Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ CMECt ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель, синтетическую смолу, полученную поликонденсацией продуктов на основе карбамида и формальдегида , и кислотный отвердитель , оТлича. ющаяся тем, что, с целью повышения живучести смеси и прочности форм и стержней, она дополнительно содержит полифенилэтоксисилоксан при. следующем соотношении ингредиентов, мае.%: Огнеупорный .наполнитель100 С Синтетическая смола, полученная поликон (Л денсацией продуктов на основе карбамида и формальдегида 1,5-2,5 Кислотный отвердитель 0,3-0,7 Полифенилэтоксисилоксан 0,05-0,15

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(Д> В 22 С 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,5-2,5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3551904/22-02 (22) 15.02.83 (46) 23.03.84. Бюл Р 11 (72) Л.Д.Снулова, С.С,Жуковский, Ю.М.Юнович, В.Г.Герасимова, A.Î.Ãëåáoâ, О.A.Èóýoâcêàÿ, С.A.Деглина, С.Ю.Гуревич и Л.A.Ïðîìûñëoâà (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения ,"ЦНИИТМаШ" и Государственный научноисследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (53) 621.742.4(088.8) (56 ) 1, Жуковский С.С., Лясс A.M.

Стержни и формы из холоднотвердеющнх смесей. М., "Машиностроение", 1978, с. 163.

2. Снулова Л.Д. и др. Холоднотвердеющая смесь со связующим КФФ-Л.Сб. "Современные методы изготовления литейных форм и стержней. Материалы семинара. M., МДНТП им. Дзержинского, 1982, с. 25-29. (54)(57) ХОЛОДНОТВЕРДЕКЩАЯ CMECi

ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И

СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель, синтетическую смолу, полученную поликонденсацией продуктов на основе карбамнда и формальдегида, и кислотный отвердитель, о г л и ч а, ю щ а я с я тем, что, с целью повышения живучести смеси и прочности форм и стержней, она дополнительно содержит полифенилэтоксисилоксан при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Огнеупорный наполнитель 100

Синтетическая смола, полученная поликонденсацией продуктов на основе карбамида и формальдегида

Кислотный отвердитель 0,3-0,7

Полифенилэтоксисилоксан 0,05-0,15

1080912

2,0

Изобретение относится к отрасли литейного производства и касается состава холоднотвердеющих смесей (ХТС) для литейных стержней и форм.

Известна ХТС для изготовления литейных форм и стержней, содержащая кислотно-отверждаемые синтетические смолы поликонденсационного типа в сочетании с модифицирующими добавками алкоксисиланов с аминоили фенокси-функциональными группами, а также кислотный отвердитель и огнеупорный наполнитель 11.

В качестве силанизированных смол могут быть названы феноло-формальдегидные и феноло-фурановые 15 смолы, а также карбамидо-фурановые смолы с повышенным содержанием фурилового спирта. При переходе к карбамидо-фурановым смолам с относительно невысоким содержанием фурило- 2р .вого спирта (20-40%) эффект силанизации, заключающийся в упрочнении форм и стержней, ослабевает. При переходе к карбамидо-формальдегидным смолам или к карбамидо-феноло- 75

-формальдегидным смолам с высоким содержанием карбамидной составляющей эффект силанизации не наблюдается или проявляется в весьма слабой степени., поэтому на практике послед- 3р ние из названных смол силанами упомянутого типа не модифицируют.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ХТС (2) для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель, синтетическую смолу, полученную поликонденсацией продуктов на основе карбамида и формальдегида (карбамидо-феноло-формальдегидную смолу КФФ-Л), и кислотный отвердитель при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Огнеупорный наполнитель 100

Синтетическая смола упомянутого типа

Кислотный отвердитель (ортофосфорная кислота пл. 1,33 г/см ) 0,5 5Р

Данная ХТС характеризуется пониженной живучестью, что служит в ряде случаев причиной брака форм и стержней, а прочность, которую она обеспечивает формам и стержням, 55 нуждается в дальнейшем повышении.

Целью. изобретения является повышениь живучести смеси и прочности форм и стержней., для достижения поставленной цели 6р

XTC для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный

/ наполнитель, синтетическую смолу, полученную поликонденсацией продуктов на основе карбамида и формальде- 65

1,5-2,5

0,3-0,7 гида, и кислотный отвердитель, дополнительно содержит полифенилэтоксисилоксан при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Огнеупорный наполнитель 100

Синтетическая смола, полученная поликонденсацией продуктов на основе карбамида и формальдегида

Кислотный отвердитель

Полифенилэтоксисилоксан 0,05-0,15

Полифенилэтоксисилоксаи для его лучшего распределения может быть введен в состав связующего в виде

50%-ного раствора в уайт-спирите.

Полифенилэтоксисилоксан может быть также введен в состав связующего в виде эмульсии со следующим соотношением ингредиентов, вес.Ъ:

Полифенилэтоксисилоксан ° 7-10

Уайт-спирит 28-30

Ллкиларилсульфонат 0,5-1,0

Вода Остальное

Полифенилэтоксисилоксан представ1 ляет собой замещенный эфир ортокремниевой кислоты с общей формулой (С6 И 5 О (О 4).

2 где х = 1.,1

1,6; и = 1-6. Введение полифенолэтоксисилоксана в ХТС в качестве модифицирующей добавки обеспечивает стабилизацию технологических свойств смеси — живучести, прочности в холодном состоянии, термической прочности. Эта стабилизация обеспечивается гидролитической устойчивостью модифицирующей добавки за счет сшитой двухили трехмерной структуры полифенилэтоксисилоксана.

Повышение термической прочности смеси связано также с тем, что полифенилэтоксисилоксан. является кремнийорганическим полимером, собственная термостойкость которого зависит в том числе и от природы боковых радикалов, обрамляющих основную цепь макромолекулы. Она уменьшается при изменении радикала в следующем порядке С6Н )СН2 = СН )СН3>С2Н5. Следует отметить также, что полифенилэтоксисилоксаны хорошо совмещаются как с карбамидными, фенольными, так и фурановыми смолами .в любом соотношении.

Модифицирующая добавка и продукты ее разложения нетоксичны. Наилучший технологический эффект (по живучести смеси, прочности, термостойкости ) получается при введении в смесь полифенилэтоксисилоксана в пределах 0,20,5 мас.ч. При введении полифенилэтоксисилоксана менее 0,2 мас.ч. не наблюдается заданного технологи1080912

Таблица 1

Ингредиенты

Содержание ингредиентов, мас.ч. в смесях

1 2 3 4

6 7 8 9

10 (известная) Огнеупорный наполнителькварцевый песок 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Мочевино-феноло-формальдегидная 1,5 смола .(КФФ-Л) 1,5 2,5 2,5 2,5

1,5 1,5 2,0 2,0 2,0

Ортофосфорная кислота, уд,вес

1,33 г/см3

0,3 0,7 0 5 0 5 0 5

0,5

Полифенилэтокси-. силоксан

0,05 0,10 0,15

0,10

503-ный раствор полифенилэтоксисилоксана в уайт-спирите

0,05

0, 15

Эмульсия полифенилэпоксиси локсана указанного состава

0,10 0 15 0,10 ческого эффекта, введение его более 0,5 мас.ч. экономически нецелесообразно, поскольку при таком его. расходе уже достигнут требуемый уровень технологических свойств ХТС.

Введение полифенилэтоксисилоксана в смесь в ука..нных пределах позволяет на 20% увеличить живучесть смеси, в два раза увеличить прочность при холодном отверждении и на ЗОЪ термическую прочность.

В качестве смольного связующего можно использовать карбамидо-феноло-формальдегидные смолы типа КФФ-Л, карбамидо-формальдегидные смолы типа КФ-NT,ÌÇ и др. Содержание смольного связующего в смеси находится в пределах 1,5-2,5 мас.ч. При содержании смольного связующего ниже

1,5 мас.ч. не удается получить смесь .с оптимальными технологическими свойствами, а увеличение его более

2,5 мас.ч. нецелесообразно, так как заметного повышения технологического эффекта не наблюдается с одновременным удорожанием смеси. .Кислотным отвердителем в смеси служат органические и минеральные кислоты, например сульфокислоты и ортофосфорная кислота. При использовании отвердителя в количестве менее 0,3 мас.ч. скорость затвердевания снижается, при этом цикл изготовления форм и стержней увеличивается. Если содержание отвердителя больше 0,7 мас.ч., снижается живучесть смеси и прочность, увеличива;ется осыпаемость.

Эмульсия может быть приготовлена на диспергаторе. Модифицирующая

10 добавка во всех видах(чистом, растворе, эмульсии )предварительно вводится в смолу. Ее перемешивание со смолой в лабораторных условиях может быть осуществлено с помощью

15 миксера при 8500 об/мин. Предлагаемую смесь готовят смешиванием огнеупорного наполнителя с кислотным отвердителем в обычных смесителях (периодических и непрерывных)

20 в течение 1,5-2 мин. Затем вводят жидкую композицию (связующее и моди.фицирующую добавку) и смесь перемешивают дополнительно 1,5-2,0 мин.

Примеры получения предлагаемой смеси в сравнении с известной приведены в табл. 1 ° В табл. 2 приведены свойства смеси — живучесть, прочность на сжатие и остаточная термическая прочность.

1080912

° Ю»

Живучесть смеси, мин

Таблица 2

Остаточная прочность (на сжатиеf кгс/см2, после прогрева при температуре, С

Смесь

Прочность на сжатие, кгс/см, через, ч

1 1 1 j

500 600 700 800 900

2 24

10 5 . 24,0 15 0 13 0 6,0

7 5 7,5

0,5

2,0

7,5

8,5

23,5 15,0

9,5

2,5 . 0,7

13,5 6,5

16,0 8,0

4,0 1,0

8,5 9,0

14,0 28,5 20,0

1,5

30,0 28,0

31,0 22,0

15,0

9 5

6,0

18,0 9,0

10 5

19,0 10,5 8,5, 2,5

16,0

9,5

11,0

3,2

О 7

4,2

24,0 13,0 10,0

22,5 12,0 8,0

6,5 ° 6,5

9,5

0,5

6,5

2i0

8,5

3i0

6 5

7,5

4,0 1,0

26,0 14,0

12,0 5,0

11 5

7,5

27,5 15,0 12,5 6 5

1i0

4,5

13,0

8,5

8,25

28,5 15,5 12,6 6,0

4,3

0,7

15,0

9,5

° Ъб

П р и ме ч а Н и е. Показатели живучести и прочности при отверждении приведены в виде среднеарифметических значений, взятых от минимальной и максимальной величин., Составы смесей взяты из табл, 1.

Составитель С.Тепляков

Редактор А.Шишкина. Техред Ж,Кастелевич Корректор И.Муска йа Вйнаэ 1423/8 Тйраж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по двлам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

;- Из сравнения смесей 8-10 с экви валентным содержанием связующегосмолы КФФ-Л по 2,0 мас.ч. следует, что предлагаемые смси 8 и 9 обла,дают по сравнению с известной смесью 10 более высокой живучестью .(на 8,5,-16,5Ф ), более выоокой прочностью на начальной стадии от« вериЩения - через 1-2 ч (на 13,023,5В ) и на завершающей стадии отверждения " через 24 ч (на 3,5-9,0%), Технико-экономические преимущества изобретения складываются

40 эа счет повышения общего комплекса технологических свойств (живучести, прочности, термостойкости), что позволяет улучшить качество отливок, повысить их точность.