Жидкая самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней
<п 53588Ф
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советскиц
Социалистический
Республик (61) Дополнительный к патенту (51) М Кл г В 22С 1/02 (22) Заявлено 24.08.73 (21) 1672465/1949746/02 (23) Приоритет 06.07.71 (32) 07.07.70 (31) 7025201 (33) Франция
Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42
Государственный комнтет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.742,4 (088.8) Дата опубликования описания 14.02.77 (72) Авторы изобретения
Иностранцы
Ролан Шеврио, Жиль Ле-Мо и Марсель Гонон (Франция) Иностранные фирмы
«Сантр Текник дез Эндюстри де ля Фондери, Вандель-Сиделор и Эндюстри Шимик де Ворепп» (Франция) (71) Заявители (54) ЖИДКАЯ САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ
Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для приготовления литейных форм и стержней.
Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая в качестве связующего силикат натрия, в которую, с целью улучшения сыпучести, введены добавки поверхностно-активных веществ анионактивного, катионактивного или неионогенного типа в сочетании с органическими гелеобразующими веществами, такими как карбоксиметилцеллюлоза, альгинат натрия и т. п. (1).
Указанная смесь не переходит при перемешивании в жидкоподвижное состояние и поэтому требует дополнительных трудозатрат на уплотнение ее в оснастке. Отверждение смеси происходит посредством продувки СОг.
Известна также жидкая самотвердеющая смесь PKCC), содержащая огнеупорный наполнитель, связующее — силикат натрия, отвердитель на основе двухкальциевого силиката, например молотый доменный шлак или портландцемент, поверхностно-активное вещество, например натрийалкилбензолсульфонат, и воду (2). Однако при использовании в качестве отвердителя портландцемента схватывание смеси происходит слишком быстро, что затрудняет нормальное запол нение оснастки и ухудшает свойства форм и стержней.
Наиболее близкой с описываемому изобретению по технической сущности и достигае5 мому результату является КСС, включающая наряду с огнеупорным наполнителем, связующим — силикатом натрия, отвердителем — кремнефтористым кальцием и,водой добавку поверхностно-активного вещества анионактивно10 го типа, обеспечивающую перевод смеси в жидкоподвижное состояние и разрушение пены в течение короткого времени до начала схватывания смеси (3). Благодаря быстрому разрушению пены ЖСС приобретает высокую
15 газопроницаемость, что создает усло вия для интенсивного отвода газов, выделяющихся в процессе схватывания и отверждения данной смеси. Однако прочность указанной смеси на всех этапах ее холодного отверждения недо20 статочно высокая.
Целью изобретения является повышение прочности смеси при сохранении преимуществ, связанных с быстрым разрушением пены до начала схватывания связующего. Это достига25 ется тем, что жидкая самотвердеющая смесь, включающая огнеупорный наполнитель, овязующее — силикат натрия, отвердитель матери535889
65 ал на основе двухкальциевого силиката, воду и поверхностно-активное вещество из класса алкиларилсульфонатов, содержит в качестве по верхностно-активного вещества соль алкилбензолсульфокислоты с общей формулой:
80,Ме г где Ме — атом щелочного металла; R — атом водорода; R — радикал, выбранный из ряда: водород, алкильная группа, содержащая
2, 3, 6 атомо|в углерода; R3 — алкильная группа, содержащая 2, 3, 6 атомов углерода; или смесь 2 — 3 солей алкилбензолсульфокислот с общей формулой:
30,,Ме 2 где Ме — атом щелоч ного металла; R, R и Rg — алкильные труппы, содержащие 1 — 6 атомов углерода, занимающие любое положение в бензольном ядре по отношению к замещенной .сульфогруппе, Смесь характеризуется следующим соотношением ингредиентов, вес. ч.:
Огнеупорный наполнитель 100
Силикат натрия 5 — 7
Материал на основе двухкальциевого силиката 4 — 7
Вода 2 — 4
Поверхностно-активное вещество 0,005 — 2
Кроме того, в качестве указаеной соли алкилбензолсульфокислоты с общей формулой:
50 Ме
5КСС содержит моно-изопропилбензолсульфонат щелочного металла, или моно-п-пропилбензолсульфонат щелочного металла, или диэтилбензолсульфонат щелочного металла, или гексилбензолсульфонат щелочного металла.
В качестве указанной смеси солей алкилбензолсульфокислот с общей формулой:
30 Ме
jKCC содержит смесь моно- и диизопропил5
Зо
50 бензолсульфоната щелочного металла в весовом соотношении 5: 1 — 1: 1, или смесь паратолуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 4: 3, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с триизоцропилбензол|сульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 10: 7, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с и-бутилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 5: 1, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного металла и с моно- изопропилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 40: 57: 50, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного металла и с диэтилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 2: 5: 1, Пример. Приготавливают 5KCC № 1 — 3 идентичных составов, отличающихся тем, что в качестве поверхностно-активных добавок применяют 2-этилгексилсульфат натрия (торговая марка «Пентрон ON») — смесь № 1, нормальный октилсульфат натрия (анионный алкилсульфат с 8 атомами углерода) смесь ¹ 2 и смесь диэтилбензолсульфоната натрия и диизопропилбензолсульфоната натрия в весовом соотношении 4: 1 — смесь № 3 (5KCC № 1 и 2 соответствуют прототипу, а
ЖСС № 3 — предлагаемая смесь).
В качестве ингредиентов используют: кварцевый песок с гранулометрическим составом 55 — 60 (по стандарту AFS); силикат натрия с модулем, равным 3, и с содержанием сухого вещества 51%; отвердитель на основе двухкальциевого силиката — молотый гранулированный доменный шлак с удельной поверхностью 3100—
3500 смг/г и щелочным числом 1,35.
Составы 5КСС приведены в табл. 1.
Для приготовления ЖСС используют лопастной смеситель с горизонтальным смешивающим валом, обладающим скоростью вращения 104 об/мин. С начала в течение 1 мин смешивают песок с отвердителем, далее вводят жидкую композицию (силикат натрия, вода, поверхностно-активная добавка) и перемешивают смесь еще 2 мин, после чего получают готовую к употреблению ЖСС.
Описываемые в примере ЖСС обладают высокой текучестью. После свободного заполнения ими оснастки начинается быстрое разрушение пены, которое полностью протекает до наступления начала схватывания смеси.
Так при начале схватывания, наступающем через 20 мин после заполнения смесью оснастки, разрушение пены происходит примерно за 10 мин до начала схватывания. Благодаря этому предлагаемая смесь самоуплотняется и быстро приобретает высокую прочность.
Данные сравнительных испытаний свойств КСС № 1 — 3 приведены в табл. 2, 835880
Т аблица 1
Ингредиенты смесь № 1 смесь № 2 смесь ¹ 3
Силикат натрия
Отвердитель на основе двухкальциевого силиката
Вода
Поверхностно-активная добавка:
2-Этилгексилсульфат натрия („Пентрон ON" )
Нормальный бктилсульфат натрия
Смесь диэтилбензолсуль фон а та натри я и диизопропилбензолсульфоната натрия в весовом соотношении 4:1
0,1
0,1
0,1
Таблица 2 Свойства ЖСС
Смесь № 2 Смесь № 3
Смесь № 1
1,55
Газопроницаемость через 24 ч (в единицах AFS)
Плотность, г/см
Прочность на сжатие, кгс/см, через:
2 ч
1,3
1,2
11
18
2
3,1
7,5
10,8
4 ч
24 ч где Ме — атом щелочного металла; R>— атом водорода; R2 — радикал, выбранный из ряда: водород, алкильная группа, содержащая 2, 3, 6 атомов углерода; Кз — алкильная
5группа,,содержащая 2,,3, 6 атомов углерода; или смесь 2 — 3 солей алкилбензолсульфокислот с общей формулой:
30,Ме
10 где Ме — атом щелочного металла;
Кь R, Кз — алкильные группы, содержащие
1 — 6 атомов углерода, занимающие любое по20 ложение в бензольном ядре по отношению и замещенной сульфогруппе; при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч.:
Огнеупорный наполнитель 100
Силикат натрия 5 — 7
Материал на основе двухкальциевого силиката 4 — 7
Вода 2 — 4
Поверхностно-активное вещество 0,005 — 2
30 Ме
Из табл. 2 следует, что предлагаемая смесь (№ 3) обладает несколько меньшей, чем смеси № 1 и 2, но вполне достаточной газопроницаемостью. В то же время прочность смеси № 3 на всех этапах ее холодного отверждения существенно выше, чем у смесей № 1 и 2, что согласуется с значения ми плотности сравниваемм ых см есей.
Формула изобретения
1. Жидкая самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, связующее — силикат натрия, отвердитель — материал на основе двухкальциевого силиката, воду и поверхностно-активное вещество из класса алкиларилсульфонатов, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности форм и стержней, в качестве поверхностно-активного чещества она содержит соль алкилбензолсульфокислоты с общей формулой:
Содержание ингредиентов, вес. ч. на 100 вес. ч. кварцевого песка
535889
30 Мв
30Ме
Составитель С. Тепляков
Техред А. Камышникова Корректор 3. Тарасова
Редактор Н. Корченко
Заказ 449/2 Изд, № 1922 Тираж 1019 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр, Сапунова, 2
2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве указанной соли алкилбензосульфокислоты с общей формулой: она содержит моно-изопропилбензолсульфонат щелочного металла, или диизопропилбензолсульфонат щелочного металла, или моно-ппропилбензолсульфонат щелочного металла, или диэтилбензолсульфонат щелочного металла, или гексилбензолсульфонат щелочного металла.
3. Смесь по и. 1, отличающаяся тем, что в качестве указанной смеси солей алкилбензолсульфокислот с общей формулой: она содержит смесь моно- и диизопро пилбензолсульфоната щелочного металла в весовом соотношении 5: 1 — 1: 1, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с диизопро5 пилбензолсульфонатом шелочного металла в весовом соотношении 4: 3, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с триизопропилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 10; 7, или смесь
10 пара- толуолсульфоната щелочного металла с а-бутилбен золсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 5: 1-, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного:металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного ме15 талла и с моно-изопропилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении
40: 57: 50, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного металла и с диэтилбен20 золсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 2: 5: 1.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент Великобритании № 965825, кл.
25 В 31, 1964.
2. «Giesserei», 1967, 54, № 14, стр. 374 — 378.
3. Патент Великобритании № 1193952, М. Кл. В 22С 1/02, 1970.
