Связующая композиция для изготовления литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смоляных смесей

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смоляных смесей. Цель изобретения - повышение прочности стержней и форм на начальных этапах отверждения и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Связующая композиция содержит, мае. %: карбамидофурановую смолу 73-84; кубовый остаток периодической дистилляции капролактама 1-2; кислый отход от производства монохлорамина 15-25. Введение в состав связующей композиции кубового остатка периодической дистилляции капролактама и кислого отхода от производства монохлорамина позволяет модифицировать фурановую смолу, повысить ее рН, благодаря чему возможно использование высокоцентрированной п-хлорбензолсульфокислоты. 3 табл. Ј

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 22 С /00, 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

60 — 75

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4748990/02 (22) 11.10.89 (46) 15.09.91. Бюл. № 34 (71) Научно-производственное объединение

«РостНИИТМ» (72) Е. Н. Евстифеев, Т. Н. Савускан, А. И. Козюберда и В. И. Гуманцов (53) 621.742.4 (088.8) (56) Платонов А. П. Применение холоднотвердеющих смесей для изготовления стержней в серийном и индивидуальном производстве чугунных отливок. — Литейное производство, 1977, № 2, с. 16 — 20.

Соколова В. А., Лошкина Т. И., Сорокина А. А. Состояние разработок и использования песчано-смоляных ХТС для стержней. — Литейное производство, 1984, № 12, с. 8 — 9.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смоляных смесей.

Цель изобретения — повышение прочности стержней и форм на начальных этапах отверждения и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Предлагаемая связующая композиция содержит карбамидофурановую смолу, кубовый остаток периодической дистилляции капролактама и неорганическую кислоту.

Кубовый остаток периодической дистилляции капролактама (КО ПДК) имеет следующий состав, мас. %:

„„SU„„> 676736 А "

2 (54) СВЯЗУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И

СТЕРЖНЕЙ ИЗ ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержнеи из холоднотвердеющих смоляных смесей.

Цель изобретения — повышение прочности стержней и форм на начальных этапах отверждения и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Связующая композиция содержит, мас. %: карбамидофурановую смолу 73 — 84; кубовый остаток периодической дистилляции капролактама 1 — 2; кислый отход от производства монохлорамина

15 — 25. Введение в состав связующей композиции кубового остатка периодической дистилляции капролактама и кислого отхода от производства монохлорамина позволяет модифицировать фурановую смолу, повысить ее рН; благодаря чему возможно использование высокоцентрированной и-хлорбензолсульфокислоты. 3 табл.

К апрол а кта м

Натриевая соль я-аминокапроновой кислоты 12 — 20

Гидроокись натрия 2 — 4

Осмолы Остальное

КО ПДК представляет собой твердый светло-коричневого цвета продукт частичной полимеризации капролактама и аминокапроновой кислоты и является многотоннажным отходом. За год накапливается более

1,0 тыс. т этого отхода. КО ПДК выполняет роль модификатора карбамидофурановой смолы. Добавка модификатора КО ПДК повышает рН смолы от 6,4 до 8,7 ед., увеличива1676736

3 ет ее живучесть. Благодаря модифицирбванию карбамидной смолы оказалось возможным при менение концентрированного кислого отхода от производства монохлорамина в составе холоднотвердеющей связующей композиции.

Кислый отход от производства монохлорамина (КО МХА) содержит, мас. %:

Серная кислота 50 — 60

4,4-Дихлордифенилсульфан 15 — 22 и-Хлорбензолсульфокислота 10 — 15 и-Хлорбензолсульфохлорид 0,6 — 1,5

Соляная кислота 0,2 — 0,4

Осмолы 3,0 — 9,0

Вода Остальное

КО МХА представляет собой однородную жидкость темно-коричневого цвета со сладковатым запахом плотностью при 20 С

1,61 — 1,66 и рН (1.

Кислый отход образуется при производстве монохлорамина в промежуточной стадии целевого полуфабриката — сульфохлорида из и-хлорбензолсульфокислоты и хлорсульфоновой кислоты:

С СБН4502ОН+СЬО ОН— +С С6Н4 1О2С 1+НрЯО4.

Сульфохлорид выделяется из сульфомассы путем разложения избытка хлорсульфоновой кислоты водой:

СЬ020Н+Н20 — - HqSO„+HCf.

В результате разности плотностей реакционная смесь отстаиванием разделяется на два слоя: верхний слой — сульфохлорид, нижний — серная кислота с примесями различных веществ (кислый отход) . Температура в разделительном отстойнике поддерживается в пределах 40 — 70 С во избежание застывания плава сульфохлорида. Расплав сульфохлорида поступает далее в амитаторы на реакцию амидирования с получением целевых продуктов — хлораминов.

Сернокислый отход после нейтрализации сбрасывается в канализацию. 3а год сбрасывается более 2,0 тыс. т этого отхода, поэтому имеется большая и дешевая сырьевая база для отвердителя.

В отличие от ортофосфорной кислоты

КО МХА обладает большей каталитической активностью. На скорость отверждения карбамидофурановых смол оказывает сильное влияние содержащаяся в кислом отходе и-хлорбензосульфокислота и ее производные.

Для приготовления составов холоднотвердеющей связующей композиции используют кармамидофурановую смолу БС-40 (ТУ 6-05-1750-77); твердый кубовый остаток периодической дистилляции капролактама

Дзержинского ПО «Капролактам»; кислый отход от производства монохлорамина Дзержинского ПО «Капролактам» плотностью

1,50 — 1,60 г/смз

Предлагаемую холоднотвердеющую связующую композицию, состоящую из собственно связующего и отвердителя готовят

: .раздельно. Вначале готовят связующее пуД тем механического перемешивали модификатора КО ПДК в смоле БС-40 до полного его растворения, например 1,5 мас. % КО

ПДК растворяют в 78,5 мас. % БС-40. Отвердитель КО МХА используют исходной концентрации в количестве 20 мас. %.

В табл. 1 приведены составы связующей композиции 1 — 3.

Составляющие холоднотвердеющей связующей композиции — модифицированную

10 смолу БС-40 и отвердитель КО МХА — вводят на кварцевый песок раздельно.

Приготовление XTC осуществляют в лабораторном смесителе по следующему режиму. Кварцевый песок марки 1К02 (ГОСТ

2189-84) перемешивают с отвердителем КО

МХА в течение 1 мин, затем вводят модифицированную смолу БС-40 и продолжают перемешивание еще 1 мин. Общее содержание холоднотвердеющей связующей композиции в ХТС 2 5 мас. %.

В табл. 2 приведены составы смеси с предлагаемой связующей композицией.

Из табл. 2 видно, что расход предлагаемой холоднотвердеющей связующей композиции в сравнении с известной сокращается на 17%. Уменьшение расхода холоднотвер25 деющей связующей композиции объясняется ее более высокой эффективностью. Это приводит к улучшению санитарно-гигиенических условий труда.

В табл. 3 приведены физико-механиче30 ские свойства смесей 1 — 3.

Из представленных в табл. 3 данных следует, что в сравнении с известной предлагаемая холоднотвердеющая связующая композиция повышает прочность стержней на начальных этапах отверждения. Наилучшие показатели получены при использовании холоднотвердеющей связующей композиции составов 1 — 3 (табл. 1), содержащих 1,0—

2,0 мас. % КО ПДК в 15 — 25 мас.. % КО

МХА. Эти составы связующей композиции в отличие от известного позволяют увеличить

40 прочность стержней в первые 30 мин твердения в 2 — 3 раза, что повышает качество стержней и форм при извлечении их нз оснастки и при транспортировке.

Предлагаемая холоднотвердеющая композиция в сравнении с известной обеспечи45 вает следующие технико-экономические преимущества: повышение прочности стержней и форм на начальных стадиях отверждения в 2 — 3 раза; улучшение санитарно-гигиенических условий труда за счет уменьшения содержания холоднотвердеющей связующей композиции на 17%.

Формула изобретения

Связующая композиция для изготовления литейных форм и стержней из холодиотвердеющих смоляных смесеи, содержащая

1676736

5 карбамидофурановую смолу и кислотосодер: жащее вещество, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности стержней и форм на начальных этапах отверждения и улучшения санитарно-гигиенических ус5 ловий труда, она дополнительно содержит кубовый остаток периодической дистилляции капролактама, а в качестве кислотосодержащего вещества — концентрированный кислый отход от производства монохлорамина

Таблица 1

Содержание ингредиентов,мас „% в холоднотвердеющей связующей композиции

Ингредиенты (1 2 3

84,0

78,5

73,0

1,0

2,0

1,5

20

Таблица 2

Ингредиенты смеси одержание ингредиентов, мас. Ж,в смесях

Г 1

97,5

97,5 97,5

Кварцевый песок

Холоднотвердеющая связующая композиция

2

2,5

2,5

2,5

Карбамидофурановая смола БС-40

Кубовый остаток периодической дистилляции капролактама

Кислый отход от производства монохлорамина (пл. 1,58 г/см ) е на основе серной кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас. о :

Карбамидофурановая кислота 73 — 84

Кубовый остаток периодической дистилляции капрол а ктама 1 — 2

Концентрированный кислый отход от производства монохлорамина на основе серной кислоты 15 — 25

1676736

Таблица 3

Свойства стержневой смеси

ХТС с холоднотвердеющей связующей композицией

1 2 3

4-5

3-4 3-4

14,0

22,5

45,6

53,0

66,0

8,6

12,8 9,2

Составитель В. Шувалов

Редактор М. Петрова Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 3067 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Живучесть, мин

Прочность на сжатие, кгс/см2, через, ч

0 5

3

24

Прочно сть н а р аз рыв, кгс/см2, через 1 ч

16,4 11,7

25,0 20,4

41,5 39,6

53,8 48,0

73 3 60,8