Способ отверждения смеси

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (F11665782

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 16.08.72 (21) 1818719/22-02 (23) Приоритет (32) 16.08.71 (31) 7129865 (33) Франция

Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.79 (51) М. Кл.з

В 22С 9/12

Государственный комитет (53) УДК 621.742.59 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Иностранец

Жерар Ив Ришар (Франция) Иностранная фирма

«Сосьете д Аппликасьон де Продюи Эндюстриель э Шимик» (Франция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОТВЕР)ЩЕНИЯ СМЕСИ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей, -предназначенным преимущественно для изготовления литейных форм и стержней.

Известен способ отверждения смеси, содержащей огнеупорный наполнитель и синтетическую смолу, путем продувки газообразным катализатором, состоящим из смеси воздуха или азота с органической жидкостью (1).

Однако этот способ не обеспечивает необходимую скорость отверждения стержней и форм.

Известен также способ отверждения смеси, содержащей огнеупорный наполнитель и термореактивную смолу, путем продувки ее хлором или хлористым водородом,(2).

Однако такой способ не обеспечивает достаточную термическую стойкость форм и стержней.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ отверждения смеси на основе огнеупорного наполнителя и смолы кислотного отверждения, заключающийся в том, что сформированные из этой смеси формы и стержни отверждают продувкой сернистым ангидридом (3).

Продувка смеси только SO2 дает черезвычайно медленную реакцию — 30 мин.

Целью изобретения является сокращение времени отверждения смеси.

5 Поставленная цель достигается тем, что в смесь вводят окислитель сернистого ангидрида перед продувкой последнего или одновременно с ним, при этом окислитель вводят в виде газа или аэрозоля, или в

10 твердом, или в жидком виде.

Сущность способа по изобретению заключается в следующем.

После уплотнения смеси (ручным, механическим, гидравлическим или пневматиче15 ским методами), содержащей по крайней мере один зернистый наполнитель, смешанный с одной или несколькими смолами, но без отверждающего агента, продувают сернистым ангидридом совместно с окисляю20 щим его агентом. В качестве последнего может быть использован хлор. Его вдувают в смесь одновременно с сернистым ангидридом, либо вначале комбинируют с сернистым ангидридом для образования хлори25 стого сульфурила, который легко гидролизуется в присутствии одного компонента смеси, в частности воды, до образования серной и хлористоводородной кислот. Ука665782

3 занный окислитель вводят в виде газа или аэрозоля, носителем может быть воздух.

Хлористый сульфурил очень легко гидролизуется на серную и хлористоводородную кислоты, которые вызывают быстрое (порядка нескольких секунд) отверждение состава

SO,CI, +2Н,О -» Н,SO,+2HCI

Действие этих образующихся серной и хлористоводородной кислот обнаруживается по мере гидролиза, что дает более мягкое отверждение.

Окислитель серного ангидрида может быть введен в состав смеси в процессе ее приготовления, т. е. одновременно в процессе перемешивания смолы и зернистого наполнителя.

В качестве таких окислителей могут быть использованы: перекиси, гидр опер екис и, окиси гидроперекиси, хлораты, перхлораты, хлориты, хлоргидраты, пербензоаты, перманганаты, моноперфталевая кислота и т. д.

Предпочтительно использование пероксидметилэтилкетона, перекиси водорода, гидроперекиси третичного бутила.

Присутствие окислителя или носителя кислорода в составе смеси или вдуваемом газе можно сильно снизить, если хотят использовать сернистый ангидрид, осуществляя сульфохлорирование одновременным действием SO и С1 или сульфоокисление одновременно — действием $0 и Ор.

Обработку газом формуемого состава можно выполнять известными способами: газ под давлением вводят через отверстия в форме непосредственно в состав смеси.

После уплотнения смеси (ручным, механическим, гидравлическим или пневматическим методами), содержащей зернистый наполнитель, органическую смолу кислотного отверждения, отверждение смеси производят с помощью сернистого ангидрида, вводимого при температуре окружающей среды и давлении, которое меняется в зависимости от размеров стержней и форм. Давление должно быть достаточным для того, чтобы газ равномерно диспертировался во всей массе смеси и выходил из формы (0,3 — 5 атм).

На конечной стадии изготовления рекомендуется пропускать поток воздуха или нейтрального газа, который очищает песок и уносит излишек SOg или $0рС1 в бак нейтрализации, что препятствует всякому загрязнению или отравлению атмосферы.

Этот процесс отверждения требует присутствия зернистых наполнителей в значительных количествах для того, чтобы облегчить распространение газа или аэрозоля через смесь.

В качестве огнеупорных наполнителей могут быть использованы материалы, содержащие повышенную пропорцию двуокиси кремния, а именно кремнистый песок или

50

98,85 ф бетон, огнеупорные материалы: гранулированные тугоплавкие окислы металлов, а именно окиси циркония, силлиманита, а также образивные материалы, такие как карборунд, корунд.

Все смолы, отверждающиеся под действием кислотоотвердителя, могут использоваться для осуществления способа по изобретению. Они смешиваются любым известным образом с зернистым наполнителем в пропорциях, которые могут изменяться по весу от 0,5 до 10% для того, чтобы получить состав из зернистых частиц, покрытых пленкой. Этим условиям удовлетворяют многие смолы и среди них мочевиноформальдегидные, фенолоформальдегидные, фурановые смолы и сополимеры фурановых смол.

Эти смолы можно модифицировать, на20 чиная с разбавления до полной сополимеризации, например фуриловым спиртом. Можно также использовать сополимеры этих смол с эпоксидированными или ненасыщенными соединениями. Обработка силанами

25 этих смол, например гаммааминопропилтриэтоксиланом, в общем желательна, но не является необходимой.

Расход сернистого ангидрида зависит от свойств применяемой смолы и способа вве30 дения окислителя. Например, при применении в качестве ускорителя отверждения моноперфталевой кислоты, бензосульфохлорида паратолуолсульфоновой кислоты, бензохинона или хлоргидратгидроксиламина, по35 требность в сернистом ангидриде можно уменьшить на 50%.

В связи с отсутствием отверждения в составе смеси живучесть ее не ограничена.

Составы смеси, (вес. % ) и прочность ее на

40 изгиб (кгс/см ) приведены ниже (время продувки сернистым ангидридом 1 — 5 с).

Пример 1.

Песок кварцевый 98,7

Мочевиноформальдегидная смола, содержащая следы гаммааминопропилтриэтоксилана 1,0

Пероксид метилэтилкетона 0,3

Прочность смеси на изгиб 30

Пример 2.

Песок кварцевый 98,7

Фенольная смола, сополимеризованная фурфуриловым спиртом,, с добавлением гаммааминопропилтриэтоксилана, 1,0

55 Гидроперекись третичного бутила 0,3

Прочность смеси на изгиб 35

Пример 3.

Песок кварцевый 98,85

Полимер фурфурилового спирта обработанного силанами 1,0

Перекись водорода (70%-ной концентрации) 0,15

Прочность смеси на изгиб 45

Пример 4.

65 Песок кварцевый

665782

Формула изобретения

1,0

0,15

98,9

1,0

0,1

98,9

1,0

0,1

99,0

1,0

Составитель И. Куницкая

Техред А. Камышникова

Редактор 3. Ходакова

Корректор E. Угроватова

Заказ 1320/10 Изд. Иа 415 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Фурановая смола — сополимер с эпоксидными смолами — обработанная силанами

-Перекись водорода (70 -ной концентрации)

Прочность смеси на изгиб

Пример 5.

Песок кварцевый

Связующее (одна из смол по примерам 1 — 4) с добавлением сульфохлорбензола

Перекись водорода

Пример 6.

Огнеупорный наполнитель (окись циркония, шамот, силиманит)

Связующее (одна из смол по примерам 1 — 4)

Один из реагентов из примеров 1 — 4

Пример 7.

Кварцевый песок

Фурановая смола сополимера с ненасыщенными соединениями

Прочность смеси на изгиб

1. Способ отверждения смеси на основе огнеупорного наполнителя и смолы кислотного отверждения, преимущественно для изготовления литейных форм и стержней, путем продувки ее сернистым ангидридом, отличающийся тем, что, с целью сокращения ее времени отверждения, в смесь

10 вводят окислитель сернистого ангидрида перед продувкой последнего или одновременно с ним.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окислитель вводят в виде газа или аэро15 золя, или в твердом, или в жидком виде.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Technicien Fonderie», 1968, № 109, 20 с. 457 — 464, 2. Патент США № 3059297, кл. 164 — 21, 1963.

3. Патент США № 3108340, кл. 164 †, 1963.