Способ приготовления водной противопригарной краски

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНА ВОДНОЙ ПРОТИВОПРИГАРНОЙ КРАСКИ, включающий смешивание ингредиентов краски и последующую импульсную обработку полученной суспензии, отличающийс я тем, что, с целью повьшения седиментационной устойчивости, прочности и противопригарных свойств краски, импульсную обработку суспензии осуществляют электрическими разрядами 500-1000 импульсов и энергии одного разряда

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) ° (11)

3f59 В 22 С 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ (21) 3561386/22-02 (22) 09.03.83 (46) 30.08.84. Бюл. К - 32 (72) Д.М. Кукуй, Е.И. Бельский, С.В. Кузнецов, М.М. Петухов, В.Ф. Одиночко, Г.Н. Гогесашвили н З.А. Кокоев (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.744.079(088.8) (56) 1. Ткаченко К.М. и др. Противопригарные покрытия для форм и стержней. М., "Машиностроение", 1968, с. 26-28.

2. Медведев Я.И. и др. Обработка водных противопрнгарных красок ультразвуком. — 11Литейное производство"у

1978, В 2, с. 17-18. (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДНОЙ

ПРОТИВОПРИГАРНОЙ КРАСКИ, включающий смешивание ингредиентов краски и по" следующую импульсную обработку полученной суспензии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости, прочности и противопригарных свойств краски, импульсную обработку суспензии осуществляют электрическими разрядами

500-1000 импульсов и энергии одного разряда (0,5-5) 10 Дж на 1 кг краски плотностью 1,3-1,5 кг/дм .

0537 1 сокоскоростные потоки жидкости и др.

Электрическую энергию, затрачиваемую на пробой рабочего разрядного промежутка и выделяемую в начале разряда, без учета потерь, можно определить

5 по известной формуле

C U

У=- ——

1 111

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в отделениях, занимающихся приготовлением противопригарных красок.

Известен способ приготовления противопригарных красок, предусматривающий смешивание сухих и жидких ингредиентов краски в лопастных мешалках (13.

Однако этот способ не позволяет достаточно полно использовать технологические свойства связующих материалов и нанолнителей, входящих в состав красок.

Наиболее близким к предлагаемому

15 по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления краски путем ультразвуковой обработки суспензии водных противопригарных красок (2 ).

Недостатком этого метода является значительное время обработки водных противопригарных красок, достигающее

20-25 мин. Кроме того, обработка водных красок ультразвуком не позволяет достаточно полно использовать вяжущие свойства материалов, входящих в состав краски, не позволяет получать достаточно высокое качество поверхности отливок из-за низких противопригарных свойств.

Целью изобретения является повышение седиментационной устойчивости, прочности и противопригарных свойств краски.

Поставленная цель достигается 35 тем, что согласно способу приготовления водной противопригарной краски, включающему смешивание ингредиентов краски и последующую импульсную обработку полученной суспензии, им- 4О пульсную обработку суспензии осуществляют электрическими разрядами

500-1000 импульсов и энергии одного разряда (0;5.-5) 10 Дж на 1 кг краски плотностью 1,3-1,5 кг/дм . 45

Диапазоны изменения энергии одного разряда (0,5-5) 10з Дж и их количества (500-1000) на 1 кг краски в основном зависят от ее плотности и удельной электропроводности (6„а). 50

Последняя, в свою очередь, зависит от электрических свойств компонентов, входящих в состав красок. Основными факторами воздействия электрического разряда в жидкости на обрабатываемый 55 материал являются ударная волна и порождаемые ею, так называемые, послеразрядные явления: кавитация, выгде С вЂ” емкость конденсаторной батареи;

U — напряжение заряда конденсаторной батареи.

Потери энергии можно подключать, используя выражение аи/=кеб (5, 5,) где К .10 В с/м — постоянная; в — рабочий разрядный промежуток; . 4„8 — низковольтная удельная электропроводность рабочей среды (водно-песчаной пумпы): (5„+S }- суммарная площадь неизолированной части положительного электрода.

Проведены экспериментальные исследования водных противопригарных красок, содержащих наполнителя, отличающиеся по химическому составу, и как следствие, различным образом влияющие на электрические параметры оборудования, предназначенного для их обработки. Так шунгит, являясь материалом с высоким содержанием углерода (до 357), значительно повышает электропроводность краски, что приводит к увеличению расхода электрической энергии.

Пирофиллит, содержащий 63,0—

79,0 мас.7 Si02 и 18,0-28,0 мас.7

А1 0 в меньшей степени влияет на электрспроводность красок. Необходимо также учитывать и прочность зерен наполнителя, так как улучшение технологических свойств красок при обработке электрическими разрядами достигается также в результате измельчения составляющих компонентов.

Таким образом, различие физикомеханических свойств основных наполнителей красок, применяемых в литейном производстве (молотый пылевидный кварц, дистен-силлиманитовый концентрат, молотые тальк и талькомагнезит, молотый пирофиллнт, молотый,*шунгит, шамотные, корундовые и цирконовые порошки), обуславливает пределы иэ»1053

8,5

Остальное (до плотности

1,4 кг/дм ). менения энертии единичных электричес" ких разрядов и их количество на 1 кг краски.

Плотность и вязкость водных красок после обработки их электрическими разрядами практически не изменяются.

Способ осуществляют следующим образом.

В лопастной смеситель подают жидкие ингредиенты противопригарной 10 краски (связующий материал, например

СДБ, и воду), перемешивают их, после чего подают сыпучие материалы (огнеупорный наполнитель, бентонит) и продолжают процесс перемешивания до 15 получения однородной суспензии с необходимой плотностью. После этого, перед нанесением полученной противопригарной краски на поверхность формы или стержня, ее подвергают обра- 20 ботке электрическими разрядами

500-1000 импульсов и энергий одного разряда (О,5.5) 10 Дж на 1 кг краски плотностью 1,4-1,5 кг/дм .

Обработка, электрическими разряда- 25 ми водной краски приводит к значительному увеличению степени дисперсности наполнителя и бентонита, что способствует их активации. В результате достигается повышение седимента- 3Q ционной устойчивости краски и прочности красочного слоя, а также улучшение противопригарных свойств краски.

С целью определения оптимальных режимов обработка электрическими разрядами водных противопригарных красок осуществляется на лабораторной установке, позволяющей осуществлять электрический разряд в жидкости.

При этом испытываются краски следующего состава, мас. :

Огнеупорный наполнитель 55,0

Бентонит 3,5

Сульфитно-дрожжевая

45 бражка

Вода

В качестве огнеупорного наполнителя в составе краски используется пирофнллит. В состав этой краски в качестве углеродсодержащего материала дополнительно еще вводятся гидрофобизатор калийный ГФК-1 в количестве

4, O ..

В табл. 1 представлены свойства краски, обработанной электрическими разрядами, ультразвуковыми колебаниями частотой 22 кГц, плотностью акустической энергии 0,3 вт/см в течение 20 мин (по прототипу) и краски без импульсной обработки.

В табл. 2 приведены аналогичные данные для противопригарной краски, содержащей в качестве огнеупорного наполнителя порошкообраэный шунгит.

Приведенные в табл. 1 и 2 данные свидетельствуют о том, что обработка электрическими разрядами водных про- . тивопригарных красок позволяет не только повысить их прочность и седиментационную устойчивость, но и улучшить противопригарные свойства вследствие повышения эффективности действия огнеупорных наполнителей, происшедшей в результате их активации при воздействии электрических разрядов.

Уменьшение количества разрядов менее 500 и энергии одного разряда менее 0,5 i10 Дж при обработке не оказывает заметного влияния на физикомеханические свойства красок. Увеличение количества разрядов свыше 1000 и энергии одного разряда свыше

5 10 Дж приводит к значительному нагреву краски, вследствие чего из-за структурных изменений связующего ухудшаются ее прочностные свойства.

Реализация изобретения позволяет на 15-20 снизить расход связующего красок, повысить производительность труда на финишных операциях и умень-. шить затраты на очистку литья.

1110537Таблица 1

Свойства

Количество раврядов

750

500

0,5

0,5

8 5-9,0

5,0-5,5 8,0-8,5

4, 5-5,0 . 7, 5-8,0

Оэ4 Оэб Оэ5-Оэ7

0,5-0,7

0,4-0,6

0,3.-0,4

97-98

97-99 100

100

100

95-105

90-100

100-110 90-100

100-120

3-5

3-5

2-4

Прочность красочного слоя к истиранию, кг/мм

Прочность сцепления с формой, ИПа

Глубина проникнове,ния краски в форму, мм

Седиментационная устойчивость,X

Противопригарные свойства: шероховатость поверхности отливки„ мкм наличие пригара на поверхности отливок, 7

Покаэатели свойств для режимов обработки краски

Энергия одного разряда> 10 Дж

0,07-0,08 0,09 0,11 0,10-0,12 0,08-0,10 0,09"0,11

1110537

Продолжение табл. 1

Свойства

Не обработанная

Показатели свойств для режимов обработки краски

Энергия одного разряда, 10 Дж

0,5

Прочность красочного слоя к истиранию,кг/мм 9,0-9,5 5,0-5,5 8,5-9,0 6,5-7,0 4,0-4,5 2,5-2,8

Прочность сцепления с, формой,МПа 0,11-0,13 0,09-0,11 О, 11-0,13 0,09"0,10 0,04-0,07 0,03-0,06

Ов5 0 ° 7 0ь4"Оэб Оэ5 Оэ7 Овб Оэ7 Оъ25 Оэ40 Ов2 Оъ3

Седиментационная устойчивость,X

100

96-98 95-97

100

100

100

Противопригарные свойства: шероховатость

:поверхности отливки, мкм 80-90 85-95 80-90

40-150 160-190

80-90

7-10 10-20

2-4

2-4

2-4

3-5

Глубина проникновения краски в форму, мм наличие пригара на поверхности отливок, Количество разрядов

1000

Ультразвуковая обработка (прототип) 1110537

Таблица 2

Свойства

Количество разрядов

500

750

0,5

0,5

98-100 98-100 100

98-100 100

85-95 80-90

1-2

Прочность красочного слоя к истиранию, кг/мм

Прочность сцепления с формой, MIla

Глубина проникновения краски в форму, мм

Седиментационная устойчивость, %

Прстивопригарные свойства: шероховатость поверхности отливок, мкм наличие пригара на поверхности отливок, 7.

Показатели свойств для режимов обработки краски

Энергия одного разряда 10 Дж

5,0-6,0 8,0-9,0 11,0-12,0 5,5-6,5 8,5-9,5

0,08-0,10 0,15-0,18 0,22-0,26 0,10-0,12 0,17-0,20

0 5-0,6 .0,6-0,8 0,8-1,0 0,6-0,7 0,7-0,8

90-100 85 95 80-90!

i!053?

Продолжение табл. 2

Свойства

Количество разрядов

1000

Энергия одного разряда> 103 Дж

0,5

Прочность красочного слоя к истиранко, кг/мм 12,0-13,0 8,5-9,5 11,5-12,5 10,5-11,0 4,2-4,8

3,6-4,5

Прочность сцепления с формой, МПа О, 25-0,30 0, 16-0, 18 0,28-0,30 0,20-0,23 0,07 .

0,05

Глубина проникновения краски в форму, им 0,7-0,8 0,6-0,7 0,9-1,0 0,8-1,0 0,4-0,5

0,3-0,4

Седиментационная устойчивость 7 100

97-99 97-98

100

100

l00 шероховатость по85-95 35-95

80-90

80-90

110-1 15 1 10- 1 20 наличие пригара на поверхности отливок,7 0 !

2-4 0

1-4

ВПМППИ Заказ 6233/8 Тараи 774 77о сеае

Филиал ППП Патлат, г.риророл,.ул.йроакткаа, 4

Противопригарные свойства: верхности отливок, мкм

Показатели свойств для режимов обработки краски

Ультразвуковая обработка (прототип) Не обработан. ная