Плакированная смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по постоянной модельностержневой оснастке

Плакированная смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по постоянной модельностержневой оснастке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 749537 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22.02.78(21)2583815/22-02 (5I ) M. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

В 22 С 1/22

Государствеиимй комитет (23) Приоритет до делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27 (53) УДК 621. .742А (088.8) Дата опубликования описания 23.07.80

Л. P. Вин, О. H. цветкова, B. Я. Каргаполов и Л. П. Трофимова (72) Авторы изобретения

Кемеровский научно-исслецовательский институт химической промышленности Кемеровского научно-производственного объединения "Карболит (71) Заявитель. (54) ПЛАКИРОВАННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ И CTEPKHEA

ПО ПОСТОЯННОЙ МОДЕЛЬНО-СТЕРЖНЕВОЙ

ОСНАСТКЕ

Изобретение относится к области ли- тейного производства, а именно к составам плакированных смесей, импользуемых цля изготовления оболочковых форм и. стержней по постоянной моцельностерж-, невой оснастке методом горячего отверж- цени я.

Известна плакированная смесь цля изготовления оболочковых форм и стержней по постоянной моцельно-стержневой оснастке, содержащая огнеупорный наполнив тель, фенолформальцегицную смолу новолачного типа, гексаметилентетрамин и стеарат кальция f1J ..

Скорость горячего отверждения и проч15 ность оболочковых форм и стержней из данной смеси нуждаются в существенном улучшении. ,Целью изобретения является повышение скорости горячего отвержцения и

20 прочности оболочковых форм и стержней.

Для цостижения поставленной цели плакированная смесь цля изготовления литейных оболочковых форм и стержней по по стоянкой моцельно-стержневой оснастке, включающая огнеупорный. наполнитель, феноформальцегицную смолу новолачного типа,гексаметилентетрамин и етеарат кальция, соцержит в качестве фенолформальцегицной смолы новолачного типа олигомер с молекулярным весом 250-400 и дополнительно содержит карбоновую кислоту и окислитель на основе перекисного соединения при слецующем соотношении ингрециентов, вес.ч.:

Огнеупорный наполнитель 96,0- 97,3

Фенолформальцегициая смола новолачного типа с молекулярным весом

250-400 2, 1-3,0

Гексаметилентетрамин . 0,25-0,36

Стеарат кальция О, 12-0, 15

Карбоновая кислота 0,06 0,25

Окислитель на основе перекисного соединения 0,06-0,25

Смесь содержит карбоновую кислоту, в структуру которой помимо карбоксильной группы входит по крайней мере оцна по749537 4 юшего к песку введе«ием полол«ительно к одной карбоксильной еше полярной функциональной группы (MH -, OH-, COOH-).

Помимо указанных в формуле изобретения салициловой и апипиновой кислот, с тем же целевым наэначе«ием могут быть эффективно использованы и другие карбоновые кислоты, отвечаюлше указанным структурным признакам, что иллюстрируется данными табл. 1, в которой приведено время желатиниэации новолачной смолы

% 18 с 10% уротропина (гексаметилентетрамина} и 10 /о различных карбоновых кислот.

Использование перекисей вызвано необходимостью увеличения адгезии связуюшего к песку. По ИК-cïåêòðàì окисле«ной смолы может быть спелан вывод о возможности окисления метилольных групп по карбоксильных, первичного окисления метиленовых мостиков.

Дополнительное введение кислорода в молекулу смолы увеличивает число водородных связей с поверхностными гипро— ксилами песка. Этим можно обьяснить повышение прочности плакированного окисленной смолой песка.

При содержании карбоновой кислоты и окислителя на основе перекисного соеп«нения ниже нижнего предела не постигается требуемого повышения скорости горячего отверждения и прочности смеси, а при содержании их выше верхнего предела происхопит нежелательное повышение себестоимости смеси. Кислоты салициловая и адипиновая и перекись бензоила ввопят ся в смолу в порошкообразном виде, пере.;кись вопоропа — в виде 30-35 /-ного вопного раствора.

Технологический процесс приготовления композиции заключается в слепуюшем.

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. прочность образцов смеси при изгибе, кгс/см

2 лярная функциональная группа, выбранная иэ следуюшего ряда рапикалов: Й П;, OH-, СООН.

В качестве карбоновой кислоты с указанными структурными признаками смесь согласно настояшему изобретению содержит салициловую или апипинову о кислоту.

В качестве окислителя «а основе перекисного соединения смесь согласно настояшему изобретению содержит перекись водорода в виде 30- 35%-го водного раствора .или перекись бензоила.

Использование новолачной смолы с молекулярным весом 250-400 диктуется необходимостью получения наиболее низковязких расплавов смол, обеспечиваюших получение тонкой пленки на поверхности зерен песка, в процессе их плакирования, и в то же время требованием получить смолу с твердом виде, способную хранить- 0 ся в виде неслеживаюшихся чешуек.Вязкость расплава низкомолекулярной смолы при 120 составляет 31-57 пуаз, что -. более, чем в 2 раза ниже, чем у смолы

СФ-015, используемой в производстве для плакирования песка. Зависимость прочности образцов смеси при изгибе от вязкости 50 -ного спиртового раствора смолы может быть проиллюстрирована слепуюшими данными.". 30 вязкость 50 / -ного раствора, сп

95 23

56 40 (Смола при комнатной температуре тверо дая, температура,каплепадения 75-90 С, Растворитель не используется. Содержание сухого остатка в исходном новолаке

40 92-95 (за вычетом свободного фенола) свободного формальпегида смола не содержит. Смола синтезируется по типовой методике (2) .

При содержании фенолформальдегидной

45 смолы новолачного типа нижнего предела не постигается требуемой прочности смеси, а при содержании ее выше верхнего предела ухуцшаются санитарно-гигиенические условия труда при одновременном возрас50 танин себестоимости смеси.

Добавление карбоновых кислот к фенолформальпегипной смоле, используемой пля горячеГо плакирования песка, позволяет значительно ускорить отверждение смолы уротропином вследствие ускорения разрушения комплекса смола-гекса" в кислой среде. Выбор вида кислоты пропиктован необходимостью увеличения апгеэии свяэуСмола, содержашая кислоту и окисленная перекисью, не. изменяет своих свойств при хранении при нормальных условиях. Расплав смолы при температуре

140 С несколько изменяется: в первые

12 ч хранения вязкость расплава увеличивается на 15%, в последующие 2 суток вязкости не наблюпается.

При плакирова«ии в клеемешалку емостью 3 л загружают «а 1/3 обьема су5 7495 хой кварцевый песок, предварительно прс сеянный через сито 1 мм и нагретый в муфельной печи цо температуры 400+

+20 C. При достижении песком температуры 100+2 С в клеемешалку равномерно вводят свяэуюшее СФ260 и смесь пеперемешивают в течение 45 с. После введения смолы вводят стеарат кальция и еше через 10 с уротропин. Стеарат каль-. ция ввод(ся в смесь при плакировании 10 в исходном агрегатном состоянии, уротропин - в вице 30%-ного водного раствора.

Цикл плакирования продолжают цо начала рассыпаемости песчано-смоляной смеси.

Плакированные пески при хранении, 35 в нормальных условиях (20 С, прецохранение от влаги) не комкуются и не слеживаются по крайней мере в течение 1 суток.

В табл. 2 приведены составы 1-5 20 плакированной смеси согласно настояшему изобретению и состав 6 известной плаплакированной смеси.

Свойства связуюшего приведены в табл. 3.

37,Таблица 1. фенилатранило- . вая

Янтарная

Глутаровая

25 сульфаниловая малеиновая

; миндальная

3-оксибензойная

30

А дипиновая

С алицилова я

А траниловая

Таблица 2

970 973 970 970

Кварцевый песок

2,47

2,10

292

2 14

373

3,0

316

2,33

340

Беэ добавки карбоновой кислоты фен олформ аль деги дн а я смола новолачного типа >

x) с молекулярным весом:

278

Йля проведения плакирования в клееме.шалку емкостью 3 л или в лабораторные ! ,бегуны загружали сухой песок, предвари,тельно просеянный через сито 1 мм и нагретый в муфельной печи цо температуры 400+ 20 С. По цостижении темпера,туры песка 100+2 С в клеемешалку . равномерно засыпали предварительно приготовленное связующее СФ-260 и перемешивали в течение 45 с. После этого вво дили стеарат кальция и еше 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 350 С.

В табл. 4 приведены физико-механичеокие свойства смесей 1-6.

Как видно из табл. 4, прецлагаемая смесь обладает повышенной скоростью отверждения (в 1,5-2 раза) и повышенными прочностными свойствами (на 3540%) .

749537

Продолжение табл. 2

Содержание ингредиентов, вес. ч., в смесях

Ингредиенты

1 2 ; З 4 5 6 (прототип) Фенолформальдегидная смола новолачного типа

СФ-015 (с молекулярным весом 469) 3,92

0,25 0,15 адипинов ая

Окислитель

0,25 0,15

0,1 0,06

0,25

Перекись бензоила

Гексаметилентетрамин

Стеарат кальция

Указанная новолачная смола с молекулярным весом 250-400 в сочетании с карбоновой кислотой и окислителем получила наименование связующего

СФ-260 (ТУ 6-05-231-114-77) .

Таблица 3

Свойс рототип) Скорость желатинизации, сек.

39 34 5 35 40

Вязкость 50/-го спиртового раствора, сп

79,3 64,0 64 4 81,0 75,0 152,5

Температура каплепедения, с

86 89 90

88 90

110

Содержание, свободного фенола, %

5,52 7,35 7,50 5, 14 6,89

3,70

Содержание влаги,%

0,36 2,35 0,69

0,47

Таблица 4

39 34,5 35

60

Прочность на изгиб при

20 С, кгс/см

45 40,5 48

38 29

Карбоновая кислота +): салициловая

30-35%-ный водный раствор перекиси водорода

Продолжительность горячего отверждения, с

006 - 01

0,15

0,25 0,27 0,36

0,12 0,12 0,15

0,36 0,25

0,14 0,12

0,38

0,20

749537

0,25-0,3 6

О, 12-0, 15

0,06-0, 25 тетрамин

Стеарат кальция

Карбоновая кислота

Окислитель на осСоставитель С. Тепляков

Редактор Н, Козлова Техред Ж. Кастелевич Корректор И. Муска

Заказ 4514/6 Тираж 889 Подписное, . UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формул а изобретения

1. Плакированная смесь для изготов- ления литейных оболочковых форм и, стержней по постоянной модельно-Чтерж- 5 невой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, фенолформальдегидную смо лу новолачного типа, гексаметилентетр амин и стеарат кальция, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения 10 скорости горячего отверждения и прочности оболочковых форм и стержней, она содержит в качестве фенолформальдегидной. смолы новолачного типа олигомер с молекулярным весом 250-400 и дополнитель15 но содержит карбоновую кислоту и окислитель на основе перекисного соединения при следующем соотношении ингредиентов, вес, ч., Огнеупорный наполнитель 96,0-97,3

Фен олформ аль деги дная смола новолачйого типа с молекулярным весом

250-400 2, 1-3,0

Гексаметиленнове перекисного соединения 0,06-0,25

2. Плакированная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что, 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:

ЦН -, 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. 1 и

2, отличающаяся тем, что в качестве карбоновой кислоты с указанными структурными признаками она содержит адипиновую кислоту.

5. Плакированная смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве ,окислителя на основе перекисного соединения она содержит перекись водорода в виде 30-35%-го водного раствора.

6. Плакированная смесь по п. 1, о .ьл и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве окислителя на основе перекисного соединения она содержит перекись бензоила.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Просяник Г. B. и др. Изготовление

Ig стержней по нагреваемой оснастке. Машиностроение",М., 1970, с. 96.

2,Николаев A. Ф.: Технология пластических масс. Химия, П., 1977, с. 178.