ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Российский патент 1997 года по МПК C08L61/04 B22C1/16 

Изобретение относится к области нефтехимии и может быть использовано для получения органического вяжущего для литейных форм и стержней на основе смолистых отходов нефтехимических производств.

Известны связующие литейные марок "КО" и "УСК-1" [1] состава, приведенного в таблице.

Данные связующие получают согласно техническим условиям ТУ. 38. 10712-77 путем растворения кубового остатка производства синтетических жирных кислот (СЖК) марок "А" и "Б", получаемых по ТУ 38. 1071231, в бензиновых и керосиновых фракциях. Для приготовления вяжущего "УСК-1" дополнительно вводят асфальто-смолистые соединения в качестве активирующей присадки.

Недостатками "КО" и "УСК-1" являются:
использование высоковязкого ν₁₀₀ 150 350 мм²/с кубового остатка СЖК, имеющего неприятный, стойкий специфический запах, в качестве основы для приготовления "КО" и "УСК-1";
необходимость для получения "КО" и "УСК-1" с заданной вязкостью (ВУ₅₀= 2,1 -3,5) к кубовому остатку добавлять до 50% по массе растворителей в виде бензиновых или керосиновых фракций, что экономически нецелесообразно, ибо имеет место нерациональное расходование сырьевых ресурсов моторных топлив;
выделение в атмосферу литейных цехов большого количества углеводородных паров (весь растворитель), ухудшающих их экологическое и санитарное состояние при изготовлении литейных форм и стержней с использованием в качестве вяжущего "КО" и "УСК-1".

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к заявляемому изобретению является связующее для литейных форм [2] следующего состава:
содержание сухого вещества, 70±1
вязкость при 20^oC, МПа•с 1600 ± 200
содержание,
азота 7 8
воды 15 17
свободного фенола 3 4
свободного формальдегида 0,5
В состав связующих вводят также фуриловый спирт или фурановые смолы и карбамидную смолу.

Так для получения литьевой оснастки методом холодного отверждения [2, с. 221] применяется следующая рецептура ( мас. ч):
кварцевый песок сухой 1000
толуолсульфокислота (65%-ная) 0,6
смесь: фенольная смола фуриловый спирт карбамидная смола 1,2
окись железа 0,1
Недостатками прототипа являются:
высокое содержание (3 4%) свободного фенола, что делает связующее экологически опасным;
применение в качестве растворителя дорогостоящего дефицитного фурилового спирта;
многокомпонентность связующего: фенольная смола + фуриловый спирт + карбамидоформальдегидная смола.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания экологически менее опасного вяжущего за счет снижения содержания в нем свободного фенола, его удешевления за счет использования в качестве основы обесфеноленной (содержание фенола 0,1 0,5 мас.), обеззоленной смолы, являющейся отходом процесса производства фенола и ацетона кумольным методом, и маловязкой этил-бензольной смолы, являющейся отходом производства этилбензола, в качестве разбавителя.

Сущность изобретения заключается в том, что вяжущее на основе смол, содержащее разбавитель, согласно изобретению, в качестве основы содержит обесфеноленную смолу, являющуюся отходом производства фенола и ацетона кумольным методом, а в качестве разбавителя оно содержит этилбензольную смолу, являющуюся отходом производства этил-бензола при следующем соотношении компонентов, мас.

обесфеноленная смола 70.80
этилбензольная смола 20.30
Вяжущее получают путем смешения обесфеноленной смолы с условной вязкостью 44,06^oE при 50^oC с этилбензольной смолой, имеющей условную вязкость при 50^oC 1,06 ^oE при комнатной температуре и атмосферном давлении в течение 3 4 ч. Отличительной особенностью (НОУ-ХАУ) технологии получения вяжущего для производства литейных форм и стержней является предварительный нагрев всей расчетной массы обесфеноленной смолы до 50^oC и последующая порционная подача в нее горячего (50^oC) разбавителя (этил-бензольная смола) при постоянном перемешивании компонентов.

Первая порция растворителя по количеству составляет минимально необходимое от всей расчетной величины количество разбавителя для получения вяжущего с заданной вязкостью. Обесфеноленная смола и первая порция разбавителя перемешиваются при 50^oC в течение 30 мин. Затем смесь отстаивают в течение 60 мин и для нее определяется условная вязкость при 50^oC. Если величина вязкости (ВУ₅₀) смеси находится выше допустимого значения (выше 3,5), в нее подается дополнительная порция горячего разбавителя (50^oC). Новая порция разбавителя вводится в циркулирующий поток смеси по схеме резервуар (низ) ___→ насос ___→ резервуар (верх) Смесь с дополнительной порцией разбавителя перемешивается в течение 30 мин по указанной схеме, после чего подвергается отстою в течение 60 мин. После отстоя берется проба на анализ полученного вяжущего.

Пример 1. Обесфеноленная смола с условной вязкостью при 50^oC, равной 44,06 ^oE, смешивается с этилбензольной смолой, имеющей условную вязкость при 50^oC 1,06 ^oE, в массовом соотношении 70:30% соответственно. Полученное в результате смешения вяжущее имеет следующие показатели: ВУ₅₀=2,5^oE; содержание фенола 0,1%
Пример 2. Обесфеноленная смола с условной вязкостью при 50^oC, равной 44,06^oE, смешивается с этилбензольной смолой, имеющей условную вязкость при 50^oC 1,06^oE, в массовом соотношении 80:20% соответственно. Полученное в результате смешения вяжущее имеет следующие показатели качества: ВУ₅₀=32^oE, содержание фенола 0,1%
Пример 3. Обесфеноленная смола с условной вязкостью при 50^oC, равной 44,06 ^oE, смешивается с этилбензольной смолой, имеющей условную вязкость при 50^oC 1,06^oE, в массовом соотношении 75:25% соответственно. Полученное в результате смешения вяжущее имеет следующие показатели: ВУ₅₀=2,9^oE, содержание фенола 0,1%
Данное изобретение позволяет получить товарное органическое вяжущее с приемлемой для данных продуктов вязкостью и с пониженным содержанием фенола. Кроме того, использование обесфеноленной смолы в качестве основы для получения вяжущего для литейных форм и стержней в смеси с этилбензольной смолой позволяет решить проблему утилизации отходов производства фенола и ацетона кумольным способом и производства этилбензола.

Предлагаемое изобретение решает также задачу создания экологически менее опасного вяжущего за счет снижения в нем содержания фенола.

Предлагаемое изобретение может быть использовано на металлургических предприятиях в качестве экологически чистого вяжущего материала в производстве литейных форм и стержней.

Источники информации
1. Вяжущие литейное. Технические условия ТУ 38.1071277-90.

2. А.Кноп, В. Шейб. Фенольные смолы и материалы на их основе. Перевод с английского А.М.Василенко и Г.М. Восконянца. Под ред. канд. техн. наук Ф.А. Шутова. М.Химия, 1983 (прототип), 211 с.

Изобретение относится к области нефтехимии и может быть использовано для получения органического вяжущего для производства литейных форм и стержней.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания экологически менее опасного органического вяжущего для производства литейных форм и стержней за счет снижения в нем содержания свободного фенола, его удешевления за счет использования в качестве основы обесфеноленной, обеззоленной смолы, являющейся отходом производства фенола и ацетона кумольным методом, и маловязкой этилбензольной смолы, являющейся отходом производства этилбензола, в качестве разбавителя.

Сущность изобретения заключается в том, что вяжущее для производства литейных форм и стержней в качестве основы содержит обесфеноленную смолу, являющуюся отходом производства фенола и ацетона кумольным методом, и этилбензольную смолу, являющуюся отходом производства этилбензола, в качестве разбавителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:
обесфеноленная смола - 70...80
этилбензольная смола - 20...30. 1 табл.

Вяжущее для производства литейных форм и стержней на основе смол, содержащее разбавитель, отличающееся тем, что в качестве основы оно содержит обесфеноленную смолу, являющуюся отходом производства фенола и ацетона кумольным методом, а в качестве разбавителя оно содержит этилбензольную смолу, являющуюся отходом производства этилбензола, при следующем соотношении компонентов, мас.

Обесфеноленная смола 70 80
Этилбензольная смола 20 30