Er wird aus zwei Komponenten gebildet, den Urethanreaktanten Phenolharz in gelöster Form und Polyisocyanat (Aktivator). Die Aushärtung erfolgt mit alkalischem Katalysator und beruht auf einer Polyaddition, bei der sich aus der Reaktion beider Komponenten Polyurethan bildet (Bild). Es entstehen so stark vernetzte Makromoleküle.
Der Einfluss des pH-Wertes, zum Beispiel des Formgrundstoffs, auf die Polyadditionsreaktion bei basisch katalysierter Härtung ist von Bedeutung. Sauer reagierende Komponenten im Altsand verzögern die Härtereaktion. Die gleiche Wirkung verursachen auch zu niedrige Verarbeitungstemperaturen (kleiner 10 °C). Für basische Formgrundstoffe (Olivin-, Chromitsande) bieten die Urethanharze im Vergleich zu den säurehärtenden Phenolharzen günstigere Einsatzmöglichkeiten.
Urethanharze für das Cold-Box-Verfahren sind Harze, bei denen die beiden Urethanreaktanten im Verhältnis 1 : 1 vorliegen.
Die Härtung erfolgt durch einen gasförmigen Katalysator, einem Triethylamin (TEA) oder Dimethylethylamin (DEMA), der mit Luft oder einem anderen inerten Gas durch den Formstoff geleitet wird.
