ne contient pas le gamma-aminopropyltriéthoxysilane. EXEMPLE 5 On répète l'Exemple 4, excepté qu'on remplace 0,1 pour cent d'alcool furfurylique par 0,1 pour cent de gamma-40 aminopropyltriéthoxysilane. après l'avoir laissé reposer 72 03624 10 2124438 pendant toute la nuit à une humidité relative de 93 pour cent, le noyau de fonderie préparé à partir de ce mélange a une o résistance à la traction de 19,3 kg/cm . EXEMPLE 6 5 On répète l'Exemple 4, excepté qu'on remplace le sable de lac par du sable quartzeux et qu'on remplace l'acide toluènesulfonique par une solution à 85 pour cent d'acide phosphorique dans l'eau. Après l'avoir laissé pendant toute la nuit à une humidité relative de 93 pour cent, on constate 10 que le noyau de fonderie obtenu à partir de ce mélange a une résistance à la traction de 3,9 kg/cm . Après l'avoir laissé pendant toute la .nuit à une humidité relative comprise entre 20 pour cent et 30 pour cent, le noyau de fonderie obtenu à partir de ce mélange a, comme on le constate, une résistance 15 à la traction de 26,2 kg/cm . Comme dans l'Exemple 4, cet exemple n'est pas un mode de réalisation de cette invention, mais sert à comparer le noyau de fonderie de l'invention avec le noyau de fonderie préparé avec un catalyseur acide différent. EXEMPLE 7 20 On répète l'Exemple 6, excepté qu'on remplace 0,4 pour cent d'alcool furfurylique par 0,4 pour cent de gamma-aminopropyltriéthoxysilane. Après l'avoir laissé reposer pendant toute la nuit dans une atmosphère où l'humidité relative est de 93 pour cent, on constate que le noyau de fonderie pré- 25 paré à partir de ce mélange a une résistance à la tr~ction de 2 28 kg/cm . Après l'avoir laissé toute la nuit dans une atmosphère où l'humidité relative est réglée entre deux valeurs,à savoir 20 pour cent et 30 pour cent, on constate que le noyau de fonderie obtenu à partir de ce mélange a une résistance à 30 la traction de 40,8 kg/cm . Cet exemple est selon cette invention, et peut être considéré comme un mode de réalisation préféré de cette invention. EXEMPLE 8 On répète l'Exemple 6, excepté qu'on augmente la quantité 35 de catalyseur acide jusqu'à ce qu'elle représente 30 pour cent du poids du liant. Après l'avoir laissé pendant toute la nuit dans une atmosphère d'humidité relative de 93 pour cent, on constate que le noyau de fonderie obtenu à partir de ce mélange a une résistance à la traction de 5,4 kg/cm2. Après 40 l'avoir laissé toute la nuit sous une humidité relative de 20 72 03624 ii 2124438 pour cent, le noyau de fonderie préparé à partir de ce mélange 2 a une résistance à la traction de 29,2 kg/cm et une durée de vie de 14 minutes. Cet exemple n'est pas conforme à l'invention, mais permet de comparer le noyau de fonderie de l'inven-5 tion avec un noyau de fonderie contenant une quantité supérieure de catalyseur acide. EXEMPLE 9 On répète l'Exemple 8, excepté qu'on remplace 0,1 pour cent de l'alcool furfurylique par 0,1 pour cent de gamma-10 aminopropyltriéthoxysilane. Après l'avoir laissé pendant toute la nuit sous une humidité relative de 93 pour cent, le noyau de fonderie produit à partir de ce mélange a une résistance 2 à la traction de 15 kg/cm . Après l'avoir laissé pendant toute la nuit sous une humidité relative de 20 pour cent, le noyau 15 de fonderie préparé à partir de ce mélange a une résistance à la traction de 32,7 kg/cm et une durée de vie de 27 minutes. Cet exemple est selon cette invention et peut être considéré comme un mode de réalisation préféré de cette invention. EXEMPLE 10 20 On forme un liant constitué d'un mélange de monomères en variant les parties en poids d'alcool furfurylique, d'urée, de formaldéhyde et de gamma-aminopropyltriéthoxysilane. Puis on mélange une solution d'acide phosphorique à 85 pour cent dans l'eau qui représente 25 pour cent du poids du liant formé 25 de monomères,avec une certaine quantité de sable quartzeux Wedron. Puis on mélange 2 pour cent en poids du liant formé de monomères avt;c le mélange de catalyseur et de sable. On prépare des noyaux de fonderie à partir du mélange, on les laisse durcir à la température ambiante pendant 2 à 3 heures, 30 puis on les place pendant toute la nuit dans deux atmosphères où l'humidité relative (H.R.) est différente. Les résultats sont indiqués sur le Tableau I. 72 03624 12 2124433 TABLEAU I Liant formé de monomères (parties en poids) Résistance à la traction après Essai Alcool furfury Solution aqueuse d'urée-for Gamma- aminopro- pyltrié- durcissement pendant toute la nuit (kq/cm^ ) ch20 libre % N° lique maldéhyde thoxysilane 26-34% H. R. 93% H. R. 1 100 0 0 14,2 4,28 0,1 2 99 1 0,1 31,3 21,4 0,4 3 98 2 0,1 34,3 22,2 0,6 4 97 3 0,1 34,9 32,8 0, 9 5 92 8 0,1 46,6 30, 6 2,9 6 99 1 0,2 27,4 21, 3 7 98 2 0,2 31,6 22 8 97 3 0,2 32,4 23,8 9 92 8 0,2 41,5 28,3 10 99 1 0,4 34 21,2 11 98 2 0,4 36,2 23,4 12 97 3 0,4 38,3 26, 9 13 92 - 8 0,4 49,2 ! 30,6 J— [ 1 EXEMPLE 11 On prépare un liant formé de monomères en utilisant 92 25 parties en poidt d'alcool furfurylique, 8 parties en poids de solution aqueuse d'urée-formaldéhyde, et 0,1 partie en poids de divers agents de copulation ou silanes. Le type d'agent de copulation ou silane qu'on utilise dans chaque essai est donné dans le Tableau II. Puis on mélange une quantité de so-30 lution aqueuse d'acide phosphorique à 85 pour cent, qui représente 25 pour cent du poids du liant formé de monomères,avec une quantité donnée de sable quartzeux Wedron. Puis on mélange 2 pour cent en poids du liant formé de monomères avec le mélange de catalyseur et de sable. On prépare des noyaux de 35 fonderie à partir du mélange, on les laisse durcir à la température ambiante pendant 2 à 3 heures, puis on les place pendant toute la nuit sous deux atmosphères différentes où l'humidité relative (H.R.) est différente. Les résultats sont 72 03624 i3 2124438 indiqués sur le Tableau II. TABLEAU II Résistance à la traction après dur-5 cissèment pendant toute la nuit, kcr/cm^ Essai N° Aqent de copulation 52-58% ■ H.R. 93% H.R. 10 14 Néant lO, 5 7 15 gamma-aminqp ::opy ltr ibenzyloxy silane 36,5 28,8 16 gamma-aminopropyltriphénoxysilane 39,3 28,1 17 gamma-aminopr opy1tr ifurfuroxy silane 40 28,8 18 15 gamma-aminopropyltri(p-chlorophé-noxysilane) 40 29, 5 19 gamma-amincpr opyltri(o-chlorophé- noxysilane) 37,2 24,6 L'échantillon de l'Essai n° 14 n'est pas conforme à cette invention, mais sa préparation permet de comparer le liant 20 de l'invention avec un liant qui ne contient pas d'agent de copulation. EXEMPLE 12 On prépare d'autres liants formés de monomères en utilisant 92 parties en poids d'alcool furfurylique, 8 parties en 25 poids de solution aqueuse a'urée-formaldéhyde, et 0,1 partie en poids de divers agents de copulation (silanes). Le type d'agent de copulation qu'est le silane,utilisé dans chaque essai,est donné dans le Tableau III. Puis on mélange une quantité de solution aqueuse d'acide phosphorique à 85% qui 30 représente 30 pour cent du poids du liant formé de monomères, avec une certaine quantité de sable.quartzeux Wedron. Puis on mélange 2 pour cent en poids du liant formé de monomères avec le mélange de catalyseur et de sable, on prépare des noyaux de fonderie à partir du mélange, on les laisse durcir à la tempé-35 rature ambiante pendant 2 à 3 heures, puis on les expose pendant toute une nuit à deux atmosphères dont l'humidité relative est différente. Les résultats sont indiqués sur le --Tableau III. 72 03624 2124438 TABLEAU III 5 Résistance à la traction après durcissement pendant toute la nuit, Ver /nm2 kg/cm- Essai N° Agent de copulation 73-60% H.R. 93% H.R. 20 Néant 8,4 19, 6 19,6 5,6 18,2 18,2 IO 21 gamma-aminopropyltriéthoxysilane 22 gamma-mercaptopropyltriméthoxysilane 23 gamma- glyci doxypropyltriméthoxysilane 21,7 17,5 L'Essai 20 n'est pas conforme à cette invention, mais sa 15 préparation permet de comparer un liant ,qui ne contient pas . d'agent de copulation,avec le liant de l'invention. Les exemples ci-dessus démontrent clairement le succès de cette invention. Dans les Exemples 1 et 2, les liants constitués soit d'alcool furfurylique seul soit d'un mélange 20 d'alcool furfurylique et d'une solution aqueuse d'urée- formaldéhyde ont des résistances à la traction respectives de 2 5 et de 5,7 kg/cm et des durées de vie respectives de 11 minutes et de 15 minutes. Lorsqu'on ajoute au liant 0,1 pour cent de gamma-aminopropyltriéthoxysilane, comme 1'illuëre 25 l'Exemple 3, la résistance à la traction augmente d'une façon 2 remarquable et atteint 21,3 kg/cm , tandis que la durée de vie atteint 17 minutes. L'accroissement très important ôi- la résis- 2 tance a la traction qui passe d'environ 5,6 kg/cm à plus de 21 kg/cm démontre de façon évidente le succès exceptionnel 30 de cette invention. Une autre preuve de l'amélioration de cette invention est illustrée par les Exemples 4 et 5. L'Exemple 5 est identique à l'Exemple 4, excepté qu'on a ajouté au liant formé de monomères 0,1 pour cent de gamma-aminopropyltriéthoxysilane. L'amé 35 J.S.os:a'iion _ 2 la résistance à la traction est de 11,28 kg/cm . Lorsqu'on ajoute le silane, la résistance à la traction est portée à 19,3 kg/cm , soit un accroissement de 71 pour cent de la 40 résistance à la traction. Les Exemples 6 et 7 illustrent à nouveau l'amélioration i»cc©3fa3ale réalisée par cette invention lorsqu'on utilise un 72 03624 15 2124438 catalyseur acide différent et lorsqu'on utilise des quantités plus élevées de silane. Ces exemples sont les mêmes, excepté que le liant formé de monomères de l'Exemple 7 contient 0,4 pour cent de gamma-aminopropyltriéthoxysilane. Pour des te-5 neurs en humidité différentes, on voit que la résistance à la 2 traction augmente, par addition de silane, de 26,2 kg/cm à 2 40,9 kg/cm dans le cas de la teneur en humidité la plus basse, 2 2 et de 3,9 kg/cm à 28 kg/cm dans le cas de la teneur en humidité plus élevée, au cours de l'opération de durcissement. Ce 10 dernier accroissement de plus de 600 pour cent est une nouvelle preuve de l'amélioration énorme ' de cette invention. Les Exemples 8 et 9 sont encore d'autres exemples de l'amélioration réalisée par cette invention. Ces exemples sont les mêmes, excepté que dans l'Exemple 9, le liant formé de mo-15 nomères comprend 0,1 pour cent de gamma-aminopropyltriéthoxy-silane. Dans ces exemples, on voit que la résistance à la traction augmente,par addition de silane (dans le cas d'un 2 2 durcissement sous humidité élevée), de 5,4 kg/cm à 15,1 kg/cm . Quant à la durée de vie du noyau de fonderie, elle se trouve 20 pratiquement doublée, puisqu'elle passe de 14 minutes à 27 minutes. L'Exemple 10 donne une nouvelle preuve du progrès important réalisé par cette invention. Dans chacun des essais de cet exemple, on voit que cette combinaison unique et nou-25 velle de l'invention assure une amélioration importance par rapport aucmodesde réalisation antérieurs des noyaux de fonderie. L'amélioration obtenue par la combinaison d'une teneur élevée en alcool furfurylique et d'une quantité faible à modérée de la solution aqueuse d'urée-formaldéhyde et l'addi-30 tion de gamma-aminopropyltriéthoxysilane se trouve clairement prouvée. La teneur en formaldéhyde libre est donnée pour illustrer que,lorsqu'on utilise plus de 10 pour cent de mélange d'urée et de formaldéhyde dans l'eau, le formaldéhyde libre n'est plus négligeable,et qu'on doit donc limiter la quantité 35 d'urée-formaldéhyde. Une autre preuve encore de l'amélioration de cette invention est illustrée par les Exemples 11 et 12. Dans ces deux exemples, la résistance à la traction prouve clairement le progrès réalisé par cette invention. En l'absence de silane 40 dans ces deux exemples, la résistance à la traction est inférieure 72 03624 2124438 à la résistance à la traction en présence de silane. Les exemples ci-dessus démontrent clairement que cette invention a fait réaliser des progrès importants à la technique de la fonderie. 5 Parmi les nombreux avantages qu'on réalise grâce à cette invention, il faut noter que l'alcool furfurylique monomère est résinifié in situ dans le sable et non pas résinifié avant son introduction dans le sable, ce mode opératoire en un seul temps,qui permet de réaliser deux opérations à la 10 fois,présente un avantage évident du point vue industriel. 72 03624 2124438 REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'une composition de noyau de fonderie, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes : 5 a) on prépare un liant formé de monomères qui est un mélan ge; de 2 pour cent à 10 pour cent, en poids, d'un mélange aqueux d'urée et de formaldéhyde contenant d'environ 5 pour cent à environ 25 pour cent en poids d'eau? de 97,9875 pour cent à 89,5 pour cent, en poids, d'alcool 10 furfurylique; et de 0,0125 pour cent à 0,5 pour cent, en poids, d'un silane de copulation ayant la formule générale X—R'—Si—(OR")3 dans laquelle.R' est un radical alkylène à chaîne courte 15 ayant entre environ 3 et 6 atomes de carbone; R" est un radical choisi dans le groupe constitué par les groupements aryle, aryle substitué, alkyle, et hétéro-alkyle; et X est un groupement réactif choisi dans le groupe constitué par les groupements amins, merc&pto, 20 époxy, et glycidoxy; et b) on forme un mélange de sable et de catalyseur acide, ledit sable et ledit catalyseur acide étant mélangés dans des proportions telles que, lorsqu'on mélange de 1/2 pour cent à 5 pour cent, en poids, du liant 25 formé de monomères avec de 95 pour cent à 99,5 pour cent, en poids, du mélange de catalyseur acide et de sable, le catalyseur acide représente de 5 pour cent à 50 pour cent du poids du liant formé de monomères; et c) on mélange de 1/2 pour cent à 5 pour cent, en poids, 30 du liant formé de monomères avec de 95 pour cent à 99,5 pour cent, en poids, du mélange de catalyseur acide et de sable. 2. Procédé de la revendication 1, caractérisé en ce que le silane de copulation est choisi entre le gamma-aminopropyl- 35 triéthoxysilane, le gamma-mercaptopropyltriméthoxysilane, le N-bêta-(aminoéthyl)-gamma-aminopropy1triméthoxysilane, le bêta(3,4-époxycyclohexyl)éthyltriméthoxysilane, le gamma-glycidoxypropyltriméthoxysilane, le gamma-aminopropyltriphénoxy-silane, le gamma-aminopropyltribenzyloxysilane, le gamma- 72 03624 2124438 aminopropyltrifurfuroxysilane, le gamma-aminopropyltri(o-chlorophénoxy)-silane, le gamma-aminopropyltri(p-chlorophénoxy) silane, et le gamma-aminopropyltri(tétrahydrofurfuroxy)-silane. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 5 en ce que ledit catalyseur acide est l'acide toluènesulfoni-que. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé d'un en ce qu'il eaujeend 2a frm«tion / mélange de 3700 à 3979 parties en poids de sable et de 1 à 100 parties en poids du catalyseur 10 acide.