阅读说明：本技术 制造铸造工业中的模制料混合物和由其构成的模制体的方法及在该方法中使用的成套材料和在该方法中使用的设施 (Method for producing moulding material mixtures in the foundry industry and moulded bodies made therefrom, kit for use in said method and installation for use in said method ) 是由 克里斯蒂安·卢斯蒂格 马尔钦·巴尔迪 埃德加·穆勒 卢卡斯·米尔科·赖诺尔德 萨布里纳·玛丽 于 2018-06-28 设计创作，主要内容包括：描述一种用于制造用于在铸造工业中使用的模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体，优选铸模或型芯的方法，其中模制料混合物包含模制基本料和包含含锂的水玻璃的溶液或分散体，所述方法包括以下步骤：(1)制造或提供成套材料，所述成套材料至少包含以下作为单独的组分：(K1)包含水玻璃的水溶液或分散体，和(K2a)包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体，和优选(K2b)优选包含比在组分(K2a)中更低浓度的溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体；然后(2)制造模制基本料与一定份额的组分(K1)和与一定份额的组分(K2a)以及可能与一定份额的组分(K2b)的混合物。还描述上述成套材料，特别是用于在根据本发明的方法中使用的成套材料。还给出一种用于制造包含含锂的水玻璃的中间溶液或分散体的设施，用于制造模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体。(A method is described for producing a molding compound mixture for use in the foundry industry or for producing a molding compound mixture and a molded body composed thereof, preferably a casting mold or a core, wherein the molding compound mixture comprises a molding base and a solution or dispersion comprising lithium-containing water glass, comprising the following steps: (1) manufacturing or providing a kit comprising at least as separate components: (K1) an aqueous solution or dispersion comprising water glass, and (K2a) a first water glass-free solution or dispersion comprising lithium ions dissolved in water, and preferably (K2b) a second water glass-free solution or dispersion preferably comprising lithium ions dissolved in water at a lower concentration than in component (K2 a); then (2) a mixture of the molding base material with a portion of component (K1) and with a portion of component (K2a) and possibly with a portion of component (K2b) is produced. The above-mentioned kit is also described, in particular for use in the method according to the invention. A plant for producing an intermediate solution or dispersion containing lithium-containing water glass for producing molding compound mixtures or for producing molding compound mixtures and molded bodies composed thereof is also specified.)

制造铸造工业中的模制料混合物和由其构成的模制体的方法 及在该方法中使用的成套材料和在该方法中使用的设施

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于在铸造工业中使用的模制料混合物或用于制造模制料混合物和由此构成的模制体，优选铸模或型芯的方法，其中模制料混合物包含模制基本料和包含含锂的水玻璃的溶液或分散体，所述方法包括以下步骤：(1)制造或提供成套材料，所述成套材料至少包含以下作为单独的组分：(K1)包含水玻璃的水溶液或分散体，和(K2a)包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体，以及优选(K2b)优选包含比在组分(K2a)中更低浓度的溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体，以及其后(2)制造模制基本料与一定份额的组分(K1)和与一定份额的组分(K2a)以及可选地与一定份额的组分(K2b)的混合物。本发明还涉及前述成套材料，更特别是应用在根据本发明的方法中使用的成套材料。本发明还涉及一种用于制造包含含锂的水玻璃的中间溶液或分散体的设施，用于制造模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体。

背景技术

铸模基本上由模具组成或由模具和型芯组成，其在装配之后示出待制造的铸件的阴形状。所述型芯和模具是模制体并且通常由耐火的模制基本料，例如石英砂和合适的粘合剂体系组成，该粘合剂体系对铸模在从模制工具中移出时赋予足够的机械强度。耐火的模制基本料优选颗粒状地并且以自由流动形式存在，使得其(在掺入到模制料混合物中之后)能够填充到合适的型腔中并在那里压实。通过粘合剂在模制基本料的颗粒之间产生牢固的粘结，使得铸模获得所需的机械稳定性。

铸模和在其中包含的模制体(模具和可选的型芯)必须满足不同的要求。在铸造过程本身中，所述铸模和型芯首先必须具有足够的强度和耐热性，以便能够将液态金属容纳在由一个或多个(子)铸模形成的型腔中。在开始凝固过程之后，通过沿着铸模的壁构成的凝固的金属层来确保铸件的机械稳定性。

铸模的材料现在应在由金属发出的热的影响下分解，使得所述材料失去其机械强度，即在耐火材料的各个颗粒之间的粘结丧失。在理想情况下，铸模再次崩解成模制基本料的颗粒，所述颗粒能够不费力地从铸件移除。

为了制造模制体能够使用有机的和无机的粘合剂，所述粘合剂的固化能够分别通过冷或热方法进行。在此，作为冷方法表示基本上无需加热或用于制造型芯的模制工具，通常在室温下或在通过可能的反应造成的温度下执行的方法。在此，固化例如通过如下方式进行，将气体引导穿过要固化的模制料混合物并且在此触发化学反应。在热方法中，在造型后将模制料混合物加热，以便例如排出包含在粘合剂中的溶剂或者以便引发化学反应，通过所述化学反应，粘合剂固化。

然而，基于酚醛树脂的有机粘合剂与其组成无关地具有如下缺点，它们在铸造期间分解，并且在此部分地排放大量的有害物质，如例如苯、甲苯和二甲苯。此外，有机粘合剂的铸造一般而言导致不期望的气味和烟雾排放。对于某些体系，甚至在铸模的制造和/或贮存期间就已经发生不期望的排放。

由于所述原因，越来越希望用于在铸造工业中使用的无机粘合剂；存在进一步改善因此制造的铸造模制体，尤其是模具和型芯的产品特性的高的技术和经济兴趣。

无机粘合剂是长久已知的，尤其是基于水玻璃的无机粘合剂。为了使水玻璃固化，尤其三种不同方法可供使用：(i)引导气体，例如CO₂、空气或两者的组合通过；(ii)添加液态的或固态的固化剂，例如特定酯；以及(iii)热固化，例如，在所谓的热箱法中或通过微波处理。

然而，无机粘合剂体系的使用通常与其他典型的缺点关联：

因此，当不采取适当的特殊措施时，由无机粘合剂制造的铸造模制体相对经常地具有低强度。直接在从工具中取出型芯或铸模或模制体之后，这一点变得特别明显。在该时间点的强度(“热强度”或“瞬时强度”)对于在从工具中取出期间可靠地处理型芯或模具是特别重要的。同样重要的是高的“冷强度”(即型芯或铸模在完全固化后的强度)，借此可以制造尽可能没有铸造缺陷的期望的铸件。

文献DE-OS 2652421描述由硅酸钾和/或硅酸钠与硅酸锂的混合物的溶液组成并且例如适合作为用于铸造型芯的粘合剂的粘合剂。

文献US 4,347,890描述用于粘合颗粒状材料的方法。该方法包括将颗粒状材料与含锂离子的溶液(根据实施例1，这是硅酸锂或锂水玻璃的水溶液)混合，将硅酸钠混入该混合物，并且最后将该混合物模制并通过微波辐射固化。

文献WO 2006/024540A2此外描述用于制造铸模的方法，其中向基于水玻璃的粘合剂掺入一定份额的微粒状的金属氧化物。

文献WO 2014/202042A1描述用于制造用于金属铸件的模具和型芯的基于无机粘合剂的含锂的模制料混合物。例如在那里描述，通过向基于水玻璃的无机粘合剂限定地添加含锂的化合物可以改善借助这样的粘合剂制造的铸模或型芯的贮存稳定性。同时，所述型芯或铸模具有高的强度水平。

在工业实践中已经证实的是，具有锂离子的份额的液态的无机粘合剂，尤其是基于水玻璃的液态的无机粘合剂，可能与在其中包含的锂离子浓度以及贮存条件(尤其是贮存温度)相关地过快地变得不稳定。例如在几天的贮存期间，这种不稳定的粘合剂已经构成浑浊度，例如由于形成凝胶，和/或显示出固体的沉淀物，例如碳酸盐和/或硅酸盐的沉淀物，即变得不均匀或异质。同样已经证实的是，液态的含锂的无机粘合剂中的这种浑浊度或出自液态的含锂的无机粘合剂中的固体沉淀物在处理这些粘合剂时是不利的，并且特别会在泵、过滤器和/或计量单元中引起问题，或者在进一步处理时也引起问题。因此，高的锂离子含量以及升高的温度促进所述液态粘合剂趋于不稳定的不利趋势。

因此，基于水玻璃的无机粘合剂体系中的一定的、提高的锂离子含量是有利的，以便在铸造工业中实现型芯或模具的高的稳定性，尤其是高的贮存稳定性。然而，另一方面，这种上述具有高的锂离子含量的粘合剂具有相对差的贮存耐久性。

发明内容

因此，本发明的主要目的是，提供一种用于制造用于铸造工业的模制料混合物或用于制造模制料混合物和模制体(例如模具或型芯)，尤其是贮存稳定的模制体的方法，该方法允许使用无机粘合剂，尤其是水玻璃，其中根据外部参数能够可变地设定钾离子的——也高的——浓度，并且在此减轻或避免现有技术的上述缺点。

本发明的另一个目的是，提供一种易于控制的成套材料，该成套材料适用于制造具有能够可变地设定的锂离子浓度的液态的含锂的无机粘合剂，其中该粘合剂在个体化的贮存条件下在任何情况下直至其常规使用应是稳定的。

本发明的一个附加的特定目的是，提供一种设施，例如生产设施，所述设施也能够实现在工业生产规模中设施上述方法。

在所附的权利要求中限定本发明以及本发明的优选参数、特性和/或组成部分的根据本发明优选的组合。在下面的描述中以及在实例中说明或限定本发明的优选的方面。

现在已经令人惊喜地发现，本发明的主要目的以及另外的目的和/或子目的通过根据本发明的用于制造模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体，优选贮存稳定的模制体的方法来实现，其中模制料混合物包含：

(M1)模制基本料

和

(M2)包含含锂的水玻璃的溶液或分散体，

所述溶液或分散体具有在1.6至3.5的范围内，优选在1.8至3.0的范围内的SiO₂/M₂O摩尔模量，

以及

其中Li₂O占M₂O的摩尔份额在0.05至0.60的范围内，优选在0.1至0.4的范围内，

包括以下步骤：

(1)制造或提供至少包含以下单独组分的成套材料：

(K1)包含水玻璃的水溶液或分散体，其中以溶液或分散体的总量计，SiO₂含量在20重量％至34重量％的范围内，优选在25重量％至34重量％的范围内，和/或其中SiO₂/M₂O摩尔模量大于要制造的模制料混合物中的含锂的水玻璃的摩尔模量，

和

(K2a)包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体，

其中锂离子的浓度在0.3mol/L至5.3mol/L的范围内，优选在1.0mol/L至5.0mol/L的范围内

以及锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

以及其后

(2)制造模制基本料(M1)与一定份额的组分(K1)以及与一定份额的组分(K2a)的混合物，其中溶液或分散体(M2)通过成套材料的所使用的组分的彼此混合而形成，

其中M₂O分别表示氧化锂、氧化钠和氧化钾的总量。

在此优选的是根据本发明的方法的如上给出的设计方案，其中在组分(K1)中，SiO₂/M₂O摩尔模量大于在要制造的模制料混合物中的含锂的水玻璃的摩尔模量。

特别优选的是根据本发明的方法的如上给出的设计方案，其中组分(K1)作为包含水玻璃的水溶液或分散体存在，其中以溶液或分散体的总量计，SiO₂含量在20重量％至34重量％的范围内，优选在25重量％至34重量％的范围内，和/或其中SiO₂/M₂O摩尔模量大于在要制造的模制料混合物中的含锂的水玻璃的摩尔模量。

优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在下文中称作为优选的根据本发明的方法)，其中包含水玻璃的水溶液或分散体(K1)的pH值在10.0至13.0的范围内，优选在11.0至12.5的范围内。

同时优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在本文中称作为优选的根据本发明的方法)，其中包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体(K2a)的pH值在8.0至14.0的范围内，优选在11.5至13.5的范围内。

在本发明的上下文中，以下名称分别具有以下规定的含义：

“SiO₂”表示根据总式SiO₂计算的水溶液或分散体中的硅的以Mol为单位的物质量，与如下内容无关：在根据本发明的方法(或根据本发明的成套材料)中所述计算所基于的硅是否实际上作为SiO₂存在。

“M”表示选自锂、钠和钾的碱金属。

“M₂O”表示根据总式M₂O计算的水溶液或分散体中的碱金属的以Mol为单位的总物质量。因此，“Li₂O”表示根据总式Li₂O计算的锂的以Mol为单位的物质量。所述计算说明分别与如下内容无关：在根据本发明的方法(或根据本发明的成套材料)中计算所基于的碱金属是否实际上以“M₂O”的形式存在。

在上文中说明的根据本发明的方法中，组分(K1)包含含有水玻璃的水(含水)溶液或分散体。在本发明的上下文中，将水玻璃理解为本身已知的碱金属水玻璃，其包括从熔体凝固的、玻璃状的、即无定形的水溶性的硅酸钠、硅酸钾以及——不影响水玻璃的稳定性，尤其是贮存稳定性的小浓度的——硅酸锂，或分别上述硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂的水溶液。

模制基本料(M1)优选为颗粒状的耐火模制基本料。在本文中，与本领域技术人员的常规理解一致地，作为“耐火的”表示下述物料、材料和矿物，其至少能够短暂地承受在浇铸时或在铁熔体、通常铝凝固时的温度负荷。作为模制基本料适合的例如是石英砂、锆砂或铬矿石砂，橄榄石，蛭石，铝土矿，耐火土以及合成的模制基本料。模制基本料(M1)可以是多种(优选颗粒状的耐火的)物质的混合物。

按照根据本发明的上述方法制造的模制体优选为要在铸造工业中使用的模制体，尤其优选为模具或型芯。根据本发明的方法的一个特别的优点是如下可行性，使用制造具有高强度和高贮存稳定性的模制体所需要的粘合剂体系，所述粘合剂体系具有高的和/或能够可变地设定的锂离子含量，所述粘合剂体系不经受或以非常小的程度经受已知的具有高的(但通常不可改变和/或设为用于改变的)锂离子含量的粘合剂的贮存时间的时间限制。因此，按照根据本发明的方法，可以制造如下模制体，所述模制体具有高的强度，并且可以在较长的时间中，优选在一天至两周的范围内的时间段中贮存，而不在实践重要的程度上丧失其有利特性。因此，按照根据本发明的方法制造的模制体在其制造之后和直到其在铸造过程中使用，可以容易地处理，而不变形或破碎，和/或可以在较长的时间段内贮存，使得基于库存的生产是可行的。尤其有利的是按照根据本发明的方法制造的模制体的即使在升高的湿度下也保持其高强度并保持稳定的特性，使得所制造的模制体的特征在于甚至在潮湿或湿热的气候区中高的贮存稳定性。然而，对于温带气候区中的变换的气候条件(季节)，根据本发明的方法也带来优点。

在上述根据本发明的方法中，组分(K2a)包含溶解在水中的锂离子。只要组分(K2a)是溶液，锂离子是溶液的组成部分。只要组分(K2a)是分散体，锂离子至少主要地且优选完全地以连续相(液相、含水相)存在，优选以溶解的方式。除锂离子之外，组分(K2a)优选包含钠离子和/或钾离子作为另外的碱金属离子。组分(K2a)可以包含锂离子和钾离子，或者组分(K2a)可以包含锂离子和钠离子，或者组分(K2a)可以包含锂离子、钠离子和钾离子。组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度的最大值此外取决于存在的碱金属离子的类型和量比例。本领域技术人员已知的是，其如何在给出的和/或期望的条件下设定碱金属离子的需要的和/或优选的浓度。

特别优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在下文中称作为优选的根据本发明的方法)，其中在步骤(1)中制造或提供的成套材料附加地包含以下单独组分：

(K2b)包含溶解在水中的碱金属离子，优选包含溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0mol/L至5.0mol/L的范围内，更优选在0mol/L至2.0mol/L的范围内，

以及

锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

以及

优选地，锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相差不超过20％，优选相差不超过10％，并且其中步骤(2)包括以下：

(2)制造模制基本料(M1)与一定份额的组分(K1)以及与一定份额的组分(K2a)和可选一定份额的组分(K2b)的混合物，其中溶液或分散体(M2)通过成套材料的所使用的组分的彼此混合而形成。

优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在本文中称作为优选的根据本发明的方法)，其中包含溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体(K2b)的pH值在8.0至14.0的范围内，优选在11.5至13.5的范围内。关于溶液或分散体(K1)和/或(K2a)的优选的pH值，可以参照在更上文中的公开内容。

因此，特别优选的是根据本发明的用于制造模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体，优选贮存稳定的模制体的方法，其中模制料混合物包含：

(M1)模制基本料

和

(M2)包含含锂的水玻璃的溶液或分散体，

所述溶液或分散体具有在1.6至3.5的范围内，优选在1.8至3.0的范围内的SiO₂/M₂O摩尔模量，

以及

其中Li₂O占M₂O的摩尔份额在0.05至0.60的范围内，优选在0.1至0.4的范围内，

包括以下步骤：

(1)制造或提供至少包含以下单独组分的成套材料：

(K1)包含水玻璃的水溶液或分散体，其中以溶液或分散体的总量计，SiO₂含量在20重量％至34重量％的范围内，优选在25重量％至34重量％的范围内，和/或其中SiO₂/M₂O摩尔模量大于在要制造的模制料混合物中的含锂的水玻璃的摩尔模量，

(K2a)包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度在0.3mol/L至5.3mol/L的范围内，优选在1.0mol/L至5.0mol/L的范围内，

以及锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

和

(K2b)包含溶解在水中的碱金属离子，优选包含溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0mol/L至5.0mol/L的范围内，更优选在0mol/L至2.0mol/L的范围内，

以及

锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

以及

优选地，锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相差不超过20％，优选相差不超过10％，

以及其后

(2)制造模制基本料(M1)与一定份额的组分(K1)以及与一定份额的组分(K2a)和可能一定份额的组分(K2b)的混合物，其中溶液或分散体(M2)通过成套材料的所使用的组分的彼此混合而形成，

其中M₂O分别表示氧化锂、氧化钠和氧化钾的总量。

在上文中描述的尤其优选的根据本发明的方法中，组分(K2b)包含溶解在水中的碱金属离子，优选锂离子、钠离子和/或钾离子。组分(K2b)优选包含锂离子。组分(K2b)作为碱金属离子可以仅包含锂离子或仅包含钠离子或仅包含钾离子。作为碱金属离子，组分(K2b)也可以包含锂离子和钠离子，或者其可以包含锂离子和钾离子，或者其可以包含钠离子和钾离子。在根据本发明的方法或根据本发明优选的方法的一个优选的设计方案中，组分(K2b)中的锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0.1mol/L至5.0mol/L的范围内，更优选在0.1mol/L至2.0mol/L的范围内。

通过根据本发明的方法的该优选的设计方案，其中组分(K2b)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相差不超过20％，优选相差不超过10％，借此实现，当将成套材料组成部分(K1)、(K2a)和(K2b)彼此混合(在不存在或存在模制基本料(M1)的情况下)时，所产生的溶液或分散体(M2)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与仅通过将成套材料组成部分(K1)和(K2a)彼此混合而形成的溶液或分散体(M2)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相同或至少相似。因此，当在根据本发明的方法中使用成套材料组成部分(K2b)(其具有比成套材料组成部分(K2a)更低的锂离子浓度)时，产生的溶液或分散体(M2)的锂离子浓度受到影响，优选与通过仅将成套材料组成部分(K1)和(K2a)彼此混合并在其他条件相同的情况下制造的溶液或分散体(M2)相比降低。

因此，可以有利地使用成套材料组成部分(K2b)，以便以可容易计量和可良好控制的方式降低溶液或分散体(M2)中的锂离子含量，而不以实践重要的方式以不同于通过添加相应量的成套材料组成部分(K2a)会发生的情形不同地影响或改变所产生的溶液或分散体(M2)的其他特性，例如其SiO₂/M₂O摩尔模量或其总碱金属离子浓度。因此，通过添加组分(K2b)，可以在减少(K2a)的添加时确保，要制造的粘合剂(M2)具有与之前具有更高的(K2a)份额的情况下相同的模量和相同的浓度。

在上面给出的优选的根据本发明的方法的步骤(2)中，制造模制基本料(M1)与一定份额的组分(K1)以及与一定份额的组分(K2a)和可选地与一定份额的组分(K2b)的混合物。在此，在此处和在下文中“可选地”表示——根据个体化的需求——使用或不使用一定份额的组分(K2b)。由此，可以个体化地以灵活的方式设定溶液或分散体(M2)的期望的锂离子浓度。因此，在设定溶液或分散体(M2)的锂离子含量或浓度时，可以考虑到环境条件(尤其是湿度)，并且分别仅添加如在当前环境条件下为了优化生产工艺所需要的那么多的锂离子。通过在制造溶液或分散体(M2)时这种灵活的计量锂离子的方式，此外也可以节省在成套材料组成部分(K2a)以及优选还有(K2b)中包含的昂贵的锂化合物的原料成本。

上述混合物可以通过如下方式制造：首先将一定份额的组分(K1)与模制基本料(M1)混合，并且随后将该预混料与一定份额的组分(K2a)以及可能与一定份额的组分(K2b)混合成模制料混合物，其中优选地，通过选择分别合适的量和锂离子浓度的组分(K2a)和可选地的组分(K2b)来设定模制料混合物中的锂离子含量。通过将预混料与一定份额的组分(K2a)和可选地一定份额的组分(K2b)混合，也形成溶液或分散体(M2)。

也可以通过如下方式制造混合物：首先将模制基本料(M1)与一定份额的组分(K2a)以及可选地与一定份额的组分(K2b)混合，并且随后将该预混料与一定份额的组分(K1)混合成模制料混合物，其中优选地，通过选择分别合适的量和锂离子浓度的组分(K2a)和可选组分(K2b)来设定模制料混合物中的锂离子含量。通过将预混料与一定份额的组分(K1)混合，也形成溶液或分散体(M2)。

优选地，根据本发明的方法的步骤(2)中的混合物通过如下方式制造：首先将一定份额的组分(K1)与一定份额的组分(K2a)以及可选地与一定份额的组分(K2b)混合成溶液或分散体(M2)，其中优选地，通过选择分别合适的量和锂离子浓度的组分(K2a)和可选组分(K2b)来设定溶液或分散体(M2)中的锂离子含量。然后将所述单独制造的溶液或分散体(M2)与模制基本料(M1)混合。

特别优选地，根据本发明的方法的步骤(2)中的混合物通过如下方式制造：首先将一定份额的组分(K2a)与一定份额的组分(K2b)混合成“(K2a)+(K2b)预混料”，然后将该“(K2a)+(K2b)预混料”与一定份额的组分(K1)混合成溶液或分散体(M2)，其中优选地，通过选择分别合适的量和锂离子浓度的组分(K2a)和组分(K2b)来设定溶液或分散体(M2)中的锂离子含量。

特别优选的是根据本发明的用于制造模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体，优选贮存稳定的模制体的方法，其中模制料混合物包含：

(M1)模制基本料

和

(M2)包含含锂的水玻璃的溶液或分散体，

所述溶液或分散体具有在1.6至3.5的范围内，优选在1.8至3.0的范围内的SiO₂/M₂O摩尔模量，

以及

其中Li₂O占M₂O的摩尔份额在0.05至0.60的范围内，优选在0.1至0.4的范围内，

包括以下步骤：

(1)制造或提供至少包含以下单独组分的成套材料：

(K1)包含水玻璃的水溶液或分散体，其中以溶液或分散体的总量计，SiO₂含量在20重量％至34重量％的范围内，优选在25重量％至34重量％的范围内，和/或其中SiO₂/M₂O摩尔模量大于在要制造的模制料混合物中的含锂的水玻璃的摩尔模量，

(K2a)包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度在0.3mol/L至5.3mol/L的范围内，优选在1.0mol/L至5.0mol/L的范围内，

以及

锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

和

(K2b)包含溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0.1mol/L至5.0mol/L的范围内，更优选在0.1mol/L至2.0mol/L的范围内，

以及

锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

以及

优选地，锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相差不超过20％，优选相差不超过10％，以及其后

(2)制造模制基本料(M1)与一定份额的组分(K1)以及与一定份额的组分(K2a)和与一定份额的组分(K2b)的混合物，其中溶液或分散体(M2)通过成套材料的所使用的组分的彼此混合而形成，

其中M₂O分别表示氧化锂、氧化钠和氧化钾的总量。

如上文或下文给出的根据本发明的或根据本发明优选的方法是优选的，其中在步骤(2)中，首先在不存在模制基本料的情况下，通过将成套材料的所使用的组分彼此混合来形成溶液或分散体(M2)，并且其后形成该份额的或一定份额的模制基本料(M1)与所得溶液或分散体(M2)的一部分或总量的混合物。

成套材料的所使用的组分的彼此混合以本身已知的方式进行，优选借助于搅拌器或混合管，优选静态混合管。

优选的方法变型形式(下面也称为“使用的成套材料组成部分的预混”)因此是尤其有利的，因为以这种方式可以制备预混的溶液或分散体(M2)，并且然后贮存一定的时间段，这匹配(或可匹配)于环境条件，使得由于不稳定不出现沉淀(通过出自溶液或分散体(M2)的组成部分的沉淀物)和/或形成凝胶。这种预混的溶液或分散体(M2)也可以用于，供应自动化的或半自动化的生产装置，使得预混的溶液或分散体(M2)可以直接在批量的或主要批量的工业生产中使用。

自身检查已经得出，如上所述制造的(预混的)溶液或分散体(M2)——与浓度和贮存条件(例如，温度、搅拌)——相关地可以贮存直至数周，优选直至6天，尤其优选直至3天，而在溶液或分散体(M2)(对此参见下文)的情况下或在利用贮存的溶液或分散体(M2)制造模制体的情况下，或在利用借助贮存的溶液或分散体(M2)制造的模制体制造的铸件中，没有观察到质量缺陷。

此外已经证实的是，单独的(未混合的)组分(K1)、(K2a)和(K2b)在长的时间段内、例如在一年内保持稳定，并且在贮存时保持不变或基本上不变，并且没有实践重要的质量减损。因此，本发明的一种特别成效是，现在具有高的锂离子浓度的含水玻璃的粘合剂现在可以根据需要为制造或生产提供并且快速地使用，其中与这种具有高的锂离子浓度的含水玻璃的粘合剂的容易的易变质性或差的(短的)贮存能力相关联的问题得以解决。在此优选在密闭容器中贮存制造的(预混的)溶液或分散体(M2)。

在根据本发明的方法的一个特别有利的设计方案中，如上所述的方法(特别是在上文或下文中称作为优选的方法，优选包括将所使用的成套材料组成部分预混的方法变型形式)是优选的，其中制造的溶液或分散体(M2)在与模制基本料(M1)形成混合物之前不含可见的沉淀物或凝胶份额。

自身试验已经证实，对制造的溶液或分散体(M2)检查可见的沉淀物或凝胶份额可以是简单的目视检查。因此在实践中，技术人员能够以足够的可靠性来识别和确定，溶液或分散体(M2)是否具有需要的一致性或对于在根据本发明的方法中的进一步处理、步骤(2)需要的质量。直接在制造模制基本料(M1)与用于制造模制料混合物的所制造的溶液或分散体(M2)的混合物之前进行所述检查。只要检查得出，制造的溶液或分散体(M2)不具有进一步处理所需的一致性或质量，则其不在进一步的方法步骤中使用，而优选地通过具有进一步处理所需的一致性或质量的另外的溶液或分散体(M2)代替。所述方法设计方案允许，在生产运行中执行快速的、简单的和成本有利的质量控制。

也优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在上文或下文中称作为优选的方法，优选包括将使用的成套材料组成部分预混的方法变型形式)，其中成套材料的使用的组分彼此混合成溶液或分散体(M2)在混合装置中进行。

优选地，混合装置是计量容器或混合管，并且优选是混合管，尤其优选是静态混合管。

混合装置在此可以是单独的，例如独立的，并且与模制体的至少部分批量制造无关地和/或与其并排运行的混合装置(“非连续的运行”)。这种非连续的运行的优点是，可以随时制造不同批次的溶液或分散体(M2)，并且可以分别检查其质量。混合装置还可以是模制体的至少部分批量制造的组成部分，例如用于模制体的至少部分批量制造(“连续的或部分连续的运行”)的设施的组成部分。这种连续的或半连续的运行尤其适用于(工业上优选地)至少部分批量地制造较大量的模制体，例如以储备制造。混合装置也可以是储备容器，在所述储备容器中，组分(K1)、(K2a)和/或(K2b)中的至少一种组分贮存或维持用于在模制体的至少部分批量制造中使用，并且其中在需要时混入至少一种补充组分(K1)、(K2a)和可选的(K2b)。

上述混合装置优选是计量容器或混合管。作为混合管优选的是静态混合管。静态混合管是对于在根据本发明的方法中使用而言特别优选的混合装置。例如，适合于在根据本发明的方法中使用的是Sulzer公司的例如“CompaX^TM”或“SMX^TMplus”类型的静态混合管。

优选的计量容器选自“中型散装集装箱”(也称作为“IBC集装箱”或“保护集装箱”)、桶和罐。用于上述连续的或部分连续的运行的优选的混合装置是混合管，优选是静态混合管。然而，上述计量容器也可以在连续的或部分连续的运行中使用。

如上所述的根据本发明的方法也是优选的(尤其是在上文或下文中称作为优选的方法，优选为包括将使用的成套材料组成部分预混的方法变型形式)，其中在与模制基本料(M1)或一定份额的模制基本料(M1)形成混合物之前，将一部分或总量的形成的溶液或分散体(M2)在混合装置中贮存不超过7天、优选不超过3天、尤其优选不超过2天的时间段。由此，抵抗沉淀物(由于溶液或分散体(M2)中的组成部分的沉淀)和/或凝胶的形成。

只要混合装置(混合管或计量容器)是模制体的至少部分批量制造的组成部分，通常不提出制造的溶液或分散体(M2)的长期贮存，例如在大于2天的时间段中，优选在大于一天的时间段中贮存。替代于此，在这些情况下，通常提出优选不超过一天的较短的贮存，使得至少部分批量制造或这种生产过程是可行的。然而，制造的溶液或分散体(M2)的较长的贮存(优选对于在上文中限定的不超过七天的时间段)可能在如下情况下是优选的，在所述情况下，混合装置也用作为在与模制基本料(M1)混合之前用于所制造的溶液或分散体(M2)的储备容器。

优选的是如上所述的根据本发明的用于制造模制料混合物和由其构成的模制体的方法(尤其是在上文或下文中称作为优选的方法)，所述方法包括以下附加的步骤

～-设定、确定或估计选自以下的一个或多个参数：在制造模制体时的环境温度、在制造模制体时的相对空气湿度、在贮存模制体时的温度、在贮存模制体时的相对空气湿度、在制造模制体时的绝对空气湿度、在贮存模制体时的绝对空气湿度以及模制体的贮存时长，

和

-根据设定的、确定的或估计的选自以下的一个参数或多个参数来控制组分(K2a)和(K2b)的要使用的份额：在制造模制体时的环境温度、在制造模制体时的相对空气湿度、在贮存模制体时的温度、在贮存模制体时的相对空气湿度、在制造模制体时的绝对空气湿度、在贮存模制体时的绝对空气湿度以及模制体的贮存时长。

在此尤其优选的是在制造模制体时的环境温度和在贮存模制体时的温度中的一个参数与在制造模制体时的相对空气湿度和在贮存模制体时的相对空气湿度中的一个参数的组合。

“相对空气湿度”在此——与本领域技术人员的常规理解一致地——说明在给定温度下，以在所述温度下空气的含水量的物理最大值计，在空气中的实际含水率。

绝对空气湿度——与本领域技术人员的常规理解一致地——从温度和相对空气湿度中确定。例如，如果在相对空气湿度保持不变时温度升高，或者如果在温度保持不变时相对空气湿度升高，则实现较高的绝对空气湿度。

使得在根据本发明的方法中设定相对较高的锂离子浓度显得有意义的因素在此尤其是，在模制体的制造和/或贮存期间的较高的绝对空气湿度和/或较长的模制体的贮存时长。

据此，根据设定的、确定的或估计的参数值，优选设定在溶液或分散体(M2)中的较高的或较低的锂离子浓度。优选地可以通过如下方式设定较高的锂离子浓度：提高溶液或分散体(M2)中的组分(K2a)的份额，例如通过提高混入组分(K2a)的份额和/或(只要使用组分(K2b))通过减小混入组分(K2b)的份额。根据需要，还可以完全省略组分(K2b)。

据此，如上所述的根据本发明的方法是优选的(尤其是在上文或下文中称作为优选的方法，其中所述方法构成为至少部分批量地、优选主要批量地制造多个模制体，

其中在提高或预期提高选自以下的一个或多个参数的情况下：在制造模制体时的环境温度、在制造模制体时的相对空气湿度、在贮存模制体时的温度、在贮存模制体时的相对空气湿度、在制造模制体时的绝对空气湿度、在贮存模制体时的绝对空气湿度以及模制体的贮存时长

-提高用于制造模制体的组分(K2a)的使用的份额

和/或

-提高用于制造模制体的溶液或分散体(M2)中Li₂O占M₂O的摩尔份额。

相反地，当然有利的是，根据本发明的方法构成为，使得在减小或降低或者预期减小或预期降低选自以下的一个或多个参数的情况下：在制造模制体时的环境温度、在制造模制体时的相对空气湿度、在贮存模制体时的温度、在贮存模制体时的相对空气湿度、在制造模制体时的绝对空气湿度、在贮存模制体时的绝对空气湿度以及模制体的贮存时长

-减小用于制造模制体的组分(K2a)的使用的份额和/或提高用于制造模制体的组分(K2b)的可能使用的份额

和/或

-减小用于制造模制体的溶液或分散体(M2)中Li₂O占M₂O的摩尔份额。

同样优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在上文或下文中称作为优选的方法)，其中为了设定、确定或估计选自以下的一个或多个参数：在制造模制体时的环境温度、在制造模制体时的相对空气湿度、在贮存模制体时的温度、在贮存模制体时的相对空气湿度、在制造模制体时的绝对空气湿度、在贮存模制体时的绝对空气湿度以及模制体的贮存时长，设有数据检测装置或数据处理装置

以及

为了根据设定的、确定的或估计的一个参数或多个参数来控制组分(K2a)和(K2b)的要使用的份额，设有控制装置，其中优选在数据检测装置或数据处理装置与控制装置之间建立数据连接以传输参数数据。

上述数据检测装置或数据处理装置优选是用于检测气候条件的仪器或数据记录器。上述控制装置优选是自动化混合装置。

根据本发明的方法的所述上述设计方案的优点是，在工业制造过程中，可以根据影响参数以自动化或至少部分自动化的方式执行成套材料组成部分的混入或计量。

也优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在上文或下文中称作为优选的方法)，其中在模制料混合物的制造期间，附加地添加一种或多种选自以下的组成部分：

(M3)颗粒状的无定形二氧化硅；硫酸钡；碳水化合物；磷化合物；表面活性化合物；氧化的硼化合物；金属氧化物；润滑剂、酯和脱模剂。

作为颗粒状的无定形二氧化硅(“SiO₂”)优选使用常规纯度的，即具有常规杂质和次要组成部分的颗粒状的无定形二氧化硅。对于本发明的目的，优选使用二氧化硅含量为至少85重量％，尤其优选为至少90重量％，并且更尤其优选为至少95重量％的颗粒状的无定形二氧化硅。在此术语“颗粒状的”表示固态粉末(包括粉尘)或如下颗粒材料，所述颗粒材料优选可倾注从而也是可筛分的。优选地，颗粒状的无定形二氧化硅的微粒数相关的d90优选小于100μm，尤其小于45μm。这表示，在模制料混合物中包含的颗粒状的无定形二氧化硅的微粒的90％优选小于100μm，尤其小于45μm。d90值优选通过借助扫描电子显微镜拍摄来确定。作为颗粒状的无定形二氧化硅可以使用合成制备的和天然存在的类型。后者例如从文献DE 102007045649中已知，但不是优选的，因为它们经常包含显著的结晶份额从而分类为致癌的。合成制备的颗粒状的无定形二氧化硅通过有意执行的化学反应制备。对此的实例是在制造硅和硅铁时在电弧炉中四氯化硅的火焰水解和用焦炭还原石英砂。根据这两种方法制造的无定形SiO₂也称为“热解SiO₂”。合成制造的颗粒状的无定形二氧化硅的另一实例是通过将ZrSiO₄热分解为ZrO₂和SiO₂并部分地或基本上完全地除去ZrO₂而获得的二氧化硅，如例如在文献DE 102012020509中描述的那样。优选地，作为按照根据本发明的方法的组成部分(M3)或在该组成部分(M3)中使用合成制造的颗粒状的无定形SiO₂，尤其优选的是热解的颗粒状的无定形SiO₂和/或来自ZrSiO₄的热分解的SiO₂。例如，在文献DE102004042535A1、DE 102012020510A1和DE 102012020511A1中也说明适用于本发明的目的的颗粒状的无定形二氧化硅。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，颗粒状的无定形二氧化硅优选以在0.3重量％至3.0重量％的范围内的量使用。

作为硫酸钡可以使用合成制备的或天然的硫酸钡，即呈含有硫酸钡的矿物的形式，例如重晶石(Schwerspat或Baryt)。例如借助于沉淀反应制备合成制备的硫酸钡(也称为“重晶石粉(Blanc Fixe)”)。为此目的，通常将易溶的钡化合物(钡盐)溶解在水中。随后，通过添加易溶的硫酸盐(例如，如硫酸钠)或硫酸，难以溶解的硫酸钡沉淀。滤除、干燥和可能研磨沉淀的硫酸钡。例如，在文献DE 102012104934中也说明适用于本发明的目的的硫酸钡。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地其他组成部分的重量或量的总和)计，硫酸钡优选以在0.02重量％至5.0重量％的范围内的量使用。

可以在上述根据本发明的方法中用作为组成部分(M3)或在组成部分(M3)中使用的碳水化合物优选选自低聚糖和多糖，优选选自纤维素、淀粉和糊精。所述碳水化合物可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献EP 2104580中也说明了适用于本发明的目的的碳水化合物。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种碳水化合物或多种碳水化合物优选以在0.01重量％至10.0重量％的范围内的量使用。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的磷化合物优选选自有机磷酸盐和无机磷酸盐，优选选自无机碱金属磷酸盐。所述磷化合物可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献EP 2097192中也说明适用于本发明的目的的磷化合物。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)，一种磷化合物或多种磷化合物优选以在0.05重量％至1.0重量％的范围内的量使用。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的表面活性化合物优选选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。所述表面活性剂可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献DE102007051850中也说明适用于本发明的目的的表面活性剂。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种表面活性化合物或多种表面活性化合物优选以在0.001重量％至1.0重量％的范围内的量使用。上述表面活性化合物也可以用作为组分(K1)的组成部分。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的氧化的硼化合物优选选自硼酸盐、硼酸、硼酸酐、硼硅酸盐、硼磷酸盐和硼磷硅酸盐，尤其优选选自碱金属硼酸盐和碱土金属硼酸盐，其中优选地，氧化的硼化合物不含有机基团。所述氧化的硼化合物可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献DE 102013111626中也说明适用于本发明的目的的氧化的硼化合物。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种氧化的硼化合物或多种氧化的硼化合物优选以在0.001重量％至1.0重量％的范围内的量使用。上述氧化的硼化合物也可以用作为组分(K1)的组成部分。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的金属氧化物优选包括颗粒状的混合金属氧化物，优选包括铝的氧化物和/或锆的氧化物。优选的金属氧化物包括优选α相的颗粒状的铝氧化物和/或没有层状硅酸盐结构的颗粒状的铝/硅混合氧化物。所述金属氧化物可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献DE102012113074和DE 102012113073中也说明适用于本发明的目的的金属氧化物。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种金属氧化物或多种金属氧化物优选以在0.05重量％至8.0重量％的范围内的量使用。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的润滑剂优选选自石墨和/或硫化钼(IV)。所述润滑剂可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献WO 2014/202042中也说明适用于本发明的目的的润滑剂。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种润滑剂或多种润滑剂优选以在0.01重量％至0.2重量％的范围内的量使用。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的硅烷优选选自氨基硅烷、环氧硅烷、巯基硅烷、羟基硅烷和脲基硅烷。上述硅烷也可以用作为润滑剂。所述硅烷可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献WO 2014/202042中也说明适用于本发明的目的的硅烷。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种硅烷或多种硅烷优选以在0.1重量％至2.0重量％的范围内的量使用。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的脱模剂优选选自硬脂酸钙、脂肪酸酯、蜡、天然树脂和醇酸树脂。所述脱模剂可以单独使用或彼此组合使用。例如，在文献EP 1802409中也说明适用于本发明的目的的脱模剂。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种脱模剂或多种脱模剂优选以在0.1重量％至2.0重量％的范围内的量使用。

在上面描述的根据本发明的方法中可用作为组成部分(M3)或可在组成部分(M3)中使用的酯(一种或更多种)优选选自醇和酸的分子内或分子间反应产物，其中所述醇选自C1-C8一元醇，C1-C8二元醇，优选C2-C8二元醇，和C1-C8三元醇，优选C3-C8三元醇，优选选自乙二醇、1,2-丙二醇和甘油，并且其中所述酸选自有机C1-C8一元羧酸，优选有机C2-C8一元羧酸，有机C2-C8二羧酸，有机C2-C8三羧酸，优选有机C3-C8三羧酸，和无机酸，优选选自甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、草酸、琥珀酸、丙二酸、磷酸、硫酸、硼酸和碳酸，其中优选地，酯中的至少一种为碳酸亚丙酯或γ-丁内酯。上述酯可以单独使用或彼此组合使用。以模制料混合物的总重量(总量)(组成部分(M1)、(M2)和——在存在的情况下——(M3)以及可选地另外的组成部分的重量或量的总和)计，一种酯或多种酯优选以在至多0.4重量％的范围内的量，优选以在0.01重量％至0.4重量％的范围内的量使用。

上述一种或多种组成部分(M3)——颗粒状的无定形二氧化硅；硫酸钡；碳水化合物；磷化合物；表面活性化合物；氧化的硼化合物；金属氧化物；润滑剂；酯和脱模剂——可以单独使用或彼此组合使用。例如，可以将一种或多种组成部分(M3)单独地或共同地，优选共同地添加到模制基本料(M1)中并与其混合，并且随后，可以为由组分(M1)和(M3)构成的这种预混料添加制造的(预混的)溶液或分散体(M2)并与其(优选均匀地)混合。还可以为由组分(M1)和(M3)构成的预混料单独地添加另外的组分(K1)、(K2a)和可选(K2b)，并且然后可以将这样产生的模制料混合物(优选均匀地)混合。水溶性组成部分(M3)，优选上述表面活性化合物和/或氧化的硼化合物可以例如单独地或共同地添加到组分(K1)，或可以是组分(K1)的组成部分。

此外，也优选的是如上所述的根据本发明的方法(尤其是在上文或下文中称作为优选的方法)，其中第一不含水玻璃的溶液或分散体(K2a)和可选(在存在或使用的情况下)第二不含水玻璃的溶液或分散体(K2b)分别包含溶解在水中的氢氧化锂。

因此优选的是，包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体(K2a)包含溶解在水中的氢氧化锂。只要包含溶解在水中的碱金属离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体(K2b)包含锂离子，因此也优选的是，第二不含水玻璃的溶液或分散体包含溶解在水中的氢氧化锂。氢氧化锂，尤其是氢氧化锂一水合物具有适合于本发明的目的的水溶性。此外，在自身试验中已经证实的是，为了本发明的目的，可以用氢氧化锂，尤其是氢氧化锂一水合物制造具有非常合适的贮存稳定性的溶液和/或分散体(K2a)和/或(K2b)。因此，优选使用氢氧化锂，尤其优选氢氧化锂一水合物来制造含有锂离子的组分(K2a)或(K2b)。

优选的还有如上所述的根据本发明的方法(尤其是在本文中称为优选的根据本发明的方法)，其中

-包含水玻璃的水溶液或分散体(K1)的pH值在10.0至13.0的范围内，优选在11.0至12.5的范围内，

和/或(优选“和”)

-包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体(K2a)的pH值在8.0至14.0的范围内，优选在11.5至13.5的范围内，和/或(在存在组分(K2b)的情况下优选“和”)

-包含溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体(K2b)(在使用的情况下)的pH值在8.0至14.0的范围内，优选在11.5至13.5的范围内。

本发明还涉及一种用于制造包含含锂的水玻璃的溶液或分散体的成套材料，所述成套材料至少包含以下单独组分：

(K1)包含水玻璃的水溶液或分散体，其中以溶液或分散体的总量计，SiO₂含量在20重量％至34重量％的范围内，优选在25重量％至34重量％的范围内，和/或其中SiO₂/M₂O摩尔模量大于要制造的含锂的水玻璃的摩尔模量，

和

(K2a)包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体，其中

其中锂离子的浓度在0.3mol/L至5.3mol/L的范围内，优选在1.0mol/L至5.0mol/L的范围内

以及锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内。

特别优选的是如上描述的根据本发明的成套材料，所述成套材料附加地作为另外的单独组分包含：

(K2b)包含溶解在水中的碱金属离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0mol/L至5.0mol/L的范围内，尤其优选在0mol/L至2.0mol/L的范围内，

以及

锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，尤其优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

以及

优选地，锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相差不超过20％，优选相差不超过10％。

在根据本发明的成套材料或根据本发明优选的成套材料的一个优选的设计方案中，组分(K2b)中的锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0.1mol/L至5.0mol/L的范围内，尤其优选在0.1mol/L至2.0mol/L的范围内。

特别优选的是如上所述的根据本发明的成套材料(尤其是在上文或下文中称为优选的成套材料)，所述成套材料至少包含以下单独组分：

(K1)包含水玻璃的水溶液或分散体，其中以溶液或分散体的总量计，SiO₂含量在20重量％至34重量％的范围内，优选在25重量％至34重量％的范围内，和/或其中SiO₂/M₂O摩尔模量大于要制造的含锂的水玻璃的摩尔模量，

(K2a)包含溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度在0.3mol/L至5.3mol/L的范围内，优选在1.0mol/L至5.0mol/L的范围内

以及

锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

和

(K2b)包含溶解在水中的锂离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体，其中

锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0.1mol/L至5.0mol/L的范围内，尤其优选在0.1mol/L至2.0mol/L的范围内，

以及

锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，更优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

以及

优选地，锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相差不超过20％，优选相差不超过10％。

关于根据本发明的成套材料的其他优选的设计方案，针对根据本发明的方法在上文中给出的说明相应地适用，反之亦然。

在上文中给出的根据本发明的成套材料适合于在上文给出的根据本发明的方法中使用并且设为用于此。

本发明同样涉及上述根据本发明的成套材料或优选的根据本发明的成套材料用于制造模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体的应用，其中所述模制料混合物包含：

(M1)模制基本料

和

(M2)包含含锂的水玻璃的溶液或分散体，

所述溶液或分散体具有在1.6至3.5的范围内，优选在1.8至3.0的范围内的SiO₂/M₂O摩尔模量，

以及

其中Li₂O占M₂O的摩尔份额在0.05至0.60的范围内，优选在0.1至0.4的范围内。

关于根据本发明的应用的优选的设计方案，针对根据本发明的方法和针对根据本发明的成套材料在上文中给出的说明相应地适用。

此外，本发明还涉及一种用于在制造模制料混合物时使用或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体(优选用于在按照根据本发明的方法的制造中使用)，优选用于制造包含含锂的水玻璃的中间溶液或分散体的设施，所述中间溶液或分散体用于在制造模制料混合物时使用或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体，

-其中所述设施至少包括：

-第一储罐(Z1)，所述第一储罐(Z1)包含含有水玻璃的水溶液或分散体(K1)作为第一组分，其中以溶液或分散体的总量计，SiO₂含量在20重量％至34重量％的范围内，优选在25重量％至34重量％的范围内，和/或其中SiO₂/M₂O摩尔模量大于在要制造的模制料混合物中的含锂的水玻璃的摩尔模量，

-第二储罐(Z2)，所述第二储罐(Z2)包含含有溶解在水中的锂离子的第一不含水玻璃的溶液或分散体(K2a)作为第二组分，其中

ο锂离子的浓度在0.3mol/L至5.3mol/L的范围内，优选在1.0mol/L至5.0mol/L的范围内

以及

ο锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，尤其优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

-优选地，混合装置(Z3)，尤其优选混合管，更尤其优选静态混合管，以混合至少第一组分和第二组分，用于制造所述中间溶液或分散体或者中间溶液或分散体(参照根据本发明的方法，将该中间溶液或分散体称作为(M2))，

以及

-其中优选地，至少第一储罐和第二储罐与混合装置(Z3)分别通过一个或多个管路(Z4)连接，

其中M₂O分别表示氧化锂、氧化钠和氧化钾的总量，

和/或

-其中中间溶液或分散体中的含锂的水玻璃具有在1.6至3.5的范围内，优选在1.8至3.0的范围内的SiO₂/M₂O摩尔模量，和/或其中Li₂O占M₂O中的摩尔份额在0.05至0.60的范围内，优选在0.1至0.4的范围内，其中M₂O分别表示氧化锂、氧化钠和氧化钾的总量，

和/或

-其中在如上所述的根据本发明的方法(尤其是在下文或下文中称为优选的方法)中使用。

优选地，根据本发明的设施包括混合装置(Z3)，并且优选地，至少第一储罐和第二储罐与混合装置(Z3)分别通过一个或多个管路(Z4)连接。在该优选的设计方案中，根据本发明的设施是用于制造包含含锂的水玻璃的中间溶液或分散体(关于根据本发明的方法，该中间溶液或分散体称为(M2))的设施，用于在制造模制料混合物或用于制造模制料混合物和由其构成的模制体时使用。

然而，本发明还包括如上所述的设施，所述设施无需混合装置就适合，并且在所述设施中，组分(K1)、(K2a)和——在存在和使用的情况下——(K2b)直接引导到模制基本料(M1)中，并且在那里才彼此混合以及与模制基本料(M1)混合。

混合装置(Z3)同时可以是储罐((Z1)、(Z2)或(Z5)；参见下文)。借助于一个或多个泵可以将一个储罐或多个储罐的内容物输送至混合装置。组分(K1)、(K2a)和(K2b)还可以在仅一个提出的储罐中预混，并且可以随后与模制基本料混合。还可以仅将组分(K1)与(K2a)或可选地(K1)与(K2b)或(K2a)与(K2b)在储罐中预混，然后才与各第三组分((K2b)或(K2a)或(K1))混合。还可以将组分(K1)、(K2a)和(K2b)各自直接与模制基本料混合，而不与任何其他组分预混。

关于根据本发明的设施的优选的设计方案，针对根据本发明的方法，根据本发明的成套材料以及根据本发明的应用在上文中给出的阐述相应地适用，反之亦然。

在上文或下文给出的根据本发明的设施适合于在上文给出的根据本发明的方法中使用并且设为用于此。

在上文中给出的根据本发明的成套材料适合于在上文或下文给出的根据本发明的设施中使用并且设为用于此。

此外，还优选的是如上所述的根据本发明的设施，所述设施还包括

-第三储罐(Z5)，所述第三储罐(Z5)包含含有溶解在水中的碱金属离子的第二不含水玻璃的溶液或分散体(K2b)，其中

ο锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0mol/L至5.0mol/L的范围内，更优选在0mol/L至2.0mol/L的范围内，

以及

ο锂离子、钠离子和钾离子的总浓度在0.3mol/L至28.0mol/L的范围内，优选在0.3mol/L至20.0mol/L的范围内，尤其优选在1.0mol/L至10.0mol/L的范围内，

以及

ο优选地，锂离子、钠离子和钾离子的总浓度与组分(K2a)中的锂离子、钠离子和钾离子的总浓度相差不超过20％，优选相差不超过10％，

其中优选地，混合装置(Z3)构成为用于混合至少第一组分、第二组分和第三组分，以产生中间溶液或分散体，以及

其中优选地，至少第一储罐、第二储罐和第三储罐与混合装置(Z3)分别通过一个或多个管路(Z4)连接。

在根据本发明的或根据本发明优选的设施的一个优选的设计方案中，第三储罐(Z5)中的组分(K2b)中的锂离子的浓度比在组分(K2a)中低，并且优选在0.1mol/L至5.0mol/L的范围内，尤其优选在0.1mol/L至2.0mol/L的范围内。

附图说明

下面在下文中给出的实例中并且参照附图更详细地描述本发明。

附图：

图1：图1示出具有以下设施部件的根据本发明的设施的局部的示意性构造：第一储罐(Z1)、第二储罐(Z2)、混合装置(Z3)以及将第一储罐和第二储罐与混合装置连接的一个或多个(在此：多个)管路(Z4)。

图2：图2示出具有以下设施部件的根据本发明的设施的局部的示意性构造：第一储罐(Z1)、第二储罐(Z2)、混合装置(Z3)(在此与第一储罐(Z1)相同)以及将第一储罐和第二储罐与混合装置连接(其中第一储罐和混合装置相同)的一个或多个(在此：一个)管路(Z4)。

图3：图3示出具有以下装置部件的根据本发明的设施的局部的示意性构造：第一储罐(Z1)、第二储罐(Z2)、第三储罐(Z5)、混合装置(Z3)以及将第一储罐、第二储罐和第三储罐与混合装置连接的一个或多个(在此：多个)管路(Z4)。

具体实施方式

实例：

实例应更详细地描述和阐述本发明，而不限制其保护范围。

除非另有说明，否则在常规实验室条件(25℃，标准压力)下工作。

实施例1a：示例性组分(K1)、(K2a)和(K2b)

以本身已知的方式制造具有在表1a中示出的特性的示例性组分(K1)、(K2a)和(K2b)。

表1a：示例性组分(K1)、(K2a)和(K2b)

组成部分	组分(K1)	组分(K2a)	组分(K2b)
				SiO<sub>2</sub>/M<sub>2</sub>O摩尔模量	2.7	k.A.	k.A.
固体含量[重量％]	41	14	22
				SiO<sub>2</sub>含量[重量％]	29	0	0
c(Li<sup>+</sup>)[mol/L]	0	2.4	0.3
				c(Li<sup>+</sup>/Na<sup>+</sup>/K<sup>+</sup>)[mol/L]	k.A.	3.0	3.0

在表1a中，说明“c(Li⁺)”表示锂离子的浓度，并且说明“c(Li⁺/Na⁺/K⁺)”表示锂离子、钠离子和钾离子的总浓度。说明“k.A.”表示，在相应的单元格中未说明值。“重量％”的说明分别基于相应的组分(K1)、(K2a)或(K2b)的总量。

实例1b：确定组分(K1)、(K2a)和(K2b)的pH值

以本身已知的方式制造优选的组分(K1)、(K2a)和(K2b)。随后以本身已知的方式确定优选的组分的pH值。结果在下文中在表1b中说明：

表1b：优选的组分(K1)、(K2a)和(K2b)的pH值

组成部分	组分(K1)	组分(K2a)	组分(K2b)
				pH值	11.6	12.0	13.5

优选的组分(K1)、(K2a)和(K2b)的其他特性与表1a中的特性非常相似；不存在显著偏差。

实施例2：包含含锂的水玻璃的根据本发明的溶液或分散体的制造

按照根据本发明的方法，通过将组分(K1)、(K2a)和可选的(K2b)以本身已知的方式彼此混合来制造包含含锂的水玻璃的示例性的溶液或分散体(M2)。分别使用在实例1中说明的组分。为此，提供相应份额的组分(K1)，并且添加相应份额的组分(K2a)和可选的(K2b)。通过摇动或搅拌，使得到的溶液或分散体(M2)均匀化。结果在表2中说明。

表2：根据本发明制造的包含含锂的水玻璃的溶液或分散体(M2)的组成

实施例3：模制料混合物的制造

由在表4中说明的组成部分，根据在下文中给出的工作规章，按照根据本发明的方法制造模制料混合物(模制料混合物EF1至EF3)，以及按照常规的、非根据本发明的方法制造比较模制料混合物(VF1)。表4中的所有量说明以重量份来说明。

作为“粘合剂”(参见表4)使用根据表3制造的包含含锂的水玻璃的根据本发明的溶液或分散体(M2)，或非根据本发明的溶液或分散体(M2v)(参见粘合剂EL1至EL3和VL1)。作为“模制基本料”(M1)分别使用石英砂(Frechen的Quarzwerke有限公司的H31)。作为“添加剂”分别使用用于铸造模制体的市售的粉末状的添加剂

8610(Hüttenes-Albertus Chemische Werke Gesellschaft mit

Haftung公司)，其此外包含颗粒状的无定形二氧化硅。

表3：制造的根据本发明的溶液或分散体(M2)以及比较溶液(M2v)的组成

表4：模制料混合物的组成

实验	模制基本料[重量份]	粘合剂/[重量份]	添加剂[重量份]
				EF1	100	EL1/(2.2)	1.3
EF2	100	EL2/(2.2)	1.3
				EF3	100	EL3/(2.2)	1.3
VF1	100	VL1/(2.2)	1.3

将模制料混合物的组成部分在实验室桨式混合器(Multiserw公司)中混合。为此，首先引入石英砂，然后混入粉末状的添加剂。此后添加预混的粘合剂(参见表3)。随后将混合物搅拌总共两分钟。然后将所得的模制料混合物分别用于随后的研究。

实施例4：模制体的制造

借助于用于制造弯曲棒的可加热的模制工具(如在德国铸造专家协会的1974年3月的规则M11中说明的)，由在实施例3中制造的模制料混合物(参见表4)来制造模制体(试样，即尺寸为22.4mm×22.4mm×165mm的标准弯曲杆)，所述模制体用于随后的实验：

分别借助于压缩空气(4bar)将模制料混合物引入到模制工具(芯盒温度180℃)中。发射时间为3秒，随后硬化时间为30秒(延迟时间3秒)。为了加速混合物的硬化，在30秒硬化时间期间，引导热空气(2bar气体处理压力，180℃气体处理温度和气体处理软管温度)通过模制工具。

所制造的试样为模制体——如在涉及的专业领域中常见的那样——典型地代表可以在铸造工业中使用的模制体，如模具或型芯。

实施例5：研究模制体的贮存稳定性

水玻璃结合的模制体的贮存稳定性取决于环境条件，特别是取决于空气湿度。湿度越高，模制体损坏(例如，型芯损坏)的风险越大。模制体的损坏例如表现为构件失效(例如，型芯断裂)或强度急剧下降(关于冷强度低的残余强度)。此外，在高湿度的情况下，存在水吸收，这在浇铸时可能导致气体缺陷(例如，铸件中的气泡)。

研究在限定的条件(温度和相对湿度)下进行，分别借助于数据记录器来监控。在表5(参见“实验”栏)中，模制体(试样)分别通过用于其制造的模制料混合物(参见实施例3和表3)来表征。

5.1.确定直至构件失效的时间

为了确定直至构件失效(试样断裂)的时间，将试样贮存在空气调节柜中并观察直至断裂的时间。在表5中分别作为3次测量的平均值说明以小时为单位的相应的时间。

5.2.确定试样的残余强度

为了确定残余强度，将试样在空气调节柜中贮存特定的持续时间(参见表5)。随后，直接在从空气调节柜中取出之后测量弯曲强度。

为了确定弯曲强度，将在实例4中制造的试样置入配备有3点弯曲设备的Georg-Fischer强度测试仪(Multiserw公司)，并测量导致试样断裂的力。在表5中说明的持续时间之后测量弯曲强度。在表5(参见“实验”栏)中，模制体(试样)分别通过用于其制造的模制料混合物(参见实例3和表4)来表征。

在表5中作为各3次测量的平均值说明获得的测量值(以原始值的％说明的残余强度)。

5.3.确定试样的吸水率

为了确定吸水率，在从模具中取出之后一小时，对试样进行称重，然后将试样贮存在空气调节柜中特定的时间(参见表5)。直接在从空气调节柜中取出之后再次对试样进行称重。在表5中作为3次测量的平均值说明以％为单位的所获得的重量差(或质量差)。

表5：模制体的贮存稳定性

在表5中，说明“rLF”表示相对空气湿度，说明“n.b.”表示“未确定”(即未确定测量值)。说明“31.3g/m³”、“35.3g/m³”、“14.7g/m³”和“25.0g/m³”分别表示绝对空气湿度。

从在表5中说明的测量值中可以得出，按照根据本发明的方法借助含锂的水玻璃制造的模制体(试样EF1、EF2和EF3)具有比按照非根据本发明的方法(不添加锂)制造的比较试样(VF1)更好的贮存稳定性。根据本发明制造的模制体在此显示出比未根据本发明制造的比较模制体更好的贮存能力(参见表5，“直至构件失效的时间”栏)，更大的贮存后残余强度(参见表5，“在35℃下的残余强度”栏)和更低的吸水率(参见表5，“吸水率”栏)。

此外可以从表5中得出，随着用于制造模制体的溶液或分散体(M2)的锂离子含量在给出的范围内增加，模制体的所观察的特性，即贮存稳定性(更高)、残余强度(更高)和吸水率(更低)得到改善。模制体的较高的吸水率通常提高铸造过程中气体逸出从而通过包封气泡造成的铸件的品质降低的风险。

从这些观察中可以得出的结论是，根据分别占优的气候条件(尤其是环境温度以及相对或绝对空气湿度)，在根据本发明的方法或根据本发明的成套材料或根据本发明的设施的使用位置，在要制备的溶液或分散体(M2)中的相应地可灵活调节的锂离子浓度(如借助根据本发明的方法或借助根据本发明的成套材料是可行的)是有利的，因为借此能够有针对性地控制或设定模制体的期望的特性，尤其是借助粘合剂结合的模制体的期望的贮存特性。

在例如这不需要重要气候条件的情况下，即在要求较低的重要气候条件占优的情况下，尤其是较小的空气湿度，则可以降低溶液或分散体(M2)中的锂离子含量，由此节省成本。近年来，因为锂化合物由于电池工业中的需求增加而贵得多，这种成本节省变得更加重要。

5.4.溶液或分散体(M2)的贮存时长对模制体的贮存稳定性的影响

使用溶液或分散体(M2)的组分(K1)、(K2a)和(K2b)，并将其以在此在下文中说明的方式和在其他保持不变的条件下按照根据本发明的方法彼此混合，或者彼此混合和与模制基本料(M1)混合：

a)将组分(K1)、(K2a)和(K2b)直接与模制基本料混合，而无需预混。

b)将组分(K1)、(K2a)和(K2b)预混，并且随后将预混料直接与模制基本料混合。

c)将组分(K1)、(K2a)和(K2b)预混，并且将预混料在其制造后一天与模制基本料混合。

d)将组分(K1)、(K2a)和(K2b)预混，并且将预混料在其制造后两天与模制基本料混合。

e)将组分(K1)、(K2a)和(K2b)预混，并且将预混料在其制造后三天与模制基本料混合。

随后由上面获得的模制料混合物a)至e)制造如上说明的模制体(试样；参见实例4)，并且对所述模制体的贮存稳定性(“直至构件失效的时间”；参见实例5.1)进行研究。

在测量按照根据本发明的方法借助在上文中说明的模制料混合物a)至e)制造的模制体(试样)的贮存稳定性时，未确定显著差异。

从该结果可以得出的结论是，按照根据本发明的方法制造的溶液或分散体(M2)可以在测试条件下贮存至少三天，而不会由此造成实践重要的质量损害。

实施例6：溶液或分散体(M2)的贮存稳定性的研究

将在实施例3中制造的溶液或分散体(M2)具有名称“EL3”的样品在表6中说明的条件下贮存在密闭容器中，并且其质量或在表6中说明的时刻与同样在表6中说明的结果的一致性分别通过目视检查来确定：

表6：溶液或分散体(M2)的贮存稳定性

温度[℃]	1天	1.5天	3天	6天	8天
						20	++	++	++	+	o
25	++	++	++	+	o
						30	++	++	+	o	o
50	++	+	o	-	-

在表6中，说明“++”表示：可确定溶液或分散体(M2)没有变化；“+”表示：可确定溶液或分散体(M2)中的轻微变化，没有质量损害；“o”：可识别轻微的凝胶形成，溶液或分散体(M2)仍可在没有损害的情况下使用；“-”：可识别强的沉淀，溶液或分散体(M2)不再可以在没有损害的情况下使用(例如，在泵、过滤器、计量单元中)。

从以上结果中可见的是，按照根据本发明的方法制造的溶液或分散体(M2)即使在不利的贮存条件下也可以直至8天(优选直至7天)在没有实践重要的质量损害的情况下用于制造用于铸造工业的模制体。

如从表6中同样可见的，因此制造的具有有利的(高的)锂含量的溶液或分散体(M2)能够短期地或最多中期地以预混的形式贮存，并在工业实践中使用。然而，对于长期贮存(例如，在几周内)，具有有利的(高的)锂含量的均匀的(例如，预混的)溶液或分散体(M2)出于上述原因而不适合。

因此，根据本发明的主题，这种具有有利的(高的)锂含量的溶液或分散体(M2)在实际工业使用之前短期地或中期地才通过将分开贮存的组分(K1)、(K2a)和可选的(K2b)彼此混合或与模制基本料混合成模制料混合物而混合。