Связующая композиция для изготовления литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смоляных смесей Советский патент 1991 года по МПК B22C1/00 B22C1/22 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смоляных смесей.

Цель изобретения - повышение прочности стержней и форм на начальных этапах отверждения и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Предлагаемая связующая композиция содержит карбамидофурановую смолу, кубовый остаток периодической дистилляции капролактама и неорганическую кислоту.

Кубовый остаток периодической дистилляции капролактама (КО ПДК) имеет следующий состав, мае. %:

Капролактам60-75

Натриевая соль е-аминокапроновой кислоты12-20

Гидроокись натрия2-4

ОсмолыОстальное

КО ПДК представляет собой твердый светло-коричневого цвета продукт частичной полимеризации капролактама и аминокапро- новой кислоты и является многотоннажным отходом. За год накапливается более 1,0 тыс. т этого отхода. КО ПДК выполняет роль модификатора карбамидофурановой смолы. Добавка модификатора КО ПДК повышает рН смолы от 6,4 до 8,7 ед., увеличивает ее живучесть. Благодаря модифицированию карбамидной смолы оказалось возможным применение концентрированного кислого отхода от производства монохлорамина в составе холоднотвердеющей связующей композиции.

Кислый отход от производства монохлорамина (КО МХА) содержит, мае. %: Серная кислота50-60

4,4-Дихлордифенилсульфан 15-22 «-Хлорбензолсульфокислота 10-15 гс-Хлорбензолсульфохлорид 0,6-1,5 Соляная кислота0,2-0,4

Осмолы3,0-9,0

ВодаОстальное

КО МХА представляет собой однородную жидкость темно-коричневого цвета со сладковатым запахом плотностью при 20°С 1,61 - 1,66 г/см3 и .

Кислый отход образуется при производстве монохлорамина в промежуточной стадии целевого полуфабриката - сульфохло- рида из я-хлорбензолсульфокислоты и хлор- сульфоновой кислоты:

ас6н45о2он+с&о2он

tC6H4SO2C t+H2SO4.

С ульфо хлорид выделяется из сульфо- массы путем разложения избытка хлорсуль- фоновой кислоты водой:

CfcSO2OH+H2O H2SO4-r-HC0.

В результате разности плотностей реакционная смесь отстаиванием разделяется на два слоя: верхний слой - сульфохлорид, нижний - серная кислота с примесями различных веществ (кислый отход). Температура в разделительном отстойнике поддерживается в пределах 40-70°С во избежание застывания плава сульфохлорида. Расплав сульфохлорида поступает далее в амитаторы на реакцию амидирования с получением целевых продуктов - хлораминов.

Сернокислый отход после нейтрализации сбрасывается в канализацию. За год сбрасывается более 2,0 тыс. т этого отхода, поэтому имеется большая и дешевая сырьевая база для отвердителя.

В отличие от ортофосфорной кислоты КО МХА обладает большей каталитической активностью. На скорость отверждения кар- бамидофурановых смол оказывает сильное влияние содержащаяся в кислом отходе п-хлорбензосульфокислота и ее производные.

Для приготовления составов холоднотвердеющей связующей композиции используют кармамидофурановую смолу БС-40 (ТУ 6-05-1750-77); твердый кубовый остаток периодической дистилляции капролактама Дзержинского ПО «Капролактам ; кислый отход от производства монохлорамина Дзержинского ПО «Капролактам плотностью 1,50-1,60 г/см3.

Предлагаемую холоднотвердеющую связующую композицию, состоящую из собственно связующего и отвердителя готовят раздельно. Вначале готовят связующее пу

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тем механического перемешивания модификатора КО ПДК в смоле БС-40 до полного его растворения, например 1,5 мае. % КО ПДК растворяют в 78,5 мае. % БС-40. От- вердитель КО МХА используют исходной концентрации в количестве 20 мае. %.

В табл. 1 приведены составы связующей композиции 1-3.

Составляющие холоднотвердеющей связующей композиции - модифицированную смолу БС-40 и отвердитель КО МХА - вводят на кварцевый песок раздельно.

Приготовление ХТС осуществляют в лабораторном смесителе по следующему режиму. Кварцевый песок марки 1К02 (ГОСТ 2189-84) перемешивают с отвердителем КО МХА в течение 1 мин, затем вводят модифицированную смолу БС-40 и продолжают перемешивание еще 1 мин. Общее содержание холоднотвердеющей связующей композиции в ХТС 2,5 мае. %.

В табл. 2 приведены составы смеси с предлагаемой связующей композицией.

Из табл. 2 видно, что расход предлагаемой холоднотвердеющей связующей композиции в сравнении с известной сокращается на 17%. Уменьшение расхода холоднотвердеющей связующей композиции объясняется ее более высокой эффективностью. Это приводит к улучшению санитарно-гигиенических условий труда.

В табл. 3 приведены физико-механические свойства смесей 1-3.

Из представленных в табл. 3 данных следует, что в сравнении с известной предлагаемая холоднотвердеющая связующая композиция повышает прочность стержней на начальных этапах отверждения. Наилучшие показатели получены при использовании холоднотвердеющей связующей композиции составов 1-3 (табл. 1), содержащих 1,0- 2,0 мае. % КО ПДК в 15-25 мае. % КО МХА. Эти составы связующей композиции в отличие от известного позволяют увеличить прочность стержней в первые 30 мин твердения в 2-3 раза, что повышает качество стержней и форм при извлечении их из оснастки и при транспортировке.

Предлагаемая холоднотвердеющая композиция в сравнении с известной обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:

повышение прочности стержней и форм на начальных стадиях отверждения в 2-3 раза;

улучшение санитарно-гигиенических условий труда за счет уменьшения содержания холоднотвердеющей связующей композиции на 17%.

Формула изобретения

Связующая композиция для изготовления литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смоляных смесей, содержащая

карбамндофурановую смолу и кислотосодер - жащее вещество, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности стержней и форм на начальных этапах отверждения и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, она дополнительно содержит кубовый остаток периодической дистилляции капролактама, а в качестве кислотосодержа- щего вещества - концентрированный кислый отход от производства монохлорамина

на основе серной кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Карбамидофурановая кислота 73-84

Кубовый остаток

периодической дистилляции

капролактама1-2

Концентрированный кислый

отход от производства

монохлорамина на основе

серной кислоты15-25

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смоляных смесей. Цель изобретения - повышение прочности стержней и форм на начальных этапах отверждения и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Связующая композиция содержит, мае. %: карбамидофурановую смолу 73-84; кубовый остаток периодической дистилляции капролактама 1-2; кислый отход от производства монохлорамина 15-25. Введение в состав связующей композиции кубового остатка периодической дистилляции капролактама и кислого отхода от производства монохлорамина позволяет модифицировать фурановую смолу, повысить ее рН, благодаря чему возможно использование высокоцентрированной п-хлор- бензолсульфокислоты. 3 табл. Ј

Кар бамидофур ано- вал смола БС-40 Кубовый остаток периодиче ск ой дистилляции капролактамаКислый отход от производства монохлорамина (пл.1,58 г/см3)

Ингредиенты смеси

Кварцевый песок Холо дно твердеющая связующая композиция

1

2

3

Таблица 1

78,5 73,0

1,5

2,0

20

25

Таблица 2

Содержание ингредиентов, маса %,в смесях

1

IZI

97,5 97,5

97,5

2,5

2,5

2,5

Прочность на сжатие, кгс/см2, через, ч

0,5

1

3

6

24

Прочность на разрыв, кгс/см2, через 1 ч

Таблица 3

16,4 25,0 41,5 53,8 73,3

11,7 20,4 39,6 48,0 60,8

12,8 9,2