Плакированная смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по постоянной модельно- стержневой оснастке Советский патент 1980 года по МПК B22C1/22 

(54) ПЛАКИРОВА ЛИТЕЙНЫХ ОБОЛ ПО ПОСТ Изобретение относится к области литайного производства, а именно к составам плакированных смесей, импользуемых для изготовления оболочковых форм истержней по постоянной модельностержневой оснастке методом горячего отверждения. Известна плакированная смесь для изготовления оболочковых форм и стержней по постоянной модельно-стержневой оснастке, содержащая огнеупорный наполнитель, фенолформальдегидную смолу новолачного типа, гексаметилентетрамин и стеарат кальция flj . Скорость горячего отверждения и проч ность оболочковых форм и стержней из данной смеси нуждаются в существенном .улучшении. .Целью изобретения 5шляется повышение скорости горячего отверждения и прочности оболочковых форм и стержней. Для достижения поставленной цели пла кированная смесь для изготовления литей ных оболочковых форм и стеряшей по поОЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОВЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ НОЙ МОДЕЛЬНО-СТЕРЖНЕВОЙ СТКЕ ,стоянной модельно-стержневой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, феноформальдегидную смолу новолачного типа,гексаметилентетрамин и етеарат кальция, содержит в качестве фенолформаль- дегидной смолы новолачного типа олигомер с молекулярным весом 2SO-4OO и дополнительно содержит карбоновую кислоту и окислитель на основе перекисного соединения при следующем соотношении ингредиентов, вес.ч.: Огнеупорный наполнитель 96,0- 97,3 Фенолформаль дегидная смола новолачного типа с молекулярным весом 250-400 2,1-3,0 Гексаметилентетрамин О,25-О,36 Стеарат кальция О,12-О,15 Карбоновая кислота 0,06-0,25 Окислитель на основе 0,06-,25 перекисного соединения Смесь содержит карбоновую кислоту, в структуру которой помимо карбоксильной группы входит по крайней мере одна по374пярная функциональная группа, выбранная из следующего ряда радикалов: N11,-, ОН-, соон. в качестве карбоновой кислоты с указанными структурными признаками смесь согласно настоящему изобретению содержит салициловую или адипиновугл кислоту. В качестве окислителя на основе пере- кисного соединения смесь согласно настоящему изобретению содержит перекись водорода в виде 30- 35%-го водного раство ра .или перекись бензоила. Использование новолачной смолы с молекулярным весом 250-400 диктуется необходимостью получения наиболее низковязких расплавов смол, обеспечивающих получение тонкой пленки на поверхности зерен песка, в процессе их плакирования, и в то же время требованием получить смолу с твердом виде, способную храниться в виде неслеживающихся чешуек.Вязкость расплава низкомолекулярной смолы при 120 составляет 31-57 пуаз, что более, чем в 2 раза ниже, чем у смолы , используемой в -производстве для плакирования носка. Зависимость проч ности образцов смеси при изгибе от вязкости 50%-ного спиртового раствора смолы может быть проиллюстрирована следующими данными:. вязкость 50%-ного прочность образцов раствора, сп смеси при изгибе, кгс/см 9523 5640 Смола при комнатной температуре твердая, температура .капленацения 75-90С. Растворитель не используется. Содержание сухого остатка в исходном новолаке 92-95% (за вычетом свободного фенола) свободного формальдегида смола не содер жит. Смола синтезируется по типовой методике 2. При содержании фенолформальдегидной смолы новолачного типа нижнего предела не достигается требуемой, прочности смес а при содержании ее выше верхнего предела ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда при одновременном возрастании себестоимости смеси. Добавление карбоновых кислот к фенол формальдегидной смоле, используемой для горячег о плакирования песка, позволяет значительно ускорить отверждение смолы уротропином вследствие ускорения разрушения комплекса смола-гекса в кислой среде. Выбор вида кислоты продиктован необходимостью увеличения адгезии связу 74 юшего к песку введением дополнительно к одной карбоксильной еще полярной функциональной группы (NFlj-, ОН-, СООН-). Помимо указанных в формуле изобретения салициловой и адининовой кислот, с тем же целевым назначением могут быть эффективно использованы и другие карбоновые кислоты, отвечающие указанным структурным признакам, что иллюстрируется данными табл. 1, в которой приведено время желатинизации новолачной смолы N9 18 с 10% уротропина (гексаметилентетрамина) и 10% различных карбоновых кислот. Использование перекисей вызвано необходимостью увеличения адгезии связук щего к песку. По ИК-спектрам окисленной- смолы может быть сделан вывод о возможности окисления метилольных групп до карбоксильных, первичного окисления метиленовых мостиков. Дополнительное введение кислорода в молекулу смолы увеличивает число водородных связей с поверхностными гидро - ксилами песка. Этим мохадо объяснить повышение прочности плакированного окисленной смолой песка. При содержании карбоновой кислоты и окислителя на основе перекисного соединения ниже нижнего предела не достигается требуемого повышения скорости горячего отверждения и прочности смеси, а при содержании их выше верхнего предела происходит нежелательное повьпиение себестоимости смеси.-Кислоты салициловая и адипиновая и перекись бензоила вводят ся в смолу в порошкообразном виде, перекись водорода - в виде ЗО-35%-ного водного раствора. Технологический процесс приготовления композиции заключается в следующем. Предварительно готовят связующее, получившее в соответствии с новой системой обозначения фенопластов марку СФ-260 (старое обозначение СФ-241), путем совмещения низкомолекулярной новолачной фенолформальдегидной смолы, карбоновой кислоты и окислителя. Смола, содержащая кислоту и окисленная перекисью, не изменяет своих свойств при хранении при нормальных условиях. Расплав смолы при температуре несколько изменяется: в первые 12 ч хранения вязкость расплава увеличивается на 15%, в последующие 2 суток вязкости не наблюдается. При плакировании в клеемешалку ем- остью 3 л загружают на 1/3 объема су574хой кварцевый песок, прещэарительно просешшый через сито 1 мм и нагретый в муфельной печи цо температуры 40О+ + . При достижении песком температуры 100+2 С в клеемешалку равномерно вводят связующее СФ-260 и смесь пеперемешивают в течение 45 с. После ввецения смолы вводят стеарат кальция и еще через 10 с уротропин. Стеарат кальгция ВВОД1 ся в смесь при плакировании в исхоцноьг агрегатном состоянии, уротропин - в вице ЗО%-ного водного раствора. Цикл плакирования продолжают до начала рассыпаемости песчано-смоляной смеси. Плакированные пески при хранении, в нормальных условиях (20С, предохранение от влаги) не комкуются и не слеживаются по крайней мере в течение I суток. В табл. 2 приведены составы 1-5 плакированной смеси согласно настоящему изобретению и состав 6 известной гшаплакированной смеси. Свойства связующего приведены в табл. 3. 376 Для проведения плакирования в клеемешалку емкостью 3 л или в лабораторные |бегуны загружали сухой песок, преовари;тельно просеянный через сито 1 мм и нагретый в муфельной печи до температуры 400+20С. По достижении темпера туры песка 100+2 С в клеемешалку. равномерно засыпали предварительно приготовленное связующее СФ-260 и перемешивали в течение 45 с. После этого ввоцили стеарат кальция и еще через 10 с . гексаметилентетрамин. Цикл плакирования продолжали- до начала рассыпаемости смеси. Из полученной смеси согласно ГОСТ 13507-68 изготавливали образцы для испытания на изгиб при температуре горячего отверждения 35ОС. В табл. 4 приведены физико-механичеокие свойства смесей 1-6. Как видно из табл. 4,предлагаемая смесь обладает повышенной скоростью отверждения (в 1,5-2 раза) и повышенными прочностными свойствами (на 35- 40%). .Таблица 1.

Без добавки карбоновой

97,0 97,3 97,0 97.О97,О

ая

X) типа ом:

2,47 фенила транилоТаблица 2

95,5

2,10 2,14

3,0

2,33

Фенолформальцегидная смопа новопачного типа СФ-015 ( с мопекулярн весом 469)

1 Карбоновая кисяюта :

салициловая

адипино)вая Окислитель . : ЗО 35%-ный водный

Указанная новолачная смола с молекулярным весом 250-400 в сочетании с карбоновой кислотой и окислителем: получила наименование связующего СФ-260 (ТУ 6-О5-231-114-77),

Скорость желатинизации,

сек.

Вязкость 50%-го спиртового раствора, сп

Температура капЛепацения, с

Соцержание -св обойного фенола, %

Содержание влаги,% Продолжительность го39 34,5 35 рячего отверждения, с Прочность на нагиб при , кгс/см 45 40,5 48

Продолжение табл. 2

3,92

0,25 0,15

Таблица 3

35 40

34

62

4,4 81,0 75,0

152,5 НО

86 89

90

7,5О 5,14 6,89

3,70 О,47 0,36 2,35 0,69

Таблица 4 40-60 4238 29 97 Формула изобретения 1.Плакированная смесь для изготов пения питейных оболочковых форм и , стержней по постоянной модельно- терж невой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, фенолформальцегицную смолу новопачного типа, гексаметилентетре амин и стеарат кальция, о т п и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения скорости горячего отверждения и прочности оболочковых форм и стержней, она содержит в качестве фенолформальдегидн смолы новолачного типа олигомер с молекулярным весом 250-400 и дополните ;НО содержит карбоновую кислоту и окисл :тель на основе перекисного соединения при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч. Огнеупорный 96,0-97,3 наполнитель Фенолформальдегидная смола новолачйого типа с молекуЛ5фным весом 250-400 2,1-3,0 Гекс аме тилен0,25-0,36 тетрамин Стеарат кальция 0,12-0,15: Карбоновая кислота u,,iiu 0,06-0,25 Окислитель на основе перекисного соединения0,06-0,25 2.Плакированная смесь по п. 1, отли чающаяся тем, что, 7 ;Сна содержит карбоновую кислоту, в структуру.которой помимо одной карбок-I сильной группы входит по крайней мере одна полярная функциональная группа, выбранная из следующего ряда радикалов: WHi-, ОН-, СООН. 3.Плакированная смесь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, в качестве карбоновой кислоты с указанными структурными признаками она содержит салициловую кислоту. 4.Плакированная . смесь по пп. I и .2, отличающаяся тем, что в качестве карбоновой кислоты с указанными структурными признаками она со дер-. жит адипиновую кислоту. 5.Плакированная смесь по п. 1, о -Рличающаяся тем, что в качестве кислителя на основе перекисного соединения она содержит перекись водорода в виде 30-35%-го водного раствора. 6.Плакированная смесь по п. 1, о личающаяся тем, что в качесрве окислителя на основе перекисного соединения она содержит перекись бензоила. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Просяник Г. В. и др. Изготовление стержней по нагреваемой оснастке.Мащиностроение М., 1970, с. 96V 2.Николаев А. Ф. -Технология пластических масс.Химия Л., 1977, с. 178.