Связующая композиция для смесей, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к формовочным и стержневым смесям, отверждаемым сернистым ангидридом. Связующая композиция по изобретению содержит в качестве основы эпоксидно-диановую смолу и дополнительно содержит гидропероксид изопропилбензола 15 20 мас. этилбензольную фракцию - побочный продукт при производстве изопропилбензола 11 16 мас. Связующая композиция приготавливается механическим перемешиванием компонентов, причем ее приготовление может быть также совмещено с приготовлением смеси. Этилбензольную фракцию в связующей композиции используют определенного химсостава, благодаря которому повышается прочностные свойства смеси. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к связующим композициям для смесей, отверждаемых сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм.

Известна связующая композиция для смесей, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм, содержащая фенолофурановую смолу и гидропероксид циклогексилфенилпропил [1] Эта связующая композиция характеризуется недостаточной прочностью отвержденной смеси, неравномерностью отверждения, большим расходом сернистого ангидрида и образованием трудноудаляемого налета на оснастке.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является связующая композиция для смесей, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм, содержащая эпоксидную смолу "Epon 828", силан А-187, метанол и гидропероксид кумола (изопропилбензола) [2] Однако данная композиция не обеспечивает достаточной прочности отвержденных стержней и форм, а применение метанола, являющегося высокотоксичным веществом, отрицательно влияет на экологическую характеристику технологии, особенно на стадии приготовления смеси и изготовления стержней и форм.

Целью изобретения является повышение прочностных показателей отвержденных стержней и форм, улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Цель достигается тем, что связующая композиция для смесей, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм, содержащая эпоксидно-диановую смолу, гидропероксид изопропилбензола и разбавитель, содержит в качестве разбавителя комплексный продукт на основе ароматических углеводородов при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Эпоксидно-диановая смола 64-74 Гидропероксид изопропил- бензола 15-20 Комплексный продукт на основе ароматических углеводородов 11-16 При этом связующая композиция в качестве комплексного продукта на основе ароматических углеводородов содержит этилбензольную фракцию.

В предлагаемой композиции использовалась эпоксидно-диановая смола с молекулярным весом 480-540, получаемая конденсацией дифенилолпропана с эпихлоргидрином в щелочной среде и соответствующей марке ЭД-16 по ГОСТ 10587-84.

Применяемый в композиции гидропероксид изопропилбензола соответствует ТУ 38.402-62-121-90.

Комплексный разбавитель представляет собой этилбензольную фракцию (ЭБФ), производимую как побочный продукт при производстве изопропилбензола и имеющую в соответствии с ТУ 38.30225-81 следующий состав, мас. Этилбензол 56-69 Бензол 7-12 Толуол 2-8 Стирол 7-20 Изопропил- бензол 4-12 Пропилбензол 0,8-3,5 В качестве огнеупорного наполнителя при приготовлении смеси использовался кварцевый песок об1КО315А по ГОСТ 2138-78.

Связующая композиция по предлагаемому изобретению приготавливается механическим перемешиванием эпоксидно-диановой смолы с разбавителем (ЭБФ) и гидропероксидом изопропилбензола. При этом дозировка смолы производится при ее нагреве до 90^оС, далее после ее охлаждения до 50^оС вводится разбавитель (ЭБФ) и производится перемешивание до получения однородной консистенции. Затем в полученную композицию вводится гидропероксид изопропилбензола с последующим перемешиванием до получения полностью однородной жидкости.

Приготовление связующей композиции может осуществляться либо специализированными заводами-изготовителями, либо может быть совмещено с приготовлением смеси для стержней и форм, т.е. производится в условиях предприятия-потребителя.

В табл. 1 приведены составы связующих композиций по предлагаемому изобретению (2-4) с выходом за предлагаемые пределы ингредиентов (1 и 5), по прототипу (6).

Для проверки эффективности связующих композиций, составы которых приведены в табл.1, приготавливались стержневые смеси, содержащие 98,8 мас. кварцевого песка и 1,2 мас. связующей композиции.

Параметры связующей композиции оценивались по замеру прочности на растяжение сразу после продувки и через 24 ч.

При этом смесь отверждалась продувкой чистым сернистым ангидридом при следующем режиме: давление газа 1 атм, время продувки 1 с, время очистки стержней воздухом 20 с, давление воздуха 1,5 атм.

В табл. 2 приведены результаты испытаний связующих композиций (составы 1-5) и сравнительные данные по прототипу.

Из данных табл.2 следует, что применение составов 1 и 5, в которых содержание исходных ингредиентов ниже заявляемого нижнего уровня и (или) превышает верхний заявляемый уровень, приводит к существенному падению прочностных характеристик на всех этапах отверждения. Применение связующих композиций составов 2, 3 и 4 (табл.1) по предлагаемому изобретению позволяет увеличить прочность отвержденного стержня в 1,05-1,5 раз по сравнению с вариантом по прототипу.

Таким образом, использование состава связующей композиции по изобретению для литейных форм и стержней, отверждаемых в холодной оснастке продувкой сернистым ангидридом позволяет повысить технологические свойства, в частности увеличить прочность, что в конечном итоге улучшает качество готовых форм и стержней, позволяет уменьшить расход связующей композиции и, соответственно, улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

Формула изобретения

1. СВЯЗУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СМЕСЕЙ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ В ОСНАСТКЕ ПРОДУВКОЙ СЕРНИСТЫМ АНГИДРИДОМ, ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, содержащая эпоксидно-диановую смолу, гидропероксид изопропилбензола и разбавитель, отличающаяся тем, что в качестве разбавителя она содержит этилбензольную фракцию побочный продукт при производстве изопропилбензола при следующем соотношении компонентов, мас.

Эпоксидно-диановая смола 64,0 74,0
Гидропероксид изопропилбензола 15,0 20,0
Этилбензольная фракция побочный продукт при производстве изопропилбензола 11,0 16,0
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит этилбензольную фракцию состава, мас.

Этилбензол 56,0 69,0
Бензол 6,0 12,0
Толуол 2,0 8,0
Стирол 7,0 20,0
Изопропилбензол 4,0 12,0
Пропилбензол 0,8 3,5

РИСУНКИ

Рисунок 1