Связующее для литейных противопригар-НыХ KPACOK Советский патент 1981 года по МПК B22C3/00 

(54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ПРОТИВОПРИГАРНЫХ

КРАСОК

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам, связующих для литейных красок.

Известно связующее для литейных красок, полностью состоящее из гидролизованного раствора этилсиликата 1.

Однако при этом содержание двуокиси кремния в связующем составляет 22-35°/о. Противопригарные покрытия, образуемые на основе этого связующего, имея высокую прочность, проявляют склонность к растрескиванию и отслоению (из-за вьлсокого содержания - двуокиси кремния в связующем) , что в свою очередь приводит к поверхностным дефектам на отливках.

Известно связующее, состоящее из 30,7- 40 вес. ч. гидролизованного раствора этилсиликата и 0,09-1,6 вес. ч. флюорита. При этом содержание двуокиси кремния в связующем составляет 6-12% 2.

Однако при использовании указанного связующего, в значительной мере снижается прочность противопригарных покрытий.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является связующее для литейных красок, содержащее полисилоксановую (полиметилфенилсилоксановую) смолу, стабилизатор на основе поливиниловых соединений (поливинилб тираль) и органический растворитель 3.

Противопригарные покрытия, образуе5 мые красками на основе данного связующего, обладая высокой трещиноустойчивостью, имеют низкую прочность, особенно в интервале 180-220°С, обусловленную процессом полимеризации полиметилфенилсилоксана при эшх температурах. Кроме того, ука занное связующее имеет высокую себестоимость.

Цель изобретения - повышение прочности противопригарных покрытий на основе полисилоксановой смолы, а также снижение себестоимости связующего.

Поставленная цель достигается тем, что связующее для литейных противопригарных красок, включающее полисилоксановую смолу, стабилизатор на основе поливиниловых

соединений и органический растворитель, дополнительно содержит гидролизованный раствор этилсиликата, при весовом соотношений двуокиси кремния в полисилоксановой смоле и в гидролизованном растворе этилсиликата, соответственно, (1-9):1 при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч Полисилоксановая смола 2-12 Гидролизованный раствор этилсиликата3-16 Стабилизатор на основе поливиниловых соединений 0,5-4,0 Органический растворитель 68-94,5 При использовании в качестве полисилоксановой смолы полиметилфенилсилоксана весовое соотношение двуокиси кремния в полиметилфенилсилоксановой смоле и в гидролизованном растворе этилсиликата соетавляет, соответственно, (1-7):1 при еледующем соотношении ингредиентов, вес. ч. Полиметилфенилсилоксановая смола4-12 Гидролизованный раствор этилсиликата4-16 Стабилизатор на основе поливиниловых соединений 0,5-4 Органический растворитель 68-91,5 При использовании в качестве полисилоксановой смолы полиметилсилоксана ингредиенты в составе связующего берутся в следующих соотношениях, вес. ч.: Полиметилсилоксановая смола2-10 Гидролизованный раствор этилсиликата3-16 Стабилизатор на основе поливиниловых соединений 0,5-4,0 Органический растворитель 70-94,5 Введение гйдролизованного раствора этилсиликата в связующее для литейных красок на основе полисилоксановой смолы обеспечивает повышение прочности противопригарных покрытий при сохранении их высокой трещиноустойчивости, что приводит к улучшению качества Поверхности отливок. Кроме того, замена части полисилоксановой смолы гидролизованным раствором этилсиликата снижает себестоимость связующего. Гидролизованный раствор этилсиликата получают гидролизом этилсиликата марок 32 или 40 в среде органических раствори1елей, применяя известные методы расчета составляющих. Выбор .пределов по содержанию гйдролизованного раствора этилсиликата в связующем зависит от содержания в нем двуокиси кремния. Общее содержание двуокиси кремния в связующем составляет от 2 до 10% и устанавливается в зависимости от требуемой прочности противопригарного покрытия, определяемои конкретными условиями проиёводства (состав формовочной смеси, тип сплава, масса отливки и т. п.). При использовании связующего, в котором отношение количества двуокиси кремния, содержащегося в полисилоксане и в гидролизованном растворе этилсиликата составляет больше 9:1, прочность противопригарных покрытий увеличивается незначительно, а при отношениях меньших, чем 1:1, появляется опасность растрескивания краски. В качестве растворителя используют спирто-ацетоновые смеси или растворители на спиртовой основе, содержашие более 50% этилового спирта (эфироальдегидная фракция, растворитель обувного гранитоля и т. п.) При этом применяют соответствующие стабилизаторы, на основе соединений поливинилового спирта, такие как поливинилбутираль, поливиниловый спирт. В качестве стабилизатора возможно также использование оксипропилцеллюлозы. При приготовлении литейных красок на основе предлагаемого связующего в качестве наполнителя используют порошкообразные огнеупорные материалы (циркон, дистенсиллиманит, тальк, графит и т. д.). Связующее готовят следующим образом. В емкость наливают растворитель (например, растворитель обувного гранитоля). отвешивают требуемое количество стабилизатора (например поливинилбутираля) и полисилоксановой смолы (например полиметилфенилсилоксановой смолы К-9 или полиметилсилоксановой смолы КМ-9К). Смолу измельчают до дисперсности порощка, затем в емкость с растворителем постепенно засыпают стабилизатор, перемешивают, а затем вводят смолу. Содержимое емкости перемешивают до полного растворения стабилизатора и смолы, приготовляют Гидролизованный раствор этилсиликата с содержанием, например, 19% SiOa, при этом компоненты для гидролиза берут в следующем соотношении, вес. ч.: Этилсиликат-3260 Ацетон34 Вода6 Соляная кислота0,7 В емкость с раствором смолы и стабилизатора вливают расчетное количество полученного гйдролизованного раствора этилсиликата и перемешивают 1-2 мин. Содержание SiOa в смоле К-9 составляло 54%, в гидролизованном растворе этилсиликата - 19%, а в самих сравниваем,ых связующих - 6%. Известное связующее приготовляли следующим образом. В емкость залили растворитель обувного гранитоля, засыпали требуемое количество поливинилбутираля и измельченной полисилоксановой смолы. Содержимое перемешали до полного растворения смолы и поливинилбутираля. В сравниваемые связующие добавили, порошкообразный циркон до плотности 1,9-1,95 фм, перемешали до получения однородной суспензии. В табл. 1 приведены сравнительные данные использования предлагаемого связующего (составы 1-3), содержащего полиметилфенилсилоксановую смолу К-9 и известного.

Содержание полиметилфенилсилоксановой смолы и гидролизованного раствора этилсиликата в связующем определяется в зависимости от требуемого общего содержания в нем SiOt и отнощения SiOa смолы к 51Ог гидролизованного раствора этилсиликата.

Например, для первого варианта общее содержание SiOz равно 6%, а отнощение количества SiOz смолы к количеству SiOj. гидролизованного раствора этилсиликата равно 1:1, т. е. 3 и 3% соответственно. Тогда содержание смолы (xi) и гидролизованного раствора этилсиликата (хг.) в предлагаемом связующем составляет: х,х 0,54 3, ,5 хгХО,19 3, xt 16

В известном связующем содержание смолы (xj) составляет:

xjXO,54 6, ха 11

При этом 0,54 и 0,19 - долевое содержание SiOj в смоле К-9 и гидролизованном растворе этилсиликата соответственно.

Аналогично определяется количество смолы и гидролизованного этилсиликата для минимального и среднего содержания гидролизованного раствора этилсиликата в предлагаемом связующем (варианты 2 и 3).

Из табл. 1 видно, что краски на основе предлагаемого связующего образуют противопригарные покрытия, имеющие более высокую прочность во всем интервале температур. Особенно резко повыщается прочность при температуре полимеризации полиметилфенилсилоксана - 200°С.

В табл. 2 приведены сравнительные данные использования предлагаемого связующего (составы 1--3), содержащего полиметилсилоксановую смолу КМ-9К и известнего.

Содержание SiO в смоле КМ-9К составляет 78%, в гидролизованном растворе этилсиликата - , а в самих сравниваемых связующих - 6%.

1:1

16 4 7:1 3:1

8

Содержание полиметилсилоксановой смолы и гидролизованного раствора этилсиликата в связующем определяется в зависимости от требуемого общего содержания в нем SiOi и отнощения 5Юг смолы к SiOj гидролизованного раствора этилсиликата.

Например, для первого варианта общее содержание SiOj. равно 6%, а отнощение количества SiOj смолы к количеству SiO гидролизованного раствора этилсиликата рав но 1:1 т.е. 3 и 3% соответственно. Тогда содер жание смолы (xt) и гидролизованного раствора этилсиликата (х.) в предлагаемом связующем составляет:

XiX0,, X, 4 Х| X 0,19 3, Xt 16.

В известном связующем содержание смолы (хз) составляет xjXO,78 6; ,5.

При этом 0,78 и 0,19 - долевое содержание SiOz. в смоле КМ-9К и гидролизованном растворе этилсиликата соответственно.

Аналогично определяется количество смолы и гидролизованного этилсиликата для минимального и среднего содержания гидролизованного раствора этилсиликата в предлагаемом связующем (варианты 2. и 3).

Из табл. 2 видно, что краски на основе предлагаемого связующего образуют противопригарные покрытия, имеющие более высокую прочность во всем интервале температур. Особенно резко повыщается прочность при температуре полимеризации полиметилсилоксана 180°С.

Экономия на 1 т литья за счет снижения себестоимости .предлагаемого связующего составляет 0,15-0,88 руб.

При этом не учитывается дополнительная экономия от снижения объема очистных работ за счет применения более прочных литейных красок.

Таким образом, предлагаемое связующее обеспечивает повыщение прочности противопригарного . покрытия и снижение его себестоимости.

Таблица

7,3 2,3

75,5

83,5 6,1 0,8 0,6

3 3 6,7 1,2 0,9

81

5,5 0,20,4

86

. изобретения 1.: Связующее для литейных противопригарных Rj acoii, Ькл рчающее полисилоксаньаую.смол;, с,тдб. на основе поливиниловыл соединений и; органический раст р1пель о-кли,ч иощееся тем, что, с целью певышения прочности краски и снижения себестоимости связующего оно дополнительно содержит гидролизованный раствор этилсиликата при весовом соотношении двуокиси, кремния в полисилоксановой смоле в гидролизованном растворе этилсиликата, соответственно, (1-9):1, при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч.: Полисилоксановая смола 2-12 Гидролизованный раствор этилсиликата3-16

Стабилизатор на основе поливиниловьГХхСоединений 0,5-4 Органиче.ский растворитель68-94,5 2. Связующее по п. 1, отличающееся тем, что в качестве полисилоксановой смолы оно содержит полиметилфенилсилоксановую смолу при весовом соотношении двуокиси кремния в полиметилфенилсилоксановой смоле и в гидролизованном растворе этилсиликата, соответственно, (1-7):1, при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч.:

Таблица 2

Полиметилфенилсилокса4-12новая смола

Гидролизованный раствор 4-16 этилсиликата Стабилизатор на основе поливиниловых соединений 0,5-4 Органический растворитель 68-91,5 3. Связующее по п. 1, отличающееся тем, что в качестве полисилоксановой смолы оно содержит полиметилсилоксановую смолу при следующем соотнощении ингредиентов, вес. ч.:

Полиметилсилоксановая смола2-10

Гидролизованный раствор этилсиликата3-16

Стабилизатор на основе поливиниловых соединений 0,5-4,0 Органический растворитель 70-94,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3. «Литейное производство, 1973, № 10, с. 35-36.