Связующее для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых в холодной оснастке

Связующее для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых в холодной оснастке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СВЯЗУЮЩЕЕ /ЩЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ В"ХОЛОДНОЙ ОСНАСТКЕ, включающее синтетическую смолу поликонденсационного типа и силан, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности связующих свойств модифицированной снланом смолы в условиях ее хранения в течение до 4 месяцев, оно содержит в качестве силана кремнийорганический мономер с общей формулой R'(CHj)^ Si(OR)^ , где п - целое число от 1 до 3j R'-феноксигруппа, R-алифатический углеводородный радикал с числом атомов углерода от 5 до 10 и с разветвленной структурой, при следующем соотношении ингредиентов-, мас.%:Синтетическая смола поликонденсационного типа 99.0-99,8 Силан упомянутого строения0,2-1,02.Связующее по п. 1, о т л и - чающее ся тем, что содержитв качестве силана упомянутого строения гамма-феноксипропилтриизоамилок— сисилан.3.Связующее по п. 1, отличающееся тем, что содержитв качестве силаиа упомянутого строения тамма-феноксипропш1три-(бетаэтилгексилокси)силан.4.Связующее по п. 1, отличающееся тем, что в качестве синтетической смолы содержит термрреактивный продукт поликонденсации формальдегида с фенолом и/или фуриловым спиртом и/или карбамидом.(ЛсСХ)о •^СП4^ 4^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11)

1511 4 В 22 С 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ1Ф, (21) 2835312/22-02 (22) 29. 10. 79 (46) 30.09.86. Бюл. М 36 (72) С.С.Жуковский, В.Н.Ромашкин, Е.А.Чернышев, 3.В.Белякова, M.Ã.Ïoìåранцева, Д.А.Кузнецов, С.И.Ривкин, А.М.Войцехович, Б.В.Якобсон, Н.Я.Цыганкова, М,-Л.С.Кроль, С.А.Евтеева и И,II.Õàçîâà (53) 621;742.4(088.8) (56) Жуковский С.С., Лясс А.М. Формы и стержни из холоднотвердеющнх смесей. М., "Машиностроение", 1978, с. 26-40.

Там же, с. 77-83. (54)(57) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ В ХОЛОДНОЙ ОСНАСТКЕ, включающее синтетическую смолу поликонденсационного типа и силан, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности связующих свойств модифициро- ванной силаном смолы в условиях ее хранения в течение да 4 месяцев, оно содержит в качестве силана крем* нийорганический мономер с общей фор> мулой R (CH )„Si(OR), где и — целое число от 1 до 3; R -феноксигруппа, К-алифатический углеводородный радикал с числом атомов углерода от 5 до

10 и с разветвленной структурой, при следующем соотношении ингредиентов, мас.7.:

Синтетическая смола поликонденсационного типа 99.0-99,8

Силан упомянутого строения О, 2-1,0

2. Связующее по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что содержит в качестве силана упомянутого строения гамма-феноксипропилтриизоамилоксисилан.

O е

3. Связующее по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что содержит в качестве силапа упомянутого строения гамма-феноксипропилтри-(бетаэтилгексилокси)силан.

4. Связующее по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в качестве синтетической смолы содержит термореактивный продукт поликонденсации формальдегида с фенолом и/или фуриловым спиртом и/или харбамидом.

807544

Изобретение относится к области литейного производства и касается связующего для холоднотвердеющей стержневой или формовочной смеси.

В настоящее время для изготовления литейных форм и стержней нашли применение холоднотвердеющйе смеси, содержащие в качестве связующего фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, фурановые синтетические смолы. Йапример, для стального литья применяются смеси, связующими в которых служат фенолоформальдегидные (ОФ-1) и фенолофурановые (ФФ-1Ф) смолы, Для обеспечения необходимых прочностных свойств расход смолы в этих смесях составляет 2-3 мас., что приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда и к высокой стоимости смеси. Для устранения этих недостатков применяются модификаторы смол — силаны, позволяющие получить требуемые прочностные свойства при меньшем содержании в смеси связующего.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является связующее, включающее синтетическую смолу поликонденсационного типа и силан с общей формулой

R (СН2) „$з. (ОК ) 1, где и — 1 — 3, (R — реакционноспособная функциональная группа, обычно связанная с атомом кремния через алкильную цепь, например пропиленовый радикал (СН ),.

R — углеводородный радикал с числом атомов углерода от 2 до 3.

Количество такого силана, вводимого в смолу для модифицирования, составляет 0,2-1,0 от массы смолы.

Для связующих на основе фенолофурановых им мочевинофурановых смол используется силан с функциональной ам14ногруппой (NHz), например, для смолы ФФ-1Ф 0,5-1,0Х (от массы смолы) силана АГМ-9 (гамма-аминопропилтриэтоксилан-NH>(0Hz)> Si(OCzH<)>), а для фенолоформальдегидных смол — силан с феноксигруппой (С4Н О); например, для смолы ОФ-1 О, 2-0, 5Х (от массы смолы) силана 112-23 (гамма-феноксипропклтриэтоксилан-С4 Н О(СНд) —

$ (ОС Hg)y) °

Связующее, модифицированное укаэанными силанами, имеет ограниченный срок хранения из-за гидролиза силана в смоле. Вследствие гидролиза по мере хранения снижается, а затем полностью исчезает модифицирующий эффект, т.е, уменьшается прочность смеси. Поэтому введение силанов не может быть осуществлено на заводах, производящих смолы. Кроме того, из-за потери модифицирующего эффекта в течении 56 дней возникает необходимость в частых приготовлениях партий связующего, что снижает производительность труда, 15 приводит к дополнительным энергозатратам и увеличивает расход силана.

Оптимальным можно считать такую продолжительность сохранения модифицирующих.свойств силана, которая бы совпадала с жизнеспособностью смолы, составляющей от 3 до 6 месяцев.

Целью изобретения. является повы шение стабильности связующих свойств модифицированной силаном смолы в yc2g ловиях ее хранения в течение до 4 месяцев.

Для достижения поставленной цели связующее для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в хоЗ0 лодной оснастке, включающее синтетическую смолу поликонденсационного типа и силан, содержит в качестве силана соединение с общей формулой (R (СН )(,$ (ОК)э, где п —. целое число от 1 до 3, R -феноксигруппа, Rалифатический углеводородный радикал с числом атомов углерода от 5 до 10 и с разветвленной структурой при следующем соотношении ингредиентов, 40

Синтетическая смола поликонденсационного типа 99,0-99,8

Силан упомянутого строения 0,2-1,0

Связующее по изобретению содержит в качестве силана упомянутого строения гамма-феноксипропилтриизоамилоксисилан или гамма-феноксипропилтри50 (бета-этилгексилокси) силан.

В качестве синтетической смолы связующее по изобретению содержит термореактивный продукт поликонденсации формальдегида с фенолом и/или с фуриловым спиртом и/или с карбамидом.

Стабильность модифицирующего эффекта при хранении силаниэированной

807544 смолы практически не зависит от содержания силана в связующем и определяется его гидролитической устойчивостью. Поэтому пределы содержания силана в смоле выбраны только исходя из его упрочняющего действия: при содержании силана ниже нижнего предела

его упрочняющее влияние проявляется в слабой степени, а при содержании его выше верхнего предела дальнейшего!О усиления упрочняющего влияние не наблюдается при одновременном возрастании себестоимости связующего.

Благодаря изменению, внесенному в строение углеводородного радика- 15 ла R связанного через атом кислорода с атомом кремния (вместо 2-3 атомов углерода в R согласно известному техническому решению, в связующем по изобретению силан содержит R разветв- 20 ленного строения с 5-10 атомами углерода), достигается необходимая гидролитическая устойчивость силана и стабилизация связующих свойств модифицированной силаном смолы. 25

Описываемые силаны синтезируют из соединения, содержащего алкоксильную группу OC Н или ОС Н7 у кремния путем реакции переэтерификации с более высококипящим спиртом, имеющим раз- ЗО ветвленный алкоксильный радикал. .Так, например, из -феноксипропилтриэтоксисилана и изоамилового спирта получают (-фенбксипропилтриизоамилоксисилан со следующей струк турной формулой

С Н О(СН ) 8 (ОСН СН СН(СН,),)

Аналогично с использованием

Ф

;этилгексилового спирта получают

$-феноксипропилтри(1-этилгексилокси) 4О силан со следующей структурной фор- мулой

С Н О(СН ). Sx(OCH СН(С Н )С Н

Возможно также использование силанов аналогичного строения с эпокси- 45 или глицидокси- функциональными кон. цевыми группами (R1) .

Связующее согласно изобретению готовят путем перемешивания силана со смолой в течение 30-60 мин в зави-5О симости от объема массы.

Характеристикой изменения модифицирующего эффекта силана при хранении связующего являются прочностны свойства (прочность на сжатие, осыпаемость) смеси, приготавливаемой на этом связующем.

В качестве показателя нарушения стабильности прочностных свойств связующего принята продолжительность

его хранения, прш которой прочность на сжатие (измеренная через 2 ч после приготовления смеси) уменьшается на 50Х.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В таб :ице 1 приведены составы свя- зующего ФУ 1-5 по изобретению и В 6 согласно известному техническому решению.

В таблице 2 приведены составы холоднотвердеющих смесей, полученные с модифицированными связующими В 1-6 согласно таблице 1.

Свойства смесей при различной продолжительности выдержки модифицированных связующих РФ 1-6 (составы — см. табл. 1) приведены в таблице 3.

Данные, приведенные в таблице 3, показывают, что преимуществом связующего по изобретению является высокая продолжительность сохранения модифицирующего эффекта силана (3-4 мес.), практически совпадающая с гарантийным сроком годности смолы, в то время как для связующего в соответствии с известным техническим решением сохранение модифицирующего эффекта составляет не более 7 дней.

Стержни и формы, изготовленные из смеси на связующем в соответствии с настоящим изобретением, могут быть использованы для получения отливок из стали, .чугуна и цветных металлов.

Технико-экономические преимущест" ва настоящего изобретения связаны с увеличением срока хранения связующего, модифицированного силаном, и возможностью централизованного его приготовления при сохранении ранее достигавшихся преимуществ: повышения прочности смеси, снижения расхода связующего и т.п., что позволяет увеличить производительность труда, улучшить качество отливок и санитарно-гигиенические условия труда.

807544

Т а б л н ц а 1

Наименование ингредиентов

6(по прототипу) 99,5

99,0

99,5

99,5

99,5

1,0

0,5

0 5

0 5 таблица2

Наименование ингредиентов

Кварцевый песок

100

100

100

100

100

100

1,0

1,0

1,0

2,0

Фенолоформальдегидная смола (ОФ-1) 99,8

Фенолофурановая смола (ФФ" 1Ф),Гамма-феноксипропилтриизоамилоксисилан О, 2

Гамма-феноксипропилтри- (бета-этилгексилокси) силан

Гамма-феноксипропилтриэтоксисилан

Модифицированное связующее согласно .табл. 1:

В 1

Содержание ингредиентов, мас.Ж в связующих ФВ:

Содержание ингредиентов, мас.ч. в смесях, 99:

3 4 5 6

807544

Продолжение табл.2.

Наименование ингредиентов г

В 6 (по прототипу) 1 0

1,0

0,4

1 0

1,0

1,0

1,0 Таблица3

Свойства

25

24,5 20!

82 40 .

45

24 ч

Осыпаемость, 7, через

24 ч

0,2 0,1 0,1

01 002 01

24,5 8

82 18

20

25 43

24 ч

45

Осыпаемость, Х, через 24 ч

0,02 0,5

24,5

18

24 ч

18

38

Водный раствор бензолсульфокислоты плотностью 1,281,30 г/см

Срок хранения 0 суток:

Прочность иа сжатие, кгс/см, через:

2 ч

Срок хранения модифицированного связующего 7 сут:

Прочность на сжатие, кгс/см через:

2 ч

Срок хранения модифицированного связующего

3 мес.:

Прочность на сжатие, кгс/см, через:

2 ч

Содержание ингредиентов, мас.ч. в смесях, МФ:

3 4 5 6

Показатели свойств для смесей !N (составы смесейсм, табл. 2):

1 2 3 4 5 6

Оэ2 Оэ1 Оэ1 Оэ!

Продолжение табл.3.

807544

Свойства

Осыпаемость, Ж, через

24 ч

02 01 015 005

0 5

18

18,5

24 ч

26

30

Осыпаемость, 7., через 24 ч

02 015 0 05

0,5

Техред М. Ходанич Корректор Т, Колб

I г

Редактор Л.Письман

Заказ 5256/2 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпрлятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Срок хранения модифицированного связующего 4 месяца:

Прочность на сжатие, кгс/см, через:

2 ч

Показатели свойств для смесей РУ (составы смесейсм, табл. 2):

1 2 . 3 4 5 6