Самовысыхающая противопригарная краска для литейных стержней и форм
Союз Советских Соцмалистнческмх Республик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (62 ) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл. В 22 С 3/00 (22) Заявлено 12,07.77 (22) 2507056/2202 с присоединением заявки Р2е Государственный комитет (23) Приоритет Опубликовано 15.05.80. Бюллетень .%18 Дата опубликования описания 18 05 80 но делан изобретений и открытий (53) УДК 621..744.079 (088.8) П. В. Черногоров, В. А. Иоговский, В. П. Суетин, Е. А. Шадрин, В. В. Мельников и М. М. Лившип (72) Авт оры изобретения (72.) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) САМОВЫС ЫХАЮЩАЯ ПРОТИВОПРИГАРНАЯ КРАСКА ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам самовысыхаюших противопригарных красок для литейных стержней и форм, Известны составы самовысыхаюших противопригарных красок, включающих 5 огнеупорный напопнитель и гидролизованный этилсипикат (1) Однако при использовании этих красок I0 для крупных стальных отливок с временем заливки форм более 60 с происходит растрескивание и отслоение краски в верхних частях формы и образование вследствие этого ужимин на поверхности отливок. Известен состав самотвердеюшей противопригарной краски, включающей огнеупорный наполнитепь, гидролизованный этилсиликат с 6-12Ъ двуокиси кремния и добавку флюорита t2) Пределы по содержанию двуокиси кремния в этилсиликате и применение флюорита устраняют раст зескивание краски и.повышают ее седиментапионную устойчи вость Однако производственные испьпания известной краски показали, что на круп ных стальных отливках с временем заливки 60-12С с в верхних частях формы краска растрескивается и отслаивается от формы, вследствие этого на отливках образуются ужимины. Целью изобретения является предотвращение растрескивания краски, улучшение кроюшей способности и повышение ее седиментапионной устойчивости. Для этого самовысыхакхдая противопригарная краска для ли1ейных стержней и форм, включаюшая огнеупорный наполнитель и гидролизованный раствор этилсиликата, содержит в качестве гидролизованного раствора этилсипиката технический продукт с 3-12%двуокиси кремния и 0,5-1,57 уксусной кислоты и дополнительно содержит пол ивинилбутираль клеевой при следуюшем соотнон енин ингредиентов, вес, %„ Гидролизованн ый раствор этилсиликата с 3-12 двуокиси кремния и 5 0,5-1,5% уксусной кислот ы 39,5-49,5 Поливинилбутираль клеевой 1, 2-1,8 Огнеупорный наполни- 10 тель Остальное. В качестве огнеупорного наполнителя могут быть использованы плавленный магнезит, электрокорунд, циркон и др. Клеевой поливинилбутираль может быть 15 марки КА или КБ (ГОСТ 9439-60) ° Количество двуокиси кремния в гидролизованном этилсиликате (3-12!о) зависит от продолжительности заливки формы. Если заливка формы длится менее 1 мин, 20 то допускается иметь в гидролизованном этилсиликате 12% 51O> . При длительности заливки формы около 2 мин допускается иметь в гидролизованном этилсиликате 3/o S1O>. При выходе за указанные пределы по содержанию Si O s гидролизованном этилсиликате термостойкость краски снижается. При содержании поливинилбутираля 30 клеевого ниже нижнего предела снйжается термостойкость краски, а при содержании его выше верхнего предела ухудшаются противопригарные свойства краски. ЗБ Поливинилбутираль введен в краску для улучшения седиментационной устойчивости краски и улучшения трешиноустойчивости. Этилсиликат, гидролизованный в при- 40 сутствии уксусной кислоты, имеет более высокие пластические свойства, чем гидролизованный в присутствии соляной кислоты, а следовательно противопригарная краска на этилсиликате с уксусной кислотой менее склонна к трешинообразованию. Содержание уксусной кислоты в краске составляет 0,11-0,33 вес. !о или в пересчете на 100 вес. о негидролизованного этилсиликата 0,5-1,5 вес. %. При содержании уксусной кислоты ниже нижнего предела снижается термостойкость краски иэ-за образования продуктов неполного гид"олиза с температурой выгорания 200-300 С, а при содержании ее выше 7;33847 Д ве рх н е! о l l род е и ух уд и! а < . тс я к рю ю1н н я способность краски. В качеств< растворителей нрн гндролнзе применяют ацетон, спирт, раствор итель 64 6, Гидролиз этилснликата проводят в две стадии. Первая стадия — собственно гидролиз. В качестве катализатора пр гндролизе используют уксусную кислоту в количестве 0,5-1,5 вес. от этилсиликата негидролизованного, вода содержится в количестве 13-19 вес. "о от этилсиликата негидролизованного. В гидролизер заливают этилсиликат 32 и добавляют ацетон. Включают мешалку. Смесь этилсиликата с ацетоном перемешивают в течение 30-40 с. Затем, не прекращая перемешивания, заливают воду, .подкисленную уксусной кислотой. Гидролиз ведут в течение 20-40 мин, после чего гидролизованный раствор выдерживают для завершения гидролиза не менее 6 ч . Содержание двуокиси кремния в растворе после полного протекания гидролиза должно быть порядка 18 . В гидролизованном описанным способом этилсиликате содержится, вес, о: Этилсиликат 32 52-59 Вода 8-1 1,8 Уксусная кислота 0,5-1,5 Ацетон или спирт 35-40 Вторая стадия — разбавление гидролизованного раствора органическими растворителями до необходимого (3-12 вес. ) содержания двуокиси кремния в растворе, Краска приготавливается следующим образом.. Поливинилбутираль (ПВБ) вводят при перемешивании с огнеупорным наполнителем в сухом виде» в виде порошка. Пелью перемешивания является равйомерное распределение ПВБ между частицами огнеупорного наполнителя. Такое распределение увеличивает скорость последующего растворения ПВБ и предотвращает образование слипшихся комков ПВБ. Приготовленную таким образом сухую смесь огнеупорного наполнителя и ПВБ вводят в гидролизованный раствор этилсиликата и перемешивают до получения однородной суспензии с примерной плотностью 2,1 г!см Примеры составов красок приведены в таблице. 73 184 7 49,3 58,7 Поливи илбутираль 1,2 1,8 39,5 49,5 46,6 0,5 О,(1,5 уксусная кислота I Га им(. помп ие ипгредиен Огнеупорный наполнитель— Ц11РКОН Гидролизованный раствор этилсиликата В растворе этилсиликата содержится: двуокись кремния В краске по прототипу гидролизованный раствор этилсиликата содержит 0,5% соляной кислоты. Способность предложенной краски и известной противостоять растрескиванию определяют следующим образом. В индукционной печи емкостью 20 кг расплавлялся серый чугун марки 18-36 и перегревался до 1 500 С. Зеркало ме о талла очищалось от шлака и окислов и Зо на расстоянии 40 мм от зеркала металла устанавливали пробу из жидкоподвижной самотвердеюшей смеси, окрашенную испытуемой краскоя. Визуально наблюдают момент образования трещин на окрашенном слое и фиксируют время до образования 35 трешин. Предлагаемая краска растрескивалась через 2,5-3,5 мип, а известная — через 1-2,5 мин. Кроюшую способность краски проверяют по следующей методике. Готовят краску определенного состава, после при» готовления ее выдерживают в закрытой емкости не менее 30 мин для более пол45 ного растворения поливинилбутираля. После выдержки краску снова перемешивают и наливают в открытую емкость. В краску окунают стеклянную пластину, B том же,положении, как и при окунании, 5С краску на пластине сушат в течение 30 мин. Толщину слоя краски на пластине замеряют лликрометром. Оптимальная кроюшая способность по данным экспериментов соответствует 55 толщине слоя краски 0,2-0,= мм. Пред-. лагаемая краск» при испытаниях по описанной методике Обеспечивает получение толшгн1ы красе и(оl (? елoB 0>4 лм) а H38f còная не обеспечивает получение толщины красочного слоя в Оптимальных пределах (О, 2-0, 5 мм), Для определения седиме11тационно11 устойчивости краски использовалась стандартная методика для быстросохнуших красок (ГОСТ 298-62). В качестве огнеупорного наполнителя берут плавленный магнезит фракции менее 30 мк. В результате испытаний об1аружено, что седиментационная устойчивость краски с использованием этилсиликата гидролизованного на уксусной кислоте и этилсиликата гидролизованного HQ соляной кислоте, зависит от процентного содер жания кремния в пересчете íà 51 О в этилсиликате. Причем в том и другом случаях она меньше при большем содержании gjO . поэтому для сравнения седиментационной устойчивости краски выбран гидролизованн ый этилсиликат (табл., 1 пример), содержащий максимум 540 (12%) . Седиментационная устойчивость краски с использованием этилсиликата, гидролизованного на соляной кислоте (прототип), равна 70%> а седиментационная устойчивость краски с использованием этилсиликата, гидролизованного на уксусной кислоте (предлагаемый) - 80%. Таким образом, предлагаемая противопригарная краска обладает повышенной трешиноустойчивостью, хорошей кроюшей способностью, достаточной седиментационной устойчивостью, а также высокой эррозиопной стойкостью. Предложенную краску целесообразно использовать для форм и стержней как мелкОГО, так II к11упного ст;1льпОГО лиГья, 733847 39,5 49,5 1, 2-1,8 Остальное. Составитель С. Тепляков Редактор В. Трубченко Техред М. Пегко Корректор Г. Назарова Заказ 1959/16 Тираж 889 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыгий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,4 формула изобретения Самовыс ыхаюшая противопригарная краска для литейных стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель и гидролизованный раствор этилсиликата, отличающаяся тем, что,с целью предотвращения растрескивания краски, улучшения кроющей способности и повыпения ее седиментационной устойчивости, в качестве гидролизованного раствора этилсиликата она содержит тех нический продукт с 3-12% двуокиси кремния и 0,5-1,5% уксусной кислоты и дополнительно содержит поливинилбутираль клеевой при следующем соотношении ингредиентов, вес. %: Гидролизованн ый раствор этилсиликата с 3-12% двуокиси кремния и 0,5-1,5% уксусной кислоты Пол ивин илбут ирал ь клеевой Огнеупорный наполнитель Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1, Сб. Труды Ш)ИИТМАШ", 1972, ¹ 102, с. 117-138. 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 383511е кл В 22 С 3/00, 1970 °
