Полимерный состав для защитного покрытия

Изобретение относится к получению полимерных составов на основе акрилонитрилбутадиенстирола для покрытий изделий из древесины и древесноволокнистых плит средней плотности, обеспечивающих эффективную защиту от абразивного износа, агрессивного воздействия влаги, повышение химической инертности к резольным смолам и сложным эфирам. Заявленный полимерный состав обеспечивает улучшенное качество поверхности, а также легкое извлечение моделей и стержней и утилизацию отходов акрилонитрилбутадиенстирола, образующихся в процессе работы 3D-принтера, отверждаемого при комнатной температуре в сравнительно короткое время. 1табл.

 

Изобретение относится к получению полимерных составов на основе сополимера стирола и может быть использовано в литейном производстве как защитное покрытие для модельной оснастки, а также в других отраслях промышленности для защиты изделий из древесины и древесноволокнистых плит средней плотности.

Известно, что для окраски моделей и стержневых ящиков применяют шеллак (отложения на тропических деревьях в виде смолы) и нитроэмали марок НЦ-132, НЦ-25, 5406, ХВ-785. ЭП-773, НЦ-5123. 624А и 6240 [1, 2].

Недостатком данных покрытий является низкая инертность к резольным смолам и сложным эфирам при изготовлении форм из холоднотвердеющих смесей по α-set процессу, вследствие чего покрытие теряет защитные свойства, что приводит к быстрому износу модельного комплекта.

Известен состав полистирольной краски, включающий полистирол и растворитель, в качестве полистирола содержит строительные и/или бытовые отходы суспензионного вспенивающегося полистирола (пенопласта), а в качестве растворителя - этилированный высокооктановый бензин (марки Аи-93 или Аи-95) при соотношении компонентов 13-28°C 87-72 мас.% [3].

Недостатками данного состава являются сложность его приготовления и необходимость применения дополнительного оборудования, т.к. полистирол подвергают циклическому воздействию этилированным высокооктановым бензином путем циркуляционного орошения. Кроме того, строительные отходы могут содержать сор и прочие загрязнения, негативно влияющие на физические и механические свойства полистирольной краски.

Наиболее близким к заявленному решению является состав полистирольной краски, включающий пленкообразующее - полистирол или его производные, растворители, пигменты, пластификатор, алкидные смолы, коллоксилин [4].

Недостатком данного покрытия является многокомпонентность, усложняющая процесс его получения.

Задачей заявляемого изобретения является получение полимерного состава, обеспечивающего эффективную защиту модельной оснастки и других изделий из древесины и древесноволокнистых плит средней плотности от абразивного износа, агрессивного воздействия влаги, повышение химической инертности к резольным смолам и сложным эфирам, а также улучшение качества поверхности, обеспечение легкого извлечения моделей и стержней, утилизация отходов акрилонитрилбутадиенстирола, образующихся в процессе работы 3D-принтера, отверждаемого при комнатной температуре в сравнительно короткое время.

Одновременно с этим должна обеспечиваться простота получения состава и возможность его нанесения на поверхность изделия.

Технический результат: повышение защиты от абразивного износа, повышение химической инертности, улучшение качества поверхности модельной оснастки и других изделий из древесины и древесноволокнистых плит средней плотности.

Технический результат достигается за счет того, что в составе для покрытий, включающем полистирол или его производные и органический растворитель, в качестве полистирола введен акрилонитрилбутадиенстирол, измельченный до размера частиц 5-7 мм, в следующем соотношении:

акрилонитрилбутадиенстирол	- 15-25 мас.%;
органический растворитель	- ост.

Приведенный состав покрытия дает максимальный результат по следующим показателям:

- снижение абразивного износа поверхности модельной оснастки;

- инертность к резольным смолам и сложным эфирам;

- высокая адгезия к поверхности изделий из древесины или древесноволокнистых плит средней плотности;

- обеспечение гидрофобности рабочей поверхности модельной оснастки;

- отсутствие прилипаемости формовочной и стержневой смеси к поверхности модельной оснастки;

- удовлетворительная живучесть состава при комнатной температуре;

- легкое нанесение кистью.

Пример реализации заявленного решения: на опытные стержневые ящики коробчатой формы, изготовленные из древесины, с установленным по центру основания усеченным конусом, изготовленным из древесноволокнистой плиты средней плотности, кистью наносился состав с различным содержанием акрилонитрилбутадиенстирола. На первый стрежневой ящик наносился состав с содержанием акрилонитрилбутадиенстирола - 15 мас.%, на второй - 15-25 мас.%, на третий - свыше 25 мас.%.

Способ получения покрытия заключался в добавлении согласно рецептуре частиц акрилонитрилбутадиенстирола, измельченных до размеров 5-7 мм, в емкость с органическим растворителем и дальнейшем тщательном перемешивании до получения однородной жидкости с вязкостью 20 с (вискозиметр В3-246, сопло 4 мм, ГОСТ 9070). По каждому стержневому ящику было изготовлено двадцать стержней из холоднотвердеющих смесей по a-set-процессу.

В качестве органического растворителя может быть использован ацетон или растворитель 646.

После проведения двадцати опытных формовок были получены следующие данные. Результаты промышленного испытания приведены в таблице.

Исходя из полученных данных можно сделать вывод, что содержание акрилонитрилбутадиенстирола 15-25 мас.% по сравнению с другими составами обеспечивает оптимальное сочетание требуемых качеств. При снижении массовой доли акрилонитрилбутадиенстирола ниже 15% покрытие не образует защитной пленки на поверхности изделия. При увеличении массовой доли акрилонитрилбутадиенстирола выше 25% снижается адгезия к поверхности изделия, а состав невозможно равномерно нанести на поверхность изделия из-за его высокой вязкости и низкой живучести.

Заявленное решение обеспечивает возможность усовершенствования, простоту изготовления и нанесения, позволяет значительно снизить абразивный износ, агрессивное воздействие химических веществ и влаги на модельную оснастку, улучшить качество поверхности модельной оснастки, облегчает извлечение моделей и стержней, а также утилизировать отходы акрилонитрилбутадиенстирола, образующиеся в результате работы 3D-принтера.

Список литературы

1. Балабин В.В. Изготовление деревянных модельных комплектов в литейном производстве. Изд. 3-е, перераб. и доп. Учебник для средних проф.-техн. училищ. М., Высш. школа, 1976 г.

2. ГОСТ 13354-91 Комплекты модельные деревянные. Технические условия. - Введ. 01.01.1993 - М.: Издательство стандартов. 1993.

3. Заявка на изобретение 94039389/04, 28.10.1994. Дата публикации заявки: 20.08.1996

4. Патент РФ №2472827, МПК C09D 125/06, C09D 125/04, C09D 101/18, C09D 167/08, заявл. 21.07.2011, опубл. 20.01.2013.

Состав для покрытий изделий из древесины, включающий акрилонитрилбутадиенстирол, измельченный до размера частиц 5-7 мм, а также органический растворитель в следующем соотношении:
акрилонитрилбутадиенстирол - 15-25 мас. %;
органический растворитель - остальное.