Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве противопригарного покрытия для литейных форм и стержней. Цель изобретения - повышение прочности покрытия и его кроющей способности, сокращение продолжительности его затвердевания и уменьшение гигроскопичности, которая достигается за счет использования в составе покрытия катионоактивного полимера, выбранного из ряда эпафлоков. Противопригарное покрытие содержит, мас.%: лигносульфонаты технические 1,5-2,6

бентонит 0,9-2,5

щелочь (в пересчете на сухое вещество) 0,25-0,42

анионное поверхностно-активное вещество 0,3-0,55, катионоактивный полимер из ряда эпафлоков с мол.м. 5 .10 3-15 .10 3 2-5, вода 39-49, огнеупорный наполнитель на основе дистенсиллиманита остальное. При этом эпафлок имеет следующий химический состав, мас.%: полимер на основе полиэтиленполиамина и эпихлоргидрина 23-28, хлористый водород 3-5, серная кислота 4,0-4,5

вода остальное. Эпафлок- 2 имеет следующий химический состав, мас.%: полимер на основе полиэтиленамина, эпихлоргидрина и дихлоргидрина или диэпоксида полиэтиленгликоля мол.м. 200-600 23-28, хлористый водород 3-5, вода остальное. Введение эпафлоков в состав покрытия способствует при удалении воды образованию прочной пленки на зернах наполнителя, благодаря чему повышается его прочность, снижается гигроскопичность, улучшается кроющая способность. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

ССфЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧКСжИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)5 В 22 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторскому саидктяльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4451353/31-02 (22) 28,06.88 (46) 30.07,90. Бюл. ¹ 28 (71) Мариупольский металлургический институт и Производственное объединение "Ждановтяжмаш" (72) Л.А.Большаков, Н.Н.Варава, В.Е.Тимофеев, А.А,Костаман, Г,Л,Давшан, А.П.Ушаков и В,В.Малакуцко (53) 621.744.37(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 537748, кл. В 22 С 3/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР

¹ 499024, кл. В 22 С 3/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 1129011, кл. В 22 С 3/00, 1981. (54) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЬ!ТИЕ ДЛЯ ЛИ

ТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве противопригарного покрытия для литейных форм и стержней. Цель изобретения — повышение прочности покрытия и его кроющей способности, сокращение продолжительности его затвердевания и уменьшение гигроскопичности, которая достигается эа счет использования в составе покрытия катионоактивного полимера, Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве противопригарного покрытия для литейных форм и стержней, Цель изобретения — повышение прочности покрытия и его кроющей способности, сокращение, продолжительности

2 выбранного из ряда эпафлоков. Противопригарное покрьггие содержит, мас.%: лигносульфонаты технические 1,5-2,6; бентонит 0,9-2,5; щелочь (в пересчете на сухое вещество) 0,25-0,42, анионное поверхностно-активное вещество

0,3-0,55, катионоактивный полимер из ряда эпафлоков с мол.м, 5 10 -15 -10

2-5, вода 39-49, огнеупорный наполнитель на основе дистенсиллиманита остальное. При этом эпафлок имеет следующий химический состав, мас.%: полимер на основе полиэтиленполиамина и эпихлоргидрина 23-28, хлористый водород 3-5, серная кислота 4-4,5, вода остальное, Зпафлок-2 имеет сле- д дующий химический состав, .мас.%: полимер на основе полиэтиленамина, эпихлоргидрина и дихлоргидрина или диэпоксида полиэтиленгликоля С мол.м. 200-600 23-28, хлористый водород 3-5, вода остальное. Введение эпафлоков в состав покрыгия способствует при удалении воды образованию прочной пленки на зернах наполнителя, благодаря чему повышается его прочность, снижается гигроскопичность, улучшается кроющая способность.

2 з.п.ф-лы, 2 табл.

его затвердевания и уменьшение гигроскопичности.

Покрытие содержит лигносульфонатное связующее, бентонит, щелочь, анионное.поверхностно-активное вещество, воду, катионактивный полимер из ряда

15814 э пафлоков с мол.м. 5 1 0 -15 ° 1 0 и 3 огнеупорный наполнитель.

В качестве.лигносульфонатного связующего использовали лигносульфонаты технические (ОСТ 13-183-83), сульфитно-дрожжевую бражку (МРТУ 13-04-66, ОСТ 81-79-74), сульфитную барду (ГОСТ 6632-53, ГОСТ 8518-57) и сульфитный щелок плотностью 1,2410

1,27 г/см

В качестве щелочи (ГОСТ 2263-79) использовали едкий натрий и едкий калий, Щелочи добавляются для устранения .быстрого хИМического взаимодей-15 ствия с эпадшоками и нейтрализации свободных кислот полимера, В качестве огнеупорного наполнителя использовали порошкообразный дистен-силлиманитовый концентрат 20 (ТУ 48-4-307-74) .

Бентонит является дополнительным связующим материалом, который использовали согласно ГОСТ 3226-77.

В качестве анионактивного поверх- ностно-активного вещества использовали синтетическое моющее средство

"Прогресс", ДС-РАС и КЧНР.

Добавка ПАВ создает на межфазной поверхности частиц (например, сополимера, состоящего из эпафлока и лигносульфонатов, выполняющего роль связующей и консистирующей добавки) противопригарной краски двойной электрический cJzoA в результате чего повышается агрегативная устойчивость, снижается вязкость среды и повышается кроющая способность. За счет этого возможно также снизить содержание консистирующей связующей комплексной добавки.

В качестве катионактивного полимера использовали эпафлоки 1 и 2, представляющие собой водорастворимые полимеры, которые получают в виде вод- 45 ных 25-ЗОХ-ных растворов, путем поликонденсации полиэтиленполиаминов (ПЭПА) марки А (ТУ 6-02-594-80) с эпихлоргидрином или эпихлоргидрином (ЭПХ) и дихлоргидринами или диэпоксидами полиэтиленгликолей с мол.м. 200- 0

600. Процесс проводят в две стадии с получением в обоих случаях на первой стадии в результате взаимодействия

ПЭПА с ЭПХ водного раствора предполимера с вязкостью 20-80 сГ! при 20 С.

tIlpH подшивке раствора предполимера на второй стадии небольшим количеством ЭПХ получают водный раствор полио

65 мера с вязкостью 2-8 Пз при 20 С который стабилизируют введением серной кислоты до рН 4-5 (товарная форма имеет наименование эпафлок-1) .

При "подшивке" раствора предполимера небольшим количеством дихлоргидрина или диэпоксида полиэтиленгликоля с мол.м. 200-600 получают водный раствор полимера, который не требует стабилизации кислотой и имеет наименование эпафлок-2 (ТУ 6-022-865-85). Мол.м. обоих полимеров находится в пределах 5-15 тнс. Пх структура образована первичными, вторичными и третичными аминогруппами, J связанными у первого полимера этиленовыми и 2-оксипропиленовыми звеньями. Таким образом, полимер имеет группы:

-NH =NH -ГГ -СН -СН - -СН -СН-СН—

2э э» 2 2 э 2 2

СН а у второго полимера — этиленовыми, 2-оксипропиленовыми и полиоксиэтиленовыми звеньями, т.е. прибавляются еще звенья (-О-СН -СН -О-). При этом часть аминных групп нейтрализована хлористым водородом, выделяющимся в результате реакции поликонденсации.

Ввиду наличия свободных аминных групп растворы полимеров имеют основной характер и рН = 9-12.

Эпафлоки используются для осветления шламовых вод углеобогатительных фабрик при производстве бумаги, для очистки сточных вод и др. Эпафлоки обладают связующей способностью, ведут себя в противопригарном покрытии как высокополимеры, образуя прочную пленку при удалении влаги. С щелочными лигносульфонатами полимер вступает в химическое взаимодействие с образованием еще более прочной пленки после удаления воды при сушке, Не вступивший в химическое взаимодействие избыточный полимер плавится, а при охлаждении образует прочные пленки на зернах огнеупорного наполнителя, При этом возрастает прочность противопригарной краски и уменьшается гигроскопичность. Проявление химической активности при взаимодействии полимера с щелочными лигносульфонатами и нейтрализация кислот полимера, .особенно серной, сокращает время провяливания противопригарной краскии улучшает кроющую способность.

81465 где P

10 ческие свойства покрытия представлены в табл. 2.

Анализ данных табл, 1 и 2 показы15 вает, что реализация изобретения уве» личивает прочность противопригарной краски в 1,6-2,8 раза, улучшает кроющую способность на 3,0-4,5Х, сокращает время провяливания на 3-5 мин и снижает гигроскопичность в 3-4 раза, За счет этого улучшаются противопригарные свойства краски.

Формула из обр ет ения

1 ° Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, включающее огнеупорный наполнитель на основе дистенсиллиманита, лигносульфонаты, 30 технические, бентонйт, щелочь и воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения прочности покрытия и его кроющей способности, сокращения продолжительности его затвердевания и уменьшения гигроскопичности, оно дополнительно содержит катионактивный полимер из ряда эпафлоков с мол.м. 5 10 -15 .10 и анионное поверх3 5 ностно-активное вещество при следую4р щем соотношении ингредиентов, мас.Х3

Лигносульфонаты технические 1,5-2,60

Бентонит 0,90-2,50

Щелочь (в пересчете

45 на сухое вещество) . Анионное поО, 25-0, 42

1000-и

1000 где n — число незаполненных ячеек;

1000 — общее число ячеек, За продолжительность провяливания 50 (отверждения) принимали время (в мин.) после первой покраски, когда кисть при повторном окрашивании перестает сдвигать первый слой краски.

Гигроскопичность краски определя- 55 ли по уравнению: верхностноактивное вещество

Катионактивный полимер из ряда эпафлоков с мол,м. 5 10—

Я

15 ° 10З

Вода

Огнеупорный наполнитель на основе дистен. силлиманита

О, 30-0, 55

2,0-5,0

39,0-49,0

100Х, Остальное

5 15

Составы используемых эпафлоков приведены ниже.

1. Эпафлок-1,мас .. : полимер с мол.м. 5 i0 -15 !О- г= основе лолиэтиленполиамина и э-..:,"хлоргидрцна

2.3,0-28,0; хлористый водород 3,05,0; серная кислота 4,0-4,5; вода остальное, 2. Эпафлок-2, мас.Х: полимер с мол.м. 5 ..10.-15 10 на основе полиз - з этиленполиамина, эпихлоргидрина и дихлоргидрина или диэпоксида полиэтиленгликоля мол.м. 200-600 23,028,0; хлористый водород 3,0-5,0; вода остальное.

Приготовление противопригарного покрытия осуществляют слецующим образом.

Расчетные количества лигносульфонатного связующего и щелочи поочередно растворяют в воде и смешивают.

После этого в состав лигносульфонатного щелочного связующего вводится анионное поверхностно-активное вещество и флокулянт эпафлок. Полученную композицию заливают в краскомешалку и перемешивают 5-6 мин, Затем вводится глинистое связующее и огнеупорный наполнитель и перемешивают

15-20 мин, Приготовленный состав наносят на поверхность форм и стержней кистью, пульверизатором или окунанием.

Плотность противопригарной краски контролировали денсиметром типа ПА (ГОСТ 1300-74), вязкость — вискозиметром ВЗ-4, седиментационную устойчивость и прочность на истирание— по ГОСТ 10772-78. Кроющую способность оценивали по количеству заполненных противопригарной краской ячеек (размером 1 мм) проволочной сетки через

15 с после извлечения сетки из жидкой краски по формуле: — навеска исследованнои краски, г;

P — навеска краски после выдерж1 ки, r, Пригар оценивали по методике Оболенцева Ф,Д,, по которой трудоемкость его удаления выражается баллами.

Составы предлагаемого противопригарного покрытия приведены в табл.1, Физико-механические и технологи1581465 полимер с мол.м. 5 108-15 103 имеет следующий химический состав, Mac.X:

23,0-28,0

3,0-5,0

Остальное

Таблнца1 тав краски, мас.К

Ингредиенты

3 4 5 Г 6

45; 37

2,00

46,45

1,80

49>93

2,50

46>05

0,90

46,45

1,50

45,70

2,20

2,20 2,40

0,38 0,40

2,60

0,42

1,80

0,З0

2,00

0 35

1,50

0,25

3,60

5 00

2,60

2,00

З,оо

4,00

0,40 0,45

46>00 46>00

0,35

47,00

0 50

44,80

0,55

39,00

O,Ç0

49,00

Т а б л и ц а 2

Свойства

Показатели свойств для составов (оптим) 1,65 1 70

80 80

1> 98

1,56

1,59

1,52

25

17

99,2 99

98 98

4 з

25 28

98> 5

98,5

99,5

99,5

99,5 гз

19

0,4

0,3

0,4

0 5

0,8

0,7

1 2

-Составитель В Шувалов

Редактор Н.Горват Техред M Ходаннч Корректор M,Øàðîøè

Заказ 2053 Тираж 628 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно"издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2. Покрытие по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что катионактивный полимер с мол.м. 5 10 -15 10 имеет

3 э следующий химический состав, мас.Х;

Полимер на основе полиэтиленполиамина и эпихлоргидрина 23,0-28,0

Хлористый водород 3,0-5,0

Серная кислота 4,0-4,5

Вода Остальное

3. Покрытие по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что катионактивный

Дистен-силлиманит

Бентонит

Лигносуль4>окатное связующее

Щелочь

Катионактивный полимер из ряда эпа>1>доков.

Эпафлок-2

Эпафлок-1

Анионное поверхностно-активное вещество:

Иоющее средство Прогресс" ДС-PAC

КЧ НР

Вода

Плотность> г/см

Вязкость по ВЭ-4, с Седииентапионная устойчивость у

Кроющая способность, К

Вреия провяливания> мин>

Прочность па ист тирание, кг/мм

Гигроскопичность> 2 гКатегория пригара, балл

Полимер .на основе полиэтиленамина эпихлоргидрина и дихлоргидрина или диэпоксида полиэтиленгликоля мол.м, 200-600

Хлористый водород

Вода