Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1984 года по МПК B22C1/22 

Изобретение относится к отрасли литейного производства, а именно к составам холоцнотверцегощих смесей (ХТС), используемым цля изготовления литейных форм и преимущественно стержней при получении отливок из черных сплавов, преимущественно из стали. Известна ХТС, содержащая огнеупорный наполнитель, связующее в вице процукта на основе производных фенола {синтетическую фенолформальцегицную смолу резольного типа марок ОФ-1 или СФ-411) и кислотный отверцитель ill Указанная ХТС обладает вьфаженной токсичностью из-за высокого содержания свободного одноатомного фенола в составе упомянутых смол. Сырьем для производства связующего для данной ХТС явл ется синтетический фенол,который весьма дефицитен из-за широкого потребления прежде всего в органическом синтезе. Наиболее близким к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является ХТС 2 следующего состава, мас.%: Связующее,включающее продукт термолиза древесины,в частности отстойную смолу сухой перегонки древесины, и продукт на основе производных фенола в виде технического фенолоспирта в массовом соотнощении соответственно (1:1)-(19:1)4,0 Минеральный отвердитепь (хромовой ангидрид) 1,0 Огнеупорный наполнитель (кварцевый песок) 95,0 Недостатком известной ХТС является больщая продолжительность отверждения, что лимитирует производительность стер невых и формовочных участков. Кроме того, в состав известной ХТС входят дорогостоящие и токсичные фенол сшфты, а также токсичный дефицитный и дорогой хромовый ангидрид. Целью изобретения является сокращение продолжительности отверждения ХТС повышение прочности форм и стержней и расширение сырьевой базы продуктов на осйове производных фенола. Поставленная цель достигается тем, что колоднотвердеющая смесь для изготов ния литейных форм и стержней, включаюшая огнеупорный наполнитель, отстойную смолу сухой перегонки древесины, продук на основе производных фенола и минерал ный отвердитель, содержит в качестве упомянутого продукта кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов на основе алкилпроизводных двух- и трехатомных фенолов и дополнительно содержит полярный органический растворитель в виде спиртов и сложных эфиров, или кетонов при следукяцем соотношении ингредиентов, мас.%; Отстойная смола сухой перегонки древесины0,3-3,0 Кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов на основе алкилпроизводных двух- и трехатомных фенолов0,2-2,0 Полярный органический растворитель в виде спиртов или сложных эфиров, или кетоновО,2-О,8 Минеральный отвердитель1,3-3,0 Огнеупорный наполнитель Остальное В качестве отстойной смолы сухой перегонки древесины предлагаемая ХТС содержит обезвоЖЕНную водонерастворимую смолу на основе одно-, двух-, трехатомных фенолов и их производных; в качестве минерального отвердителя - соединение на основе силикатов кальция или окиси кальция в виде феррохромового шлака, нефелинового шлама или портландцемента, или технической окиси кальция. Кубовый остаток ректифшсации сланцевых фенолов (например, отходов сланцехимического производства ПО Сланцехим) представляет собой продукт термокаталитического уплотнения сланцевых фенолов, имеющий твердую консистенцию, цвет - от коричневого до черного, т. пл. 80 - . Кубовый остаток ректификации сланцевых фенолов содержит, мас.%: Двухатомные алкил- и диалкилфенолы65-85Производные трехатомных фенолов в виде неполных эфиров пирогаллола и его гомологов12-20 Метоксильные и этоксильные соединения высших ароматических кислот3-8 Гетероциклические соединения причем двухатомные алкил- и пиалкилренолы содержат: 5-метилрезорцин 2,5-аиметилрезор9-1215-19 5-этилрезорцин 4,5-аиметилреэор12-26Резорцины высшего Остальное порядка При содержании кубового остатка ректификации сланцевых фенолов в сост ве ХТС ниже нижнего предела не дости гаются требуемые прочностные характе стики стержней и .форм,, а при содержа НИИ его выше в эхнего предела возраст ет газотворность ХТС, а достигаемое п этом повышение прочнос;ти является изл ним с точки зрения требований техноло изгоговления стержней и форм; кроме того, имеет место нерациональное возр стание затрат на материал. Обезвоженная воцонерастворимая отстойная смола (временные ТУ 13 УСС 1-19-15-82) представляет собой вязк подвижную жидкость черного цвета, (вя кость 60+10 сП fc запахом горелого са .хара,плотностью 1,1±О,О5 г/см.рН 2,4Обезвоженная водонерастворимая от стойная смола сухой п егонки цревеси содержит, мас.%: 1О-15 Фенолы одноатомные Фенолы цвухатомные, их метокси- и 12-25 этоксипроизвоцные Фенолы трехатомные и неполные их эфиры14-21 Фенолокислоты2-8 Циклические альдегиды, кетоны и спирты2О-ЗО Углеводороды2-6 Высшие кислоты9-11 Летучие кислоты .3-5 394 Содержание сухого остатка в древесной смоле 72-82 мас.%, а остаточное влагосоцержание 5-15 мас.%, В качестве полярного органического растворителя возможно использование этанола, ацетона, метилэтилкетона, диэтиленгликоля, диоксана. Нижний предел содержания растворителя обусловлен требованиями по вязкости связующего, верхний - растворимостью кубовых остатков и экономическими соображениями. В качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевый, цирконовый, оливиновый и др. пески. Смесь приготавливают следующим образом. Кубовые остатки растворяют в полярном растворителе с содержании его 5О8О% и полученный раствор смешивают с водонерастворимой обезвоженной отстойной смолой. Полученное связующее смешивают с orHeynopHbnvi наполнителем,, после чего в смесь добавляют отвердитель. В табл. I приведены составы предла- , гаемой и известной 2 ХТС, в табл. 2 - их свойства. Как видно из таблицы 2, пpeдлaгaav aя смесь имеет высокую скорость твердения (так как смесь № 2 имеет через 3 ч более высокую прочность, чем известная через 24 ч), показатели конечной прочности предлагаемой ХТС выше, чем ХТС по прототипу. Предлагаемая ХТС может применяться для изготовления литейных форм и стержней всех видов литья (чугунного, стального, цветного). Применение ХТС позволит получить экономический эффект 3-5 руб. на I т годного за счет снижения содержания связующего в смеси, низкой стоимости обезвожеЦной водонерастворимой отстой:Ной смолы и кубовых остатков ректификации сланцевых фенолов, которые в настоящее врется сжигаются. Таблица

Обезвоженная воцонерастворимая отстойная смола

Осадочная или отстойная смола

1,0 3,0

2,0

2,0

0.8

1О79339

Продолжение табл. 1

0.8 0.2

0.40.2

95

1,0