КОМПЛЕКСНЫЙ МОДИФИКАТОР ТЕХНИЧЕСКИХ ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ Советский патент 1995 года по МПК B22C1/20 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модификаторам технических лигносульфонатов, и может быть использовано при создании новых связующих материалов и стержневых смесей.

Целью изобретения является стабилизация и повышение прочности стержней в горячем и холодном состояниях, а также утилизация промышленных отходов.

Для достижения поставленной цели комплексный модификатор технических лигносульфонатов, включающий смесь кубовых остатков органического синтеза, дополнительно содержит связующее СП-97 и отработанный раствор пирогаллола "А" производства ацетилена при следующем соотношении ингредиентов, мас. Связующее СП-97 0,4-1,2 Отработанный раствор пирогаллола "А" 0,6-2,6 Смесь кубовых остатков органического синтеза Остальное
Упомянутое связующее СП-97 является раствором мономерных компонентов и имеет следующий определенный состав, мас. Диангидрид бензофенон- тетракарбоновой кислоты (ДАБТК) 40,7 Спирт этиловый абсолютный (СЭА) 34,4 N-метилпирролидон (N-МП) 7,5 Мета-фенилендиамин (М-ФДА) 13,6 Оксидианил (ОДА) 3,8
Связующее СП-97 имеет вязкую консистенцию и легкий специфический запах. Синтез его осуществляют по следующей схеме. В аппарат загружают необходимое количество N-МП и СЭА и включают мешалку. При работающей мешалке к смеси растворителей прибавляют ДАБТК и включают обогрев. Содержимое нагревается до 79-80^оС и при этой температуре выдерживается в течение двух часов до полного растворения ДАБТК.

Полученный раствор охлаждают до 20-25^оС и вводят в него при перемешивании М-ФДА и ОДА. После перемешивания этих компонентов в течение 1,5 ч синтез связующего СП-97 заканчивается.

Этот материал используется в авиационной промышленности и поэтому проходит жесткий контроль по физико-химическим свойствам. По некоторым из них связующее бракуется, накапливается и сжигается.

Отработанный раствор пирогаллола "А" (ОРП) имеет следующий состав, мас. Пирогаллол "А" 0,8-1,3 Уксуснокислый калий 15,0-18,0 Едкое кали 11,6-13,2 Вода 62,0-68,6 Примеси Остальное
ОРП представляет собой жидкость черного цвета, плотностью 1,09-1,10 г/см³.

Отработанный раствор пирогаллола "А" образуется в процессе очистки ацетилена от кислорода. Очистка ацетилена основана на химическом взаимодействии пирогаллола "А" с кислородом в щелочной среде. Свежий раствор пирогаллола "А" имеет поглотительную способность кислорода 110-111 мг/дм³.

В процессе работы раствор пирогаллола "А" теряет свою поглотительную способность. При снижении поглотительной способности пирогаллола "А", близкой к "0", раствор откачивается насосом в емкость для окончательной его отработки по поглотительной способности.

Отработанный раствор пирогаллола без поглотительной способности вывозится автомашиной в отвал на захоронение.

В предлагаемом техническом решении отработанный раствор пирогаллола "А" за счет уменьшения пластифицирующего эффекта КООС и СП-97 способствует стабилизации прочностных свойств лигносульфонатов в горячем состоянии.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Для приготовления составов комплексного модификатора технических лигносульфонатов использовали: кубовые остатки органи- ческого синтеза (ТУ 6-00-1014820-1-89) Новочеркасского завода синтетических продуктов, вязкостью по ВЗ 1,5,4 39 с; связующее СП-97 Новочеркасского завода синтетических продуктов; отработанный раствор пирогаллола "А" производства ацетилена Новочеркасского завода синтетических продуктов, плотностью 1,093 г/см³.

Комплексный модификатор ТЛС по изобретению готовили следующим образом: 97,6 мас. КООС совмещали с 0,8 мас. связующего СП-97 и 1,6 мас. отработанного раствора пирогаллола "А" и тщательно перемешивали до получения однородной жидкости. Порядок ввода связующего СП-97 и ОРП в КООС не имеет значения.

Аналогичным образом готовили и другие составы комплексного модификатора.

В табл. 1 приведены составы комплексного модификатора (1-5) по предлагаемому техническому решению и согласно прототипу (6).

Условная вязкость и плотность составов комплексного модификатора по изобретению и известного модификатора по прототипу приведена в табл.2.

Приведенные в табл.1 составы комплексного модификатора и прототипа использовали для модифицирования технических лигносульфонатов. Полученные связующие содержали 90 мас. технических лигносульфонатов и 10 мас. модификатора по изобретению и прототипу. С этими связующими готовили стержневые смеси. Составы смесей содержали 95 мас. кварцевого песка марки 1КО2А и 5 мас. модифицированных ТЛС.

Физико-механические свойства смесей на основе ТЛС с модификаторами 1-6 приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3 предложенный комплексный модификатор в сравнении с известным обеспечивает стабилизацию прочности стержней в горячем состоянии. Особенно важно, что такая стабилизация "горячей" прочности стержней достигнута с применением в составе заявляемого модификатора промышленных отходов.

Из данных табл. 3 видно также, что предложенный модификатор позволяет увеличить прочность стержней в холодном состоянии на 10-40% Дополнительный вклад в повышение прочности стержней вносит добавка связующего СП-97.

Оптимальное содержание в комплексном модификаторе связующего СП-97 находятся в диапазоне 0,4-1,2 мас. При содержании его в составе модификатора ниже 0,4 мас. и выше 1,2 мас. уменьшается прочность стержней в холодном состоянии.

Оптимальное содержание отработанного раствора пирогаллола "А" в модификаторе 0,6-2,6 мас. При содержании ОРП ниже 0,6 мас. его стабилизирующий эффект на "горячую" прочность стержней уменьшается, а выше 2,6 мас. не наблюдается дальнейшего повышения стабилизирующего эффекта.

Использование предложенного модификатора в сравнении с известным обеспечивает следующие технико-экономические преимущества: стабилизацию прочности стержней в горячем состоянии, что уменьшает зависимость смеси от колебаний температуры и времени отверждения; увеличение прочности стержней в холодном состоянии на 10-40% что позволяет улучшить их качество; утилизацию промышленных отходов, что позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия труда на химическом предприятии.

Использование: изобретение относится к составам комплексного модификатора (КМ) технических лигносульфонатов для создания новых связующих материалов и может быть использовано в машиностроении при производстве отливок из чугуна и стали. Сущность изобретения: (КМ) дополнительно содержит связующие СП 97 и обработанный раствор пирогаллола "А" при следующем соотношении ингредиентов, мас. связующие (СП 97) на основе диангидрида бензофенонтетракарбоновой кислоты в смеси органических растворителей 0,4 1,2, отработанный раствор пираллола "А" производства ацетилена 0,6 2,6, смесь кубовых остатков органического синтеза остальное. Такой состав модификатора технических лигносульфонатов позволит стабилизировать прочность стержней в горячем и холодном состояниях. 3 табл.

КОМПЛЕКСНЫЙ МОДИФИКАТОР ТЕХНИЧЕСКИХ ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ, используемый для связующих материалов и смесей, включающий кубовые остатки органического синтеза смесь высококипящих органических веществ от производства 1,4-бутадиола поливинилпирролидона, γ бутилактона ректификации метилпирролидона и регенерации моноэтаноламина, растворенная в воде в соотношении 6 1, отличающийся тем, что, с целью стабилизации прочности стержней в горячем и холодном состояниях, а также утилизации промышленных отходов, он дополнительно содержит связующее (СП-97) на основе диангидрида бензофенонтетракарбоновой кислоты в смеси органических растворителей и отработанный раствор пирогаллола "А" производства ацетилена при следующем соотношении компонентов, мас.

Связующее (СП-97) на основе диангидрида бензофенонтетракарбоновой кислоты, растворенной в смеси органических растворителей 0,4 1,2
Отработанный раствор пирогаллола "А" производства ацетилена 0,6 2,6
Кубовые остатки органического синтеза смесь высококипящих органических веществ от производства 1,4-бутадиола поливинилпирролидона, g - бутилактона ректификации метилпирролидона и регенерации моноэтаноламина, растворенная в воде в соотношении 6 1 Остальное