Самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1982 года по МПК B22C1/22 

Для достижения поставленной цели самотвердеедая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, фур новое связующее и кислотный отвердитель, содержит в качестве фуранового связующего полифуриловый спирт в виде продукта поликонденсации :100 мае.Ч. фурилового спирта в присутствии 5-20 мае.ч. воды и ,00 мае.ч. минеральной или органической кислоты, нейтрализованного перед вакуум-сушкой 0,5-5,0 мае.ч. алифатического амина до рН 7-8, при следующем соотношении ингредиентов, мае.ч; Огнеупорный наполнитель 97,00-98,85 Кислотный отвердитель0,15-0,50 Полифуриловый спирт указанного видаl,00j;;2,50 Кроме того, самотвердеющаясмесь еодержит полифуриловый спирт, нейтрализЬванный алифатическим аминсм, выбранным из группы ряда амино соединений, содержащей этилендиамин и его производные, гекеа; 1етилендиам содержащей этилендиамин и его производные, гексаметилендиамин и его производные, моноэталонамин, диэтаноламин;, триэтаноламин. Предлагаемая формовочная смесь содерхшт 1,0-2,5 мае.ч. полифури лового спирта. При снижении его .содержания ниже 1,0 мае.ч . не уд ется получить смесь с необходимыми прочностными свойствами, а увеличение его содержания выше 2,5 мае.ч. целееообразно, так как приводит к удорожанию смеси без доетижеьшя каких-либо новых технологичееких преимуществ. В качестве кислотного отвердителя формовочная смесь содержит, например, ароматическую сульфокислоту в количестве 0,15-0,50 мае.ч. При использовании отвердителя в сос таве смеси менее 0,15 мае.ч. скорос ее затвер евания снижается, цикл изготовления форм и стержней увелич вается. При содержании отвердителя более 0,5 мае.ч. снижается живучест и прочность, увеличивается осыпаемость смеси. Синтез полуфурилового спирта про водят в присутствии минеральной ил органической кислоты, взятой в коли честве 0,01-1,0 мае.ч. и воды в кол чеетве 5-20 мае.ч. предпочтительно 10 мае.ч. на 100 мае.ч. фурилового спирта, рН реакционной среды 1,8-2,5. С уменьшением доли кислоты менее 0,01 мае.ч. возрастает продолжитель ность синтеза. С увеличением доли кислоты более 1,0 мае.ч. сокргащается жизнеспособность смол. При синтезе смесь фурилового спирта, воды и катализатора (кислота) нагревают до температуры кипения (100-110 С) , преимущественно . Прочнее ведут до получения продукта е вязкоетью 16-80 е по вискозиметру ВЗ-4. На заключительной стадии еинтеза (перед вакуумсни-сушкой) смолу нейтрализуют алифатическим ами-ч нем в количестве 0,5-.5,0 мае.ч. предпочтительно 3,0 мае.ч. до рН 7-8 и еушат в вакууме при 35-50 0. В качеетве минеральной киелоты исПользуютея еоляная, еерная, фосфорная киcлoiЬ, предпочтительно серная кислота концентрации 94-98%. В качестве органической кислоты используются муравьиная и щавелевая кислоты, предпочтительно муравьиная кислота концентрации 96-99%. Для нейтрализации кислоты после синтеза используется алифатический амин, выбранный из следующего ряда соединений: этилендиамин и его производные, гексаметилендиамин и его производные, аминоспирты (монр-, дй-, и триэтаноламин). Полученный при синтезе полифуриловый спирт обладает следующими свойствами: Содержание смолы,% Вязкость по ВЗ-4,с Плотность, 1,14-1,18 Остаточное содержание мономера фурилового спирта, % Самотвердеющую формовочную смесь готовят смешением огнеупорного на-. полнителя с полифуриловым связующим в течение 1,0-2,0 мин, затем вводят кИслотный отвердитель и перемешивают в течение 1,0-1,5 мин, после приготовления смесь засыпают в оснастку и уплотняют. К преимуществам предлагаемой смеси относятся высокая прочность стержней и Повышенная скорость их отверждения. Существенное дальнейшее повышение прочностных свойств смесей на полифуриловом спирте может быть достигнуто за счет модифицирования его силанами, обычно используемыми в этих целях для фурановых и фенольных смол. Bi качестве силанов возможно использование продуктов АГМ-9 (гамма-аминопропилтризтоксисилан), 112-23(гамма-феноксипропилтриэтоксисилан), а также производных этих силанов, алкоксильный радикал которых содержит 5-10 атомов углерода . В табл.1 указаны основные параметры .синтеза полифуриловых спиртов двух типов, в табл.2 - свойства по- .

лученных полифуриловых связующих; в табл.3 - составы Ссьчотвердеющих смесей (состав 7 - при модифициров.ании полифурилового связующего силаномХ в табл. 4 - физико-меха иические свойства смесей.

Таким образом, предлагаемая смесь обеспечивает повышение прочности и снижение осыпаемости форм и стержней, Катали- Количество Количество рН затор катализа- воды, мае.ч. онн тора, мае.ч. Серная кислота 0,01 .10 Муравьи- ная кислота 1,00 10 Свойства

Содержание смолы, %

Вязкость по ВЗ-4, с

Э Плотность, г/см

Остаточное содержание мономера фурилового спирта, %

РН

что позволяет увеличить производительность труда, улучшить качество отливок, повысить их точность, а также способствует улучшению санитарногигиенических условий труда.

Стержни и формы, изготовленные из предлагаемой смеси, могут быть использованы для получения отливок прежде всего из стали, а также чугуна и цветных мetaллoв.

Таблица1

96 27

1,14

59,7 8,0 реакци-Температу- Типами- Количестой смесира синте- наво амина, за,смае.ч. 1,8 101- Триэтанол- . 3 .106 гмин 2,5 101-Этилен- 1 -106диамин Таблица 2 Показатели свойств для полифуриЛовыМ связующих ::::::i:::z:i::j::::::i: Формула изобретения 1. Самотвердеющая смесь для изго товления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, фураповое связующее и кислотный от вердитель отличающаяся тем, что, с целью повышения прочнос форм и стержней на всех этапах их отверждения, она содержит в качеств фуранового связующего полифуриловый спирт в виде продукта поликондёнсации 100 мас.ч. фурилового спирта в присутствии 5-20 мас.ч. воды и 0,01 1,00 мас.ч. минеральной или органической кислоты, нейтрализованного перед вак.уум-сушкой 0,5-5,0 мае.ч. алифатического амина до рН 7-8, при следующем соотношении ингредиентов , мас.ч. Огнеупорный наполни. тель 97,00-98, Кислотный отвердитель - 0,15-0,5 . : . . - ч , Полифуриловый спирт указанного вида 1,0-2,5 2. Смесь ПОП.1, отличающ а я с я тем, что она содержит полифуриловый спирт, нейтрализованный алифатическим амином, выбранным из группы аминосоединений, содержащей этилендиамин и,его производные, гексаметилендиамин и его производные, моноэтаноламин,диэтаноламин, триэ та нолс1мин. Источники информации, принятые ёо внимание при экспертизе 1.Хуковский С.С., Лясс A.M. Фоталы и стержни из холоднотвердеющих смесей. М., Машиностроение, 1978, с. 163, табл.63. 2. Колотило Д.М.,Носалевич М.И. Фурановые связующие формовочные композиций. Киев, Наутсова думка, 1972, с. 17-18, 31-33.