Дата опубликования описания 15.12.82 (ЯЗ) УДК 621 ° 744 ° . 079 (088. 8) Л.A. Большаков, H.Í. Варава„ М.Н.Соси вцев.,":,.".,-,, В.В. Филиппов, И.Г. Гриднев и Д.Н. денно """ :,, Д", I у .г 1, .ct.

Ждановский металлургический институт к Вороцежсуий " государственный проектный и технологиййлнвй„. " - -",:": институт кузнечно-прессового машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЫТИЕ

ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных покрытий для литейных форм и стержней, используемых преимущественно для изготовления толстостенных отливок иэ легированных сталей.

Известно противопригарное покрытие, состоящее из наполнителя, бентонита, сульфитной барды, подмыльного щелока, водорастворимой кислой смолки и воды f13..

В состав известного покрытия для .снижения уровня кислотности входят .агрессивная, токсичная переменного состава кислая водорастворимая смбл-. ка, которая является отходом коксохимического производства. Кислая водорастворимая смолка содержит агрессивную серную кислоту (8,0- 294) взрывоопасный, горючий и токсичный бенэол (0,6-13,7%), сульфокислоты ,(8,0-29,0Ъ), например токсичную кси-лолсУльфокислотУ (C

fC@H (СНЭ)50ЗН) и др., бензольнь1е углеводороды (0,8-25,0Ъ) и др. вещества. Вензол и полимеры - бензольные углеводороды не растворяются в сульфитной барде (лигносульфонатах), вследствие этого прочность сцепления указанного противопригарного покрь.тия с поверхностью форм и стержней является недостаточной. Хотя сульфокислоты и относятся к анионному поверхностно-.активному веществу, седиментационная устойчивость красок . из-эа наличия в кислой смолке пеногасителя - бенэола является низкой.

Ввиду обратимого характера отверждения связующего, характерного для дан- ного покрытия с сульфитной. бардой, последнее обладает повышенной гигроскопичностью, что приводит к поверхностному разупрочяению окрашенных и просушенных форм и стержней.под влиянием влаги окружающей среды.

Кроме того, покрытие требует. длительного времени провяливания, что в условиях массового производства стержней и форм приводит к удлинению технологического цикла изготовления отливок.

Известно также противопригарное покрытие, содержащее огнеупорный наполнитель, бентонит, водорастворимое связующее вЂ” крахмалит, хлорное железо, окись железа, анионное поверхностно-активное вещество (напри4

980921

Кислота

Вода

1,0-12,0

Остальное

Однако указанное покрытие имеет низкую стойкость к истиранию, недостаточную седиментационную устойчивость, большое время провяливания (свыше 10 мин ) и повышенную гкгроскопичность из -за с1братимого отверждения связующего на основе лигно10 сульфонатов.

Целью изобретения является повышение седиментационной устойчивости и прочности и уменьшение времени провяливания и гигроскопичности покрытия.

Цель достигается тем, что покрытие, включающее огнеупорный напол= нитель, глинистое связующее, лигносульфонатное. связующее, анионное поверхностно-активное вещество, технологическую добавку и воду, содержит в качестве технологической добавки полиакриловую или полиметакриловую кислоту с молекулярной массой

20-600 тыс. при следующем соотноше25 нии ингредиентов, мас.3:

Огнеупорный наполнитель

Глинистое связующее

Лигносульфонатное связующее

Анионное поверхностно-активное вещество

Полиакриловая или полиметакриловая кислота с мол.мас.

20-600 тыс.

Вода

47,0-57,0

0,8-2,2

2,2-3,4

Огнеупорный наполнитель

Глинистое связующее

Анионное поверхностно-активное вещество

Лигносульфонатное связующее

56, 3-70, 5

0,7-2,3

О, 3-0,6

0,4- 1 7

Остальное

2,9-3,4

40 г СООЕ с(Р 4 d. У <

° "СН-СИ-СК -СХ-СН -Ж1-CH-(H â€ CK-"

4 соак (.ooz соон соОк или в упрощенной записи (сн -сн вЂ” сн -ск)

Ъ .2 5

СООТГ СООТГ является продуктом радикальной полимериэации акриловой кислоты (СН

CH - C00H) по типу "голова к хвосту" (oC, Q --присоединение). Однако некоторые звенья макромолекул соединяются между собой по типу "голова к голове" (Ы, N- присоединение) и "хвост к хвосту" (p, @ вЂ” присоединение). Полиакриловая кислота с мол.весом от

20000 до 300000 и более весом (7 10 ) растворима в воде и лигносульфонатах. Она поставляется в

m) (ск -с сн -(- 1 и

1 соон соотг мер, моющее средство "Прогресс" ) и воду f 2 ).

Однако крахмалит (могул), .представляющий собой продукт термической обработки получаеьых из продуктов кукурузы белковых суспенэий, может быть использован в животноводстве и поэтому дефицитен.

Кроме того, в составе смеси содержится хлорное железо, которое является, вредным, особенно при выделении хлор-иона во время заливки форм жидким металлом. Покрытие обладает окислительной способностью, так как содержит окислы железа,что не позволяет использовать его при изготовлении отливок иэ высокоуглеродистых сплавов. Прочность покрытия на истирание является невысокой, седиментационная устойчивость через 7 ч - недостаточной, гигроскопичность покрытия после сушки - повышенной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является противопригарное покрытие (3 ), включающее огнеупорный наполнитель, глинистое связующее, лигносульфонатное связующее, анионное поверхностно-активное вещество, кислоту и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Полиакриловая кислота виде 25%-ного или ЗОВ-ного водного раствора, может поставляться в виде белого порошка, растворимого в воде и в лигносульфонатах. Полиакриловая кислота применяется в качестве змульгатора и диспергатора при водно-суспензионной полимериэации и для получения целого ряда производных полимеров.

Полиметакриловая кислота

980921 является также продуктом радикальной полимеризации, но метакриловой кислоты

В противопригарных красках Она может применяться с мол.вес. до

6,2 10 . Полиметакриловая кислота мало отличается по внешнему виду ,от .полиакриловой. Полиметакриловая кислота представляет собой твердое вещество матово-белого цвета, растворимое в воде и в лигносульфонатах.

Полиакриловые и полиметакриловые кислоты благодаря высокому молекулярному весу придают суспенэии высокую седиментационную устойчивость, способствуют формированию на поверхности форм и стержней равномерного противопригарного слоя.. В результате пленкообраэующей способности полимерных кислот на.поверхности форм и стержней образуется прочный слой покрытия. В процессе сушки форм и стержней при 180-200оС имеет место необратимое отверждение связующего на основе лигносульфонатов, так как полимерные кислоты играют роль сшивающего агента для указанного высокомолекулярного связующего. Полимерные кислоты сами обладают связующей способностью., ведут себя как водорастворимые полимеры, образующие прочную пленку при удалении влаги.

По этой причине сокращается время провяливания форм и стержней после покраски, возрастает прочность покровного слоя на истирание и сйижается гигроскопичность покрытия. КроИнгредиенты

47,0 54,0 57,0 54,1 59,4«68,1

2,2

Бентонит

Анионное поверхностно-активное вещество (моющее средство Прогресс" )

Жидкое выло (подмальный щелок) 013

0,4

0 3

0,6

3,0-3,4

Дистен-склиммалит 47,0 ме того, при введении полимерных кислот сохраняется кислотный характер покрытия, что отражается положительно на, газовом режиме формы и на снижении трудоемкости очистки отли5 вок.

В качестве огнеупорного наполнителя в составе покрытия могут использоваться дистен-силлиманит, маршалит, циркон, пылевидный кварц, тальк, гра10 фит, молотый кокс и другие огнеупорные наполнители.

Под глиной подразумевается введение в состав суспензии как глины, так и бентонитов.

Применяемое в составе покрытия анионное поверхностно-активное вещество может быть в виде моющего средства "Прогресс", ДС-РАС, контакта

Петрова, КЧНР, жидкого выла (технйческого или хозяйственного ), под вльного щелока и др.

В качестве лигносульфонатного связующего используются сульфитный щелок, сульфитно-спиртовая барда и сульфитно-дрожжевая бражка.

Технология приготовления покрытия по изобретению эаключаЕтся в следующем. В лопастную мешалку, Имеющую скорость вращения 100 об/мин, 30 вводят бентонит или глину, водный раствор высокомолекулярной кислоты, лигносульфонатное связующее и перемешивают в течение 10-15 мии. Далее добавляют огнеупорный наполнитель и

35 воду до необходимой плотности и перемешивают 10-15 мин до получения однородной суспензии.

В табл. 1 и 2 приведены составы и физико-механические и технологи е40 ские свойства предложенного покрытия и прототипа.

Таблица 1 .е

1,3 0,8 1,3 0,9-2,2 7

980921

-:ПРодолжение табл. 1

Ингредиенты

Прототип

3,4

2,2

2,2 3,0-3,4

Щавелевая кислота

2,0-10,0

1,0 1,7 2,10,4

0,2

46,4

46,6

Вода, Таблица 2;

Свойства

17-19

250

Водородный показатель, ед: сырое покры-,. тие

4,9

5,2 после сушки при 200 С

6,0

5,8

1,5

Кроющая способность

585.Наличие трешин

Нет Нет Нет

Нет

"ульфитнодрожжевая бражка

Полиакриловая или полиметакриловая кислота

Вязкость по вискозиметру

В3-4, с

Отстой красочной суспенэии, смз, через 7ч

Стойкость краски к истиранию, г песка

Содержание ингредиентов покрытия, мас.Ф

Предлагаемый

O Ю °

41,1 38,0 40,0 22,0-22,6

4,5 4,0 3,8 1,55-1,58

5, 8 6,0 6 0 4,7-4,8

0,25 0.,10 0,10 0,01 1,5-1,8

Хорошая Хорошая Хорошая Хорошая Удовле- Хорошая творительная

1780 3270 4500 5300 230-250

980921 Продолжение табл. 2

Состав покрытия Предлагаемый

2 3 4 . 5

Свойства

Прототип

Время про.вяливания, мин 4

0,12 0,1 0,14 0,14

Гигроскопичность, Ъ

1,5

0,8

О, 8-2,2

О, 3-0,6

Формула изобретения

Составитель Й. Волкова

Редактор М..Дылын Техред Л.Пекарь Корректор Н. Буряк

Заказ 9564/15 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород; ул. Проектная, 4

Как видно из табл. 1 и 2 оптимальное содержание полимерной кислоты находится в пределах 0,4-1,7 вес.Ф, что соответствует 1-4%-ной концентрации полимера в водном растворе.

Увеличение содержания полимерной кислоты свыше 1,7 вес.Ф приводит к ухудаению вязкости суспензии, а снижение ее ниже 0,.4 вес.Ъ вЂ” к ухудшению седиментационной устойчивости, прочности на истирание и.повышению гигроскопичности покрытия.

Реализация изобретения позволяет повысить седиментационную устойчивость и прочность краски на истирание в 6.-10 раэ, сократить время провяливания в 2,5-5 раз, а гигроскопичность снизить в 10 раз.

Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, включающее огнеупорный наполнитель, глинистое связующее, лигносульфонатное связующее, анионное поверхностно-активное вещество, технологическую добавку и. воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости и прочности г и уменьшения-времени провяливания и гигроскопичности пбкрытия, оно

20 содержит в качестве технологической добавки полиакриловую или полимета- криловую кислоту с молекулярной массой 20-600 тыс. при следующем соотно25 шенин ингредиентов, мас.Ъг

Огнеупорный наполнитель 47 0-57,0

Глинистое связующее

30 Лигносульфонатное связующее 2,2-3,4

Анионное поверхностно-.активное вещество

35 Полиакриловая или полиметакриловая кислота с молекулярной массой

20-600 тыс. 0,4-1,7

Вода Остальное

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 458376, кл. В 22 С 3/00, 1971.

45 2. Авторское свидетельство СССР

9 531622, кл. В 22 С 3/00, 1975.