Состав противопригарной эмульсии для литейного производства

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении формовочньк смесей, водно-противопригарных красок и покрытий для модельной оснастки . Цель изобретения - повышение равномерности распределения эмульсии в объеме песчано-глинистых смесей или жидкостекольных красок за счет повышения устойчивости к коалесценции и расслоению. Цель достигается благодаря тому, что эмульсия содержит гидрофобный материал, выбранный из группы экстракта послефенольной очистки масел или мазута, или минерального масла, 10-55 мас.%; омьшяемые соединения с числом омыления 95 - 250 мг КОН/Г 3 - 15 мас.%; омылитель неорганического типа, выбранный из гидроокисей щелочных металлов или водорастворимых солей бикарбонатов щелочных металлов, 0,3 - 1,5 мас.%; воду - остальное. При этом состав в качестве омыляемых соединений с указанным числом омыления содержит жировой или масляный гудрон или кубовые остатки синтетических жирных кислот, или соапсток, а соотношение между гидрофобным противопригарным материалом, эмульгатором и омылителем(в мас.) соответственно

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1423250 А1!,511 В 22 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4!05547/31-02 (22) 22.05.86 (46) 15.09,88. Бюл. !! 34 (71) Белорусский политехнический институт (72) М.И.Курилина, П.П,Ковалев, Ж.С,Кульба, Л,Ф.Зайцева

H А.И.!"!нухин (53) 621.742.45 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1- 900926, кл. В 22 С 1/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР !! 653021, кл. В 22 С 1/00, 1976.

Дорошенко С.П. и др. Получение отливок без пригара в песчаных формах. М.: 1!ашиностроение, 1979, с, . 49.

Авторское свидетельство СССР

l! 959887, кл. В 22 С 1/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР !! - 1305168, кл. В 22 С 1/02, 1985. (54) СОСТАВ ПРОТИВОПРИГАРНОИ ЭМУЛЬСИИ ДЛЯ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА. (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении формовочных смесей, водно-противопригарных красок и покрытий для модельной оснастки. Цель изобретения - повышение равномерности распределения эмульсии в объеме песчано-глинистых смесей или жидкостекольных красок эа счет повышения устойчивости к коалесценции и расслоению. Цель достигается благодаря тому, что эмульсия содержит гидрофобный материал, выбранный из группы экстракта послефенольной очистки масел или мазута, или минерального масла, 10-55 мас.Х; омыляемые соединения с числом омыления

95 — 250 мг КОН/г 3 — 15 мас.7.; омилитель неорганического типа, выбранный из гидроокисей щелочных металлов или водорастворимых солей бикарбонатов щелочных металлов, 0,3

l,5 мас.7; воду — остальное, При этом состав в качестве омыляемых соединений с указанным числом омыления содержит жировой или масляный гудрон илг кубовые остатки синтетических жирных кислот, или соапсток, а соотношение между гидрофобным противопригарным материалом, эмульгатором и омылителем(в мас.l) соответственно (4-18):1:(0,1-0,5), Изобретение позволяет благодаря высокой устойчивости при длительном хранении противопригарной эмульсии к процессу коалесценции или расслоению лучше рассредоточивать эмульсию в процессе сме сеприготовления и вводить ее при этом в меньшем количестве, а также получать отливки из чугуна практически беэ пригара. 2 з,п. ф-лы, 6 табл, 1423250

Изобретение относится к литейному производству и может бь .ть использова— но при получении формовочных смесей, .водно-противопригарных красок и по5 крытий для модельной оснастки.

Цель изобретения — повышение равномерности распределения эмульсии в объеме песчано-глинистых смесей или жидкостекольных красок за счет повышения устойчивости к коалесценции и расслоению.

В качестве гидрофобного материала, выбранного из группы экстракта послефенольной очистки масел, могут быть использовано: экстракт селективной очистки масел (ЗСОМ), гидрофобизатор калийный (ГФК), пластификатор нефтяной (ПН-6), мазут и отработанные масла различного назначения. 3СОМ полу- 20 чают при очистке фенолом масляных фракций при перегонке мазута. Он представляет собой высокоароматизированное соединение масляного типа, ГФКпродукт переработки нефти, в котором 25 содержится 65% высокоароматических фракций и 35% легких и средних фракций нефти. Температура застывания не выше 30 С, плотность 0„965 — О,,Р9 г/см о, кинематическая вязкостI-. при !00 С

15-25 сст,, стоимость 26 руб/т.

ПН-6 (ГОСТ 12861-67) получают на нефтеперерабатывающих заводах путем добавления в остаточную высокоароматизированную фракцию легких и сред35

iiIw фракций экстракта селективной очистки масел в количестве до 15%. о

Температура застывания не выше 6 С, плотность 0,95 — 0,98 г/см, стои3 масть 36 руб/т 40

Продукты деароматизации масел гредставляют собой ароматические соединения, полученные в результате переработки нефтей западносибирских мес торождений.

Мазут (ГОСТ 0585-75) является нефтяным топливом, предназначенным для котельных установок и промышленных печей, Это тяжелый остаток после отгона из нефти топливных фракций, Свойства мазута изменяются в широких пределах в зависимости от исходной нефти. Условная вязкость .при 50 С изменяется от 3,6 до 13 Е„. плот ость — от 0,88 до 0,95 г/см, 55 температура застывания — ст -8 до

+42 С, Отработанные масла являются отхо. дом и представляю"." собой группу масел, применяемых для смазки всех видов передач различного промышленного оборудования. Условия работы этих масел разнообразны, поэтому в их состав вводят различные присадки.

Отработанные масла состоят преимущественно из смесей дистиллятных и остаточных минеральных масел. В результате эксплуатации масла загустевают и подлежат замене. Некоторая часть отработанных масел подвергается регенерации, но значительный их объем выбрасывается, В качестве омыляемых эмульгаторов с числом омыления от 95 до 250 мг

КОН/г — жировой или масляный гудрон или кубовые остатки синтетических жирных кислот (КО СЖК) или соапсчок.

Масляный гудрон — отход, получаемый в процессе очистки жиров от примесей отстаиванием и фильтрацией с последующей дистилляцией продукта, содержит масла, карбоновые кислоты и механические примеси органического и неорганического типа, Жировой гудрон — отход мыловаренного производства, получаемый после дистилляции жирных кислот в процессе расщепления твердых жиров ° Основной его частью являются жирные кислоты, в качестве примесей присутствуют нерасщепленные глицериды, глицерин и другие вещества.

По внешнему виду гудроны представляют собой густую вязкую массу разной консистенции (от жидкотекучей до твердой) от темно †кори гнево до чер— ного цвета. Их физические свойства изменяются в широких пределах в зависимости от исходных продуктов и технологии получения. В качестве эмульгаторов могут быть использованы также другие гудроны (например, кислые гудроны переработки нефтей, гудроны соапстоков, вторые жировые гудроны и т.д,) при условии, что число их омыления находится в пределах от 95 до 250 мг KGH/ã.

В «ачестве омылителя неорганического типа используют гидроокиси щелочных металлов (щелочи КОН или

11аОН) или водорастворимые соли бикарбонатов щелочных металлов (кальцинированная сода, поташ).

Соотношение отдельных компонентов эмульсии обусловлено ее свойствами: реоло:-ической и седиментационной устойчивостью, дисперсностью, концент1./ 23„ г)О рацией дисперсной фазы> устойчивостью к коалеспенции. Оптимальное содержание гидрофобного протияопригарного материала (дисперсной фа- ы) в эмульсии находится я пределах от 10 до 55 мас.7..

Расход эмульгатора обусловлен требованиями к степени раздробленности дисперсной фазы, седиментационной устойчивости и устойчивости к коалесценции.

При данном вещественном составе механизм формирования эмульсии состоит в следующем, TIDH взаимопейгтнии эмульгатора и омылителя образуются натриевые или калиевые мыла жирных кислот с определенной (до 12 до 18 атомов углерода) длиной молекулярной цепи и неразнетвленным строением, Указанные соединения в силу особенностей своего молекулярного строения являются весьмя эффективным защитным слоем, который надежно укрывает кап.ли диспергированных противопригарных добавок. Таким образом создаются высо кодисперсные И устойчивые эмульсии высоких концентраций.

Для приготовления данных эмульсий рекомендуется применять мягкую воду с числом жесткости около 8 мгэкв/л.

Пример. Расчетное количество противопригарного материала (П!1-6} и эмульгатора (жирового гудрона) нагревают до жидкотекучего состояния (50 — 60 С) и смешивают до получения однородной массы (в течение 23 мин). Отвешенный омылитель — каустическую соду — растворяют в подогретой до 60 — 65 С воде. Количество воды для растворения омылителя подбирается с таким расчетом, чтобы полученный раствор имел концентрацию не ниже З . Жидкотекучую смесь противопригарного материала с эмульгатором равномерно заливают при непрерывном перемешивании в быстроходной (около 2000 об/мин) мешалке в горячий водный раствор омылителя и после окончания загрузки смеси перемешивают 10 мин, после чего, если необходимо, добавляют оставшуюся воду и перемешивают еще 3 мин. Приготовленные таким образом эмульсии подвергаются технологическим испытаниям, Результаты испытаний приведены в табл. !.

Аналогичные результаты получены при использовании эмульсий с масля5

Вода

Краска имеет удельный вес

l 1120 кг/м и наносится на кокиль с теплоизоляционным покрытием при о, 40 350 С пульверизатором.

Использование предлагаемого изобретения позволяет благодаря высокой устойчивости при длительном хранении противопригарной эмульсии к процессу

4> коалесценции или расслоению лучше рассредоточивать эмульсию в процессе смесеприготовления и вводить ее при этом в меньшем количестве, а также получают отливки иэ чугуна практи50 чески без пригара.

Формула изобретения

1, Состав нротивопригарной эмульсии для литейного производства, чающий гидрофобный материал, выбран" ный из группы экстракта послефенольной очистки масел или мазута, или минерального масла, эмульгатор, воными гудронами с различным числом омьгления, приведены в табл. 2.

Составы и свойства эмульсий í l основе мазута приведены в табл. 3.

Условная вязкость суспензий через 0,5 — 5 сут приведен в табл, 4.

Как видно из представленных экспериментальных материалов условная няз-.

Ip кость предлагаемых составов эмульсий значительно ниже, чем известного и практически не изменяется в течение длительного промежутка времени, Свойства при использовании пред1 лагаемой противопригарной эмульсии в формовочной песчано-глинистой смеси и в покрытии для кокилей приведены в табл ° 5 и 6.

Состав смеси для сырых форм, ас. Е:

Оборотная смесь 95

Освежающая добавка 3

Эмульсия 2,5 (сверх 100)

25 При этом освежающая добавка содержит мас.Е:

Песок 80,43

Бентонит 16,09

Гудрон 2,9

30 Состав покрытия, мас.7.:

Наполнитель (тальк) 15

Жидкое стекло 3

Эмульсия N- 3 по табл.

1423250 ду, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности распределения эмульсии в объеме песчано-глинистых смесей или жидкостекольных красок за счет повышения устойчивости к коалесценцйи и расслоению, состав в качестве эмульгатора содержит омыпяемые соединения с числом омыления 95 — 250 мг КОН/r и дополнительно †омылитель неорганического типа, выбранный из группы гидроокисей щелочных металлов или водорастворимых солей бикарбонатов щелочных металлов при следующем соот ношении ингредиентов, мас.%;

Гидрофобный материал, выбранный из группы экстракта послефенольной очистки

3 — 55

0,3- 1,5

Остальное

10 — 55

Компоненты, мас.% и свойства

10 20 40

О,- 0,5 1,0

Каустиче ская сода

Жировой гудрон (ч.о, 110 мг/г),3

15

ДР-РАС

Водa

86 l 745 49

28,5

Средний размер капель, мкм 10 7 7

Состояние через

5 ч, Нет Нет Нет пена

Незначительная коалесценция

Нет Нет Нет Нет

Нет Нет "Нет Нет расслоение загустение

Нет Нет ."Чет Нет

Состояние через

24 ч масел или мазута, или минерального масла

Омнпяемые соединения с числом омыления 95

250 мг КОН/г

Омылитель неорганического типа, выбранный

5 из гидроокисей щелочных металлов или водорастворимых солей бикарбонатов щелочных металлов

Вода

2. Состав по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве омыляемых соединений с числом омыления

95 — 2.50 мг КОН/r состав содержит

1жировой или масляный гудрон, или кубовые остатки синтетических жирных кислот, или соапсток.

3. Состав по п,l, о т л и ч а юшийся тем, что гидрофобный противопригарный матепиал, эмчльгатор и омылитель имеют следующее соотношение соответственно, мас.%: (4-18): 1:

28: (О, I 0,5).

Таблица!

Эмульсии

Эмульr ии пена

ЯоалесценциЯ Нет Нет Нет Нет расслоение загустение

Т а б л и ц а 2

Компоненты и свой" ства

4 5

1 2 . 3

ГФК-1

Сода кальцинированная

1 1

Масляный гудрон ч.о. 85!

О ч. о. 95

10 ч,о. 150

10 ч.о. 250

10 ч.о. 300

49 49 49

49 49

Вода

Коалесценция

Неболь- Нет Нет шая

Значи- Нет Нет тельная

Расслоение ное

Загустение через 5 ч.через 24 ч через 5 ч через 24 ч через 5 ч через 24 ч

1423250 8

Продолжение табл.3

1 I

Нет Нет Не Нет

Нет Нет Нет Нет

Нет Нет Нет Нет

Эмульсии

1 1 1 1

40 40 40 40 40

Нет Нет

Нет Нет

Есть Нет Нет Нет Нет

Значи- Нет Нет Нет Нет тельНет Нет Нет Нет Заметное

Нет Нет Нет Нет Значительное

1423250

Таблица3

Компоненты, мас, Х

Эмульсии з

5 6

Мазут М 1 00

10 10

?О 40 55

Ор2 ОуЗ 0,5 1 0 Iü5 2„0

Поташ

2 3 5 .. 10 15 20

87,8 86„7 74,5 49 28,5 23

Средний диаметр капелью мкм. 3 5

Состояние через 5 ч

Нет

Нет Нет Нет Есть

Нет пена

Нет Нет Нет Нет коалес цен ция

Нет

Нет Нет Нет расслоение

Нет Нет Нет Нет Нет

Нет загустение

Нет Нет Нет Нет Нет

Нет пена

He- .. -Нет Нет

Нет

Нет Нет коалесценция боль— шая

Нет Нет . Нет

He-- Нет больBIO e

Нет расслоение

Нет Нет Нет Есть

Нет Нет загустение

Соапсток (ч.о.130)

Вода

Состояние через 24 ч

Незна- Нет чительная

Незна- Нет чительное

1 1

1423250

11Ф п/и

Содержание,мас.7.

Компоненты эмульсий

ГФК вЂ” 1

Сода

Гудрон

Вода

ГФК вЂ” 1

Сода

Гудрон

Вода

ГФК вЂ” 1

Сода

Гудрон

Вода

Мазут М100

Поташ

Соапсток

Вода

Мазут

Поташ

Соапсток

Вода

Мазут

Поташ

Соапсток

Вода

ПН-6

Сода

Гудрон

Вода

ПН вЂ” 6

Сода

Гудрон, Вода

ПН- 6

Сода

Гудрон

Вода, 10

0,3

3,0

86,7

1,0

1,5

l5

28,5

0,3

3,0

86,7

1,0

1,5

l5

28,5

0,3

3,0

86,7

1,0

l0

1,5

28,5 ТабЛица 4 условная вязкость, с, через

0,5 ч 1 сут. 3 сут. 5 сут.

11,0 11,0 11,2 11,5

12,3 12,2 12,5 13,0

16,5 16,7 .16,7 18,0

11,3 11,2 11,3 11,3

12,9 13,0 13,0 13,5

17,0 17,0 17 3 !7,7

12,0 12,3 12,3 12,8

13,7 14,0 14,0 14,5

17 8 18 0 18 5 22 0

) 423250

Таблица5

Единицы изСвойства сМесН отливок

Влажность

Сырял прочность на сжатие

О, 135

Содержание углеP0PG

0,75 см /г

4,5 — 5

Газа

Наличие пригара на отливках

0 - 2

Т аблица6

Единицы измерения

Свойства

Количе ство съемов

12 — 15 шт

60 — 45 мкм

Седиментационная устойчивость

Визуально Без изменений

Составитель M Куницкая

Редактор И.Касарда Техред И. Ходаннч Корректор Л.Патай

Заказ 4470/13 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государспвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F-35, Рауиская наб., д, 4/5 с

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, Шероховатость поверхности отливок, мерения !

Состав смеси с эмульсией У 3 по табл. 1

Состав покрытия с эмульсией )) 3 по табл,