Связующая композиция для формовочных и стержневых смесей Советский патент 1992 года по МПК B22C1/02 B22C1/18 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве связующей композиции на основе жидкого стекла для приготовления самотвердеющих формовочных и стержневых смесей, а также отверждаемых углекислым газом.

Известная связующая композиция на основе жидкого стекла, включающая до 10 % смеси моноэтаноламина с глюкозой (1).

Недостатком связующего является использование пищевого продукта - глюкозы.

Известна связующая композиция, включающая жидкое стекло и 2,5 % от массы жидкого стекла моноэтаноламина и 0,5 % воды (А.П.Никифоров. Жидкий отвердитель

для самотвердеющих жидкостекольных смесей. Литейное производство, 1988, № 8, с. 26-27). К недостаткам связующего относятся значительный расход жидкого стекла (до 7..,8 %), затрудненная выбиваемость.

Известна также связующая композиция на основе жидкого стекла (80...97.5) и ами- на-гексаметилентетрамина (2.5...20 %) (2). К недостаткам связующего относятся значительный его расход (7 %) и затрудненная выбиваемость смеси.

Известна также связующая композиция на основе жидкого стекла, этилсиликата и олеиновой жирной ислоты (3).

К недостаткам этой композиции относятся: значительный ее расход для пригоVI

3

О

го

CJ

товления формовочной смеси (3,35 %) сравнительно низкая исходная прочность и затрудненная выбиваемость.

Целью изобретения является повышение прочности связующего после отверждения и улучшение выбиваемое™.

Сущность изобретения заключается в том, чтр смесь, жидкое стекло и комплексный отвеодитель|в качестве последнего содержит этилсмфкат, аминос- пирт, 25-30 %-ный водный раствор щелочи и воду. При этом в качестве аминоспирта связующее содержит моноэтаноламин или диэтаноламин, или триэтаноламин, этилси- ликат с содержанием 32 и 40 % по массе окиси кремния.

Для приготовления связующей композиции использовали аминоспирты, выпуск jcMbie промышленностью: моноэтаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин.

Щелочь (NaOH или К ОН) использовали согласно ГОСТ 2263-79 и 5.1665-72, 25- 39%-концентрации.

Этилсиликат применяли марки ЭТС-32 и ЭТС-40, ГОСТ ЭТС-40-26371-84.

Жидкое стекло использовали согласно ГОСТ 13078-84 с модулем 2,6-3,0 плотностью 1320-1520 кг/м .

Повышение физико-механических и технологических свойств формовочной смеси за счет использования в ее составе комплексного отвердителя на основе этилсиликата, аминоспирта и щелочи объясняется следующим образом.

Едкий натр и аминоспирт являются катализаторами, ускоряющими гидролиз этилсиликата на поверхности огнеупорного наполнителя, конденсацию и затвердевание продуктов гидролиза. При этом образуется гель кремневой кислоты из жидкого стекла, его конденсация и затвердевание; амин в этом случае ускоряет эти процессы. В результате образуется высокопрочная структура продуктов взаимодействия связующей композиции, что и приводит к повышению прочности формовочной смеси. Это позволяет снизить расход жидкого стекла и в связи с этим улучшить выбиваемость смесей.

Приготовление связующей композиции осуществляют следующим образом.

Аминоспирт растворяют в воде, полученный раствор вводят в жидкое стекло при непрерывном перемешивании.

Смесь готовят перемешиванием огнеупорного наполнителя с негидрализован- ным этилсиликатом в течение 30-40 сек. Далее в смесь вводят водный раствор щелочи и жидкого стекла с аминоспиртом, компоненты перемешивают еще в течение 1 мин. После перемешивания смесь засыпают в оснастку и уплотняют любым известным способом. Смесь можно также готовить

перемешиванием огнеупорного наполнителя при одновременном введении жидких компонентов и перемешивании в течение одной минуты. Раствор щелочи можно вводить в смесь в составе жидкого стекла.

В табл.1 приведены составы связующих компонентов, в табл.2 - составы и свойстве формовочных смесей с связующими компонентами.

Анализ данных таблиц 1 и 2 показывает,

что реализация смеси с комплексным отвер- дителем позволяет получить высокую прочность формовочных смесей, снизить расход- связующего (жидкого стекла) до 1...2,3 % по массе (смеси 1-8, табл.2), работу выбивки в

2-8 раз. При введении только аминоспирта или раствора щелочи эффект твердения смеси отсутствует (смеси 9 и 10 табл.2). Формул а изобретени я

1.Связующая композиция для формо- вочных и стержневых смесей, содержащая

жидкое стекло и комплексный отвердитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности связующего после отверждения и улучшения выбиваемости смесей, она в качестве комплексного отвердителя содержит этилсиликат, аминоспирт, 25-30%-ный водный раствор щелочи и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 0 этилсиликат10,0-35.0;

амичоспирт1,5-2,2;

25-30%-ный

водный раствор

щелочи4,4-9,0;

5 Вода5,0-10.0

Жидкое стеклоостальное

2.Композиция по п.1, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что в качестве аминоспирта онё содержит моноэтаноламин или диэтанола0 мин(или триэтаноламин.

3.Композиция поп.1.отличающай- с я тем, что в качестве этипсиликата она содержит этилсиликат, содержащий 32 и 4° % по массе окиси кремния.

Таблица 1

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве связующей композиции на основе жидкого стекла для приготовления самотвердеющих формовочных и стержневых смесей, а также отверждаемых углекислым газом. Смесь содержит, мас.%: этилсиликат 10,0...35,0, аминоспирт 1,5...2,2; 25-30%- ный водный раствор щелочи 4,4..9.0, вода 5,0...10,0, жидкое стекло - остальное. При этом в качестве аминоспирта связующее содержит моноэтаноламин или диэтаноламин, или триэтаноламин. а в качестве этилсили- ката - этилсиликат, содержащий 32 и 40% по массе окиси кремния. Введение в состав смеси комплексного отвердителя на основе этилсиликата, аминоспирта и водного раствора щелочи способствует образованию вы- сокопрочной структуры продуктов взаимодействия связующей композиции, что приводит к повышению прочности геля кремневой кислоты. Это позволяет снизить содержание жидкого стекла в составе смеси и улучшить выбиваемпсть, 2 з.п. ф-лы, 2 табл. & t

5,0

5,3

6,7 10 6,2

Ингредиенты

Кварцевый песок 1К02

Свяаукцай композиция

Содержание в составах смесей, мас.%

,.J..

97,65 36,65 96,65 36,65 98,35 98,35 98,35 98,35 96,65 Э6.65

2,2

6,2

2,2 6,2 6,2 6,2 6,7

Та6лица2