Противопригарная краска для литейных форм и стержней Советский патент 1982 года по МПК B22C3/00 

Плавленый кварц при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Плавленый кварц67,0-71,4 Полиметилфенилсилоксановая смола1,8- 2,5 Поливинилбутираль0,9- 1,4Уксусная кислота0,3- 0,6 Ацетон технический10,0-12,0 Сиирт этиловый синтетическийОстальное

Полиметилфенилсилоксановая смола К-9 (ТУ6-02-907-74)-белый порошок, хорошо растворимый в ацетоне, обладаюш.ий высокой термостойкостью, используется в качестве связуюш.его для суспензии с различными наполнителями. При использовании его в виде лака не образует прочных пленок на частицах огнеупорного наполнителя, вводимого в лак. При введении в краску совместно с другими полимерами прочность пленок связуюш,его возрастает.

Поливинилбутираль (ПВБ)-клеевой сухой (ГОСТ 9439-73) порошок белого цвета, хорошо растворимый в растворителе 646 или этиловом спирте и не растворимый в ацетоне. При введении в краску в небольших количествах совместно с другим полимером большой термостойкости играет роль стабилизатора (поверхностно-активного вешества) пленки связуюш;его. В присутствии различных кислот (в том числе уксусной) в растворах ПВБ протекает медленный процесс поликоиденсации (структурирования) с увеличением вязкости раствора, а следовательно, с увеличением седиментационной стойкости суспензии.

Спирт этиловый синтетический (ГОСТ 11547-76)-прозрачная жидкость, обладающая высокой растворяющей способностью и довольно малой вязкостью.

Ацетон технический (ГОСТ 2768-69) - прозрачная жидкость, используется в качестве растворителя, обладающего высокой растворяющей способиостью к многим полимерам, в том числе по отношению к связующему К-9 (в 1,5 раза выше растворяющей способности этилового спирта), и малой вязкостью (в 4 раза меньше вязкости этилового спирта и в 2 раза меньше вязкости толуола - основной составляющей растворителя 646).

Благодаря малой вязкости в противопригарных красках достигается лучшее распределение связующего на зернах огнеупорного наполнителя, а значит более высокая прочность покрытия, его сцепления с материалом формы, лучшая проникающая и кроющая способность литейной краски. Ацетон в смеси с растворителем 646 образует комбинацию растворителей (ацетон - полярный, а толуол, являющийся основной составляющей растворителя 646, - иеполярный), т. е. среду, в которой наиболее полно проявляется структурно-механическая стабилизация полимерных пленок связующего (К-9) и стабилизатора (ПВБ), следствием чего является высокая седиментационная стойкость суспензии.

Уксусная кислота 98%-ная (ГОСТ 61-75)-жидкость белого цвета, при введении ее в полиметилфенилсилоксановую смолу К-9 вызывает медленный процесс

поликонденсации ее, т. е. действует как катализатор-отвердитель.

Плавленый кварц с содержанием стекловидной формы не менее 95%-стекловидная двуокись кремния, получаемая

сплавлением кварцевого стекольного песка при 2000-2200°С и последующим дроблением глыбы до состояния пылевидного белого порошка с зернистостью не более 0,15 мм.

Сравнение свойств цирконового концентрата и плавленого кварца показывает, что благодаря меньшей объемной массе плавленого кварца (более чем в 2 раза легче циркона) введение его в суспензию вместо

циркона (в том же количестве) позволяет получить те же высокие показатели седиментационной устойчивости суспензии без применения эмульгатора аэросила; а меньшая почти на порядок величина среднего

коэффициента линейного расширения плавленого кварца в сочетании с его свойством размягчаться (приобретать пластичность) при температуре выше 1000°С способствует получению плотной защитной

корки покрытия без трещин и отслоений даже в самых термически нагруженных узлах литейной формы.

Приготовление противопригарной краски

начинается смещением сухих составляющих. В смеситель загружают в требуемом соотношении плавленый кварц, смолу К-9 и Поливинилбутираль и осуществляют перемешивание в течение 20-30 мин. При этом

конгломерат полимерных частиц смолы К-9 и ПВБ обволакивает частицы плавленого кварца, т. е. протекает процесс приливки полимеров (связующего и стабилизатора) к огнеупорному наполнителю.

В отдельной емкости приготавливают комбинированный растворитель (этиловый спиртЧ-ацетон) в соотношении, определеппом составом краски.

Смесь сухих компонентов вводят в комбинированный растворитель при одновременном перемешивании среды в лопастном смесителе при 30-40 об./мин в течение 30-40 мин до достижения однородной

плотности суспензии. Уксусную кислоту вводят в заданном количестве в приготовленную суспензию непосредственно перед поступлением ее в употребление. Составы и свойства краски по изобретению приведены в таблицах 1 и 2.

аблица 1Краска наносится на поверхность форм

и стержней кистью или пульверизатором.

Для получения тонкостенных отливок краска наносится в один слой, плотность 5 краски при этом составляет 1,9-2 г/см.

Для крупных толстостенных отливок краска наносится в два слоя, при этом плотность первого слоя (проннкающего) составляет 1,6-1,7 г/см, а второго-1,9- 10 2 г/смз.

Время сушки краски на воздухе определяется с момента окончания окраски образца до приобретения слоем покрытия транспортабельной нрочности, когда при переносе образца вручную или клещами на поверхности не остается вмятин. Для всех красок время высыхания находится в пределах 16-28 мин.

Таблица 2

Как видно из таблицы 2, оптимальным является состав № 2 (краска обладает лучшей седиментационной устойчивостью).

На отливках, полученных с применением краски по изобретению, во всех случаях пригар легко удаляется с помощью пневмоинструмента после термообработки отливок. При использовании в термически нагруженных узлах имеют место отдельные вкрапления пригара, который после термообработки легко отделяется в процессе дробеметной очистки и для его отделения не требуется ручная обработка пневмоинструментом.

Реализация изобретения позволит повысить прочность и термостойкость краски при сохранении ее высокой седиментационной устойчивости, а также снизить себестоимость краски, улучшить санитарногигиенические условия труда и уменьшить пригар на массивных отливках.

Формула изобретения

Противопригарная краска для литейных форм и стержней, используемых преимущественно для получения стальных отливок массой от 500 кг до 3-5 т, включающая огнеупорный наполнитель, полиметилфенилсилоксановую смолу, поливинилбутираль, спирт этиловый синтетический, ацетон технический и уксусную кислоту, о тличающаяся тем, что, с целью повыщения нрочностн и термостойкости и снижения себестоимости краски, она содержит в качестве огнеупорного наполнителя плавленый кварц при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Плавленый кварц67,0-71,4 Полиметилфенилсилоксановая смола1,8-2,5

Поливинилбутираль0,9- 1,4

Уксусная кислота0,3- 0,6

Ацетон технический10,0-12,0 Спирт этиловый синтетическийОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2534151/22-02, кл. В 22 С 3/00, 1977.