Жидкая самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1976 года по МПК B22C1/02 

(54) ЖИДКАЯ САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

1

Изобретение относится ас литейному производству, в частности к смеся1М для приготовления литейных форм и стержней.

Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая в качестве связующего силикат натрия, :В которую, с целью улучщения сыпучести, введены добавки поверхностно-активных веществ анионактивного, катионактивного или неионогенного типа в сочетании с органическими гелеобразующими веществами, такими как карбоксиметилцеллюлоза, альгинат натрия и т. ц. 1.

Указанная омесь не переходит при перемещивании в жидкоподвижное состояние и поэтому требует дополнительных трудозатрат на уплотнение ее в оснастке. Отверждение смеси происходит посредством продувки COzИзвестна также жидкая самотвердеющая смесь (ЖСС), содержащая огнеупорный наполнитель, связующее - силикат натрия, отвердитель на основе двухкальциевого силиката, например молотый доменный щлак или Портландцемент, поверхностно-активное вещество, например натрийалкилбензолсульфонат, и воду 2. Однако при использовании в качестве отвердителя портландцемента схватывание смеси происходит слищком быстро,

что затрудняет нормальное заполнение оснастки и ухудщает свойства форм и стержней.

Наиболее близкой с описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ЖСС, включающая наряду € огнеупорным наполнителем, связующим-силикатом натрия, отвердителем-кремнефтористым кальцием и водой добавку поверхностно-активного вещества анионактивного , обеспечивающую перевод смеси в жидкоподвижное состояние и разрущение пены в течение короткого времени до начала схватывания смеси 3. Благодаря быстрому разрущению пены ЖСС приобретает высокую

газопроницаемость, что создает условия для интенсивного отвода газов, выделяющихся в процессе схватывания и отверждения данной смеси. Однако прочность указанной смеси на всех этапах ее холодного отверждения недостаточно высокая.

Целью изобретения является повышение прочности смеси при сохранении преимуществ, связанных с быстрым разрущением пены до начала схватывания связующего. Это достигается тем, что жидкая самотвердеющая смесь, включающая огнеупорный наполнитель, связующее-силикат натрия, опвердитель- материал на основе двухкальциевого силиката, воду и поверхностно-активное вещество из класса алкиларилсульфонатов, содержит в качестве HoiBepxHOCTHo-aiKTHBHoro вещества Соль алкилбензолсульфокиСлоты с общей формулой:

$0,Ме

где Me - атом щелочного металла; Ri - атом водорода; R2 - радикал, выбранный из ряда: водород, алкильная группа, содержащая 2, 3, 6 атомов углерода; Нз - алкильная группа, содержащая 2, 3, 6 атомов углерода;

или смесь 2-3 солей алкилбензолсульфокислот с общей формулой:

$ОзМе

где Me - атом щелочного металла; Ri, R2 и Rs - алкильные группы, содержащие 1-6 атомов углерода, занимающие любое положение в бензольном ядре по отнощению к замещенной .сульфогруппе.

Смесь характеризуется следующим соотнощением ингредиентов, вес. .ч.:

Огнеупорный наполнитель100

Силикат натрия5-7

Материал на основе двухкальциевого силиката4-7 Вода 2-4 Поверхностно-активное

вещество0,005-2

Кроме того, в качестве указанной соли алкилбензолсульфокислоты с общей формулой:

$ОзМе

ЖСС содержит моно-изонропилбензолсульфонат щелочного металла, или моно-«-пропилбензолсульфонат щелочного металла, или диэтилбензолсульфонат щелочного металла, или гексилбензолсульфонат щелочного металла.

В качестве указанной смеси солей алкилбензолсульфокислот с общей формулой:

ОзМе

ЖСС содержит смесь моно- и диизоетропилбензолсульфоната щелочного металла в весовом соотнощении 5:1-1:1, или смесь паратолуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотнощении 4 : 3, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с триизодропилбензолюульфонатом щелочного металла в весовом ооопнощении 10 : 7, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с /г-бутилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотнощении 5:1, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного металла и с моно- изопропилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотнощении 40 : 57:50, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с диизопронилбензолсульфонатом щелочного металла и с диэтилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотнощении 2:5:1.

Пример. Приготавливают ЖСС № 1-3 идентичных составов, отличающихся тем, что в качестве поверхностно-активных добавок применяют 2-этилгексилсульфат натрия (торговая марка «Пентрон -смесь № 1, нормальный октилсульфат натрия (анионный алкилсульфат с 8 атомами углерода) - смесь № 2 и смесь диэтилбензолсульфоната натрия и диизоиропилбензолсульфоната натрия в весовом соотнощении 4:1 - смесь № 3 (ЖСС № 1 и 2 соответствуют прототипу, а ЖСС № 3 - предлагаемая смесь).

В качестве ингредиентов иснользуют:

кварцевый несок с гранулометрическим составом 55-60 (по стандарту AFS);

силикат натрия с модулем, равным 3, и с содержанием сухого вещества 51%;

отвердитель на основе двухкальциевого силиката - молотый гранулированный доменный щлак с удельной поверхностью 3100- 3500 и щелочным числом 1,35.

Составы ЖСС приведены в табл. 1.

Для приготовления ЖСС используют лопастной смеситель с горизонтальным смещивающим валом, обладающим скоростью вращения 104 об/мин. Сначала в течение 1 мин смешивают песок с отвердителем, далее вводят жидкую композицию (силикат натрия, вода, поверхностно-активная добавка) и перемещивают смесь еще 2 мин, носле чего получают готовую к употреблению ЖСС.

Описываемые в примере ЖСС обладают высокой текучестью. После свободного заполнения ими оснастки начинается быстрое разрущение пены, которое полностью протекает до наступления начала схватывания смеси. Так при начале схватывания, наступающем через 20 мин после заполнения смесью оснастки, разрущение пены происходит примерно

за 10 мин до начала схватывания. Благодаря

этому предлагаемая смесь самоуплотняется и

быстро приобретает высокую прочность.

Данные сравнительных испытаний свойств

ЖСС № 1-3 приведены в табл. 2.

Таблица I

Таблица 2

Из табл. 2 следует, что предлагаемая смесь (№ 3) обладает несколько меньшей, чем смеси № 1 и 2, но вполне достаточной газопронипаемостью. В то же время прочность смеси № Зна всех этапах ее холодного отверждения существенно выше, чем у смесей № 1 и 2, что согласуется с значеииями плотности сравниваемых смесей.

Формула изобретения

SOgMe

где Me - атом щелочного металла; Ri - атом водорода; R2 - радикал, выбранный из ряда: водород, алкильная группа, содержащая 2, 3, 6 атомов углерода; Нз - алкильная группа, содержащая 2, 3, 6 атомов углерода;

или смесь 2-3 солей алкилбензолсульфокислот с общей формулой:

$ОзМе

где Me - атом щелочного металла; Rb R2, Rs - алкильные группы, содержащие 1-6 атомов углерода, занимающие любое положение в бензольном ядре по отношению к замещенной сульфогруппе; при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч.:

Огнеупорный наполнитель100

Силикат натрия5-7

Материал на основе двухкальциевого силиката4-7

Вода2-4

Поверхностно-активное вещество0,005-2

$0,Ме

она содержит моно-изопропилбензолсульфонат щелочного металла, или днизопропнлбензолсульфонат щелочного металла, или моно-/гпропилбензолсульфонат щелочного металла, или диэтилбензолсульфонат щелочного металла, или гексилбензолсульфоиат щелочного металла.

$ОэМе

она содержит смесь моно- и диизоетропилбензолсульфоната щелочного металла в весовом соотношении 5 : 1-1 : 1, или смесь пара-толуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфанатом щелочного металла в весовом соотношении 4 : 3, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного иметалла с триизопроиилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 10: 7, или смесь

пара-толуолсульфоната щелочного металла с п-бутилбен13олсульфонатом щелочного металла в .весовом Соотношении 5:1-,: или смесь пара-толуолсульфоната щелочного- металла с днизопропилбензолсульфонатом щелочного металла и с моно-изопропилбензолсульфонатом щелочного металла в весойом соотношении 40 : 57 : 50, или смесь пара- толуолсульфоната щелочного металла с диизопропилбензолсульфонатом щелочного металла и с диэтилбензолсульфонатом щелочного металла в весовом соотношении 2:5:1.

Источники информации, принятые во внимание три экспертизе:

3.Патент Великобритании № 1193952, М. Кл.2 В 22С 1/02, 1970.