Смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из фосфатных смесей, отверждаемых тепловой сушкой. Цель изобретения - повышение живучести смеси. Смесь содержит, мас.%: алюмохромфосфатное связующее 2,5 - 3,5

соединение на основе полиглицеринов 0,3 - 0,9

олигосилоксан 0,1 ... 0,5

огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное. При этом олигосилоксан получен путем синтеза γ-аминопропилтриэтоксисилана и диэтиленгликоля при мольном соотношении 2:1. Введение в состав смеси олигосилоксана способствует образованию сшитого полимера разветвленного строения, наличие которого приводит к увеличению конечной прочности. Кроме того, олигосилоксан содержит меньшее количество реакционноспособных аминных групп, поэтому скорость его взаимодействия с алюмохромфосфатным связующим значительно меньше, вследствии этого повышается живучесть смеси. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 22 С 1/02, 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660177/02 (22) 09.03.89 (46) 07.07.91. Бюл, %25 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (72) И.Е. Илларионов, Н.В. Багрова, Ф.В.

Багров, А.Р. Свешников и Г.П. Королев (53) 621,742.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

%1159716, кл. В 22 С 1/16, 1983, Авторское свидетельство СССР %1423252, кл. В 22 С 1/16, 1987. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕКИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) .Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней иэ фосфатных смесей, отверждаемых тепловой сушкой. Цель изобретения — поИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из фосфатных смесей, отверждаемых тепловой сушкой.

Цель изобретения — повышение живучести смесей и ее гаэопроницаемости.

Смесь содержит огнеупорный наполнитель, связующее, соединение на основе полиглицеринов и аминосодержащую добавку.

В качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевый песок марки

ОбК02А/Б по ГОСТ 2138-84. . Связующим является алюмохромфосфат (АХФС), представляющий собой кислую фосфорнокислую соль трехвалентного алю„, SU „„1660830 А1 вышение живучести смеси. Смесь содержит, мас, : алюмохромфосфатное связующее

2,5 — 3,5; соединение на основе полиглицеринов 0,3 — 0,9, олигосилоксан 0,1... 0,5; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное. При этом олигосилоксан получен путем синтеза — аминопропилтриэтоксисилана и диэтиленгликоля при мольном соотношении 2;1. Введение в состав смеси олигосилоксана способствует образованию сшитого полимера разветвленного строения, наличие которого приводит к увеличению конечной прочности, . Кроме того, олигосилоксан содержит меньшее количество реакционноспособных аминных групп, поэтому скорость его взаимодействия с алюмохромфосфатным связующим значительно меньше, вследствие этого повышается живучесть смеси. 2 табл, миния и хрома с ортофосфорной кислотой.

Связующее используется в виде технического продукта по ТУ б — 18 — 166 — 83 плотностью 1,55 — 1,65 г/см .

Соединение на основе полиглицеринов — кубовый остаток от дистилляции синтетического глицерина, получаемого при взаимодействии алилхлорида с хлорноватистой кислотой с последующим гидролизом образующегося эпихлоргидрина, — является многотонажным отходом производства. Внешний вид: густая малоподвижная жидкость темно-коричневого цвета без посторонних включений, вязкость 70%-ого раствора (водного) по вискоэиметру В3/4 при 20 С равна 60 — 100 с, плотность при

1660830

ОН

ll

Н0-Р=О HO-P-ОН

1 I

OH О OH ОС2Н5 ОС Н5 ОН О OH

I I I 1 I I

О=Р-О-Ne-О-p=o+H>N(cH2)mesio(cHz)zo(cHz)20$10(сн2) ин3 0=Р-О-Me — О -P =О

I I I

ОН ОН . ОС2Н5 OCzHg О О

ОСИН ОС Н

l 1

HgN(CHZ)3St0(CHZ)20(CHz)z05t(CHz)gNH>

l 1

0CzHg ОС,Н, где Me — Al, Cr.

Алюмохромфосфатное связующее на первом этапе реагирует частично, остальное его количество взаимодействует с соединениями на основе полиглицеринов на втором этапе твердения при температурном нагреве. Происходит реакция этерификации между многоатомными спиртами жирного ряда и алюмохромфосфатом по следующей схеме

В результате получается сетчатый полимер, в котором фрагменты кремнийсодержащего олигомера с концевыми группировками связаны с алюмохромфос- 50 фатом с помощью анионокоординационной связи. но-Р-он!

ОН о ОН HQ CHg! ! !

o=p-î-не-о-Р=о+ но-сН! !

OH он но-сн

20 С составляет 1,32 г/см, имеет следуюз щий химический состав, мас. :

Глицерин 4 — 5

Диглицерин 4 — 5

Тетраглицерин 12 — 13

Вода Остальное

Аминосодержащая добавка представляет собой олигосилоксан с концевыми аминогруппами на основе у — аминопропилтриэтоксисилана и диэтиленгликоля, синтезированный следующим образом. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром, дефлегматором, верхний конец которого насадкой Вюрца соединен с нисходящим холодильником, помещают — аминопропилтриэтоксисилан и диэтиленгликоль. Мольное соотношение

2:1. При интенсивном перемешивании реакционную массу медленно нагревают до

140 С Реакция сопровождается выделением этилового спирта. Смещение равновесия в сторону обазования олигосилоксана с концевыми аминогруппами осуществляют путем удаления из сферы реакции выделяющегося этилового спирта, При обычном давлении отгоняют 95 от теоретически рассчитанного количества этилового спирта. Затем установку присоединяют к работающему водоструйному насосу и отсасывают оставшееся количество этилового спирта, Олигомер следующей формулы

OC,Í5 ! ос,н, I

H>N(CHz)>SI 0(CHz)z0(CHZ)zOSr(CHq)qNHz

10 ОС2Н5 ОС2Н5 представляет собой бесцветную подвижную жидкость с молекулярной массой 491, dq =1,1468, по = 1,4382, характеристиче15 ская вязкость составляет 0,18 дл/г, При введении в состав смеси аминосодержащей добавки процесс затвердевания смеси делится на два этапа. Первый этап обеспечивает сырую прочность смеси, вто20 рой — высокие прочностные показатели после тепловой сушки.

Повышение начальной прочности происходит за счет реакции взаимодействия

25 алюмохромфосфата с олигосилоксаном, которая происходит с небольшим экзотермическим эффектом по следующей схеме

1660830

Таблица 1

Таблица 2

55

2,5 — 3,5

0,3 — 0,9

И

НО-Р— "

1 но-р-о-ме-о-р-о-сн—

2

В результате реакции образуется пространственный сшитый полимер развет- 10 вленного строения, наличие которого приводит к увеличению конечной прочности.

Смесь готовят следующим образом.

Вначале приготовляют связующее путем механического перемешивания алю- 15 мохромфосфата и полиглицеринов с целью получения гомогенного состояния. Олигосилоксан вводят непосредственно в огнеупорный наполнитель для предотвращения . преждевременного протекания химической 20 реакции между АХФС и олигосилоксаном.

После тщательного перемешивания олигосилоксана с кварцевым песком в течение

2,5 — 3 мин (для равномерного распределения олигомера вокруг минеральных час- 25 тиц наполнителя) дозируют предварительно приготовленное АХФС с полиглицерином и перемешивают смесь в течение 2,5 — 3 мин.

Из приготовленной . смеси формуют 30 стандартные образцы для испытания, которые подвергают термической обработке при

150 — 200 С в течение 10 — 15 мин.

Составы смесей приведены в табл. 1, в табл. 2 даны их технологические свойства. 35

О

Ho PСН-СН -0-P- Ме-Р- "

2 1 i

0 0Н ОН

Продолжение таблицы 2

Иэ приведенных результатов видно, что смесь для изготовления литейных форм и стержней обладает высокой живучестью и газопроюицаемостью, а также необходимой начальной прочностью, обеспечивающей качественное изготовление форм и стержней, Высокие прочностные показатели на завершающем этапе отверждения обеспечивают исключение брака, связанного с механическими повреждениями.

Все перечисленные свойства смесей для изготовления литейных форм и стержней позволяют улучшить качество выпускаемых отливок.

Формула изобретения

Смесь для иэготовлечия литейных форм и стержней, отверждаемая тепловой сушкой, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, алюмохромфосфатное связующее, соединение на основе полиглицеринов и аминосодержащую добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения живучести смеси и ее гаэопроницаемости, она в качестве аминосодержащей добавки содержит продукт синтеза y — аминопропилтриэтоксисилана и диэтиленгликоля, взятых в мольном соотношении 2:1, при следующем соотношении компонентов, мас. :

Алюмохромфосфатное связующее

Соединение на основе полиглицеринов

Продукт синтеза у аминопропилтриэтоксисилана

1660830

0,1 — 0,5

Составитель В, Шувалов

Редактор М. Стрельникова Техред М, Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 2078 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101 и диэтиленгликоля, взятых в мольном соотношении

2;1

Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное