Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

Социанистических

Республик о»854549

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.09. 79 (21) 2822630/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1508.81. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 15. 08. 81 (51)М. Кл.з

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

В 22 С 1/20 (53) УДК 621.742.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A. Соколова, A.A. Максимова, A.А. Сорокина, Л.Н. Можейко и М.Ф. Громова ин титут:.Яв УЩфрвр и втоматизации и ститут химия

1 . М„

Всесоюзный научно-исследовательский машиностроения, литейной технологии литейного производства "ВНИИлитмаш" древесины AH Латвийской CCP (71) Заявители (54 ) ХОЛОДНОТВЕРДЕЮВ АЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейно-" му производству и предназначено для изготовления форм и стержней из холоднотвердеющих смесей в производстве отливок из чугуна и стали.

Известна холоднотвердеющая смесь (1), содержащая, вес.Ъ:

Кварцевый песок 100

Феноло-формальдегидно-фурановая смола (фф-1ф) 3,0

Катализатор (70%-ный водный раствор бензолсульфокислоты) 0 5

Предел прочности на сжатие образцов, выдержанных в стержневом ящике в течение 60 мин,составляет

5,0-7,0 кгс/см, живучесть смеси

25 мин при температуре окружающей среды 18-20 С.

Основными недостатками указанной смеси являются выделение токсичных мономеров — фенола и формальдегида, высокое содержание смолы в составе смеси и ограниченная доступность феноло-формальдегидно-фурановой смолы иэ-эа дефицитности фенола и фурилового спирта.

Наиболее близкой к предлагаемой смеси по технической сущности и достигаемому результату является смесь (2), содержащая наполнитель, новолачную феноло-формальдегидную смолу с гидроксилсодержащими группайи, полиизоцианат и катализатор, в качестве которого могут быть введены соли основного характера (Na СО, K2C(4, и др.) или портландцемент, феррохромовый шлак, вес.ч.:

Огнеупорный наполнитель 100

Новолачная феноло-формальдегидная смола

СФ-015 0,5-5,0

15 Полииэоцианат (!V-6-03-375-75) 0,005-1,0

Катализатор 0,0025-5,0

Ацетон 0,5-15

Однако эта смесь выделяет ток20 сичные мономеры — фенол и формальдегид,что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.

Недостатком смеси является также ограниченная доступность новолач25 ной смолы иэ-за дефицитности фенола, и, кроме того, использование ацетона, являющегося взрывоопасным и легковоспламеняющимся материалом.

Цель изобретения — улучшение са3Р нитарно-гигиенических свойств смеси.

854549

0,75-1,25

0,004-0,1

Указанная цель достигается эа счет того„ что смесь, включающая ог.иеупорный наполнитель, полиизоцианат и катализатор, содержит в качестве органического соединения с гидрок 1сильными группами олигоэфир - продукт оксипропилирования гидролизного лигнина и лигнинсодержащих материалов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Полиизоцианат 0,75-1,25

Олигоэфир — продукт оксипропилирования гидролизного лигнина и лигнинсодержащих материалов

Катализатор

Огнеупорный наполнитель Остальное

Применяемый в смеси олигоэфир представляет собой жидкость с содержанием гидроксильных групп 1435 ед. и концентрацией водородных ионов (pH) 6,0-9,0.

Олигоэфир не является токсичным материалом, так как в своем составе не содержит свободных токсичных мономеров.

Олигоэфир, получаемый оксипропилированием гидролизного лигнина растворимых технических лигносульфонатов или других лигнинсодержащих материалов, сохраняет циклическую структуру этих материалов.

Структура основного Фрагмента молекулы олигоэфира на основе гидролизного лигниíа

Н I н- -о-(бк,— Р- о .я Н3 !

Н вЂ” C-OH

Cl

Н б (" ь|бН

НС1 М-()бНз

5Нз

b gdKg — CR- О )-Н к. где n — число присоединенных молей . окиси пропилжна СНз-CH-Сйа

Структура основного Фрагмента молекулы олигоэфира на основе технических лигносульфонатов

rue n - число присоединенных пропилена аНЗ- бн — ляг Г

Для приготовления олигоэфира имеется доступная сырьевая база: гидролизный лигнин является многотоннаж® ным отходом гидролизного и биохимического производства. Производство технических лигносульфонатов практически не ограничено.

Олигоэфир получают нагреванием

t5 реакционной смеси при 150 + 10 С в качающемся автоклаве из нержавеющей стали в течение 2-8 ч.

Пример состава реакционной смеси, вес.Ъ:

2О Лигнин (лигносульфонат) 20

Окись пропилена 57

Гидроокись калия 0,8

Растворитель — среда (например вода) 22,2

Физико-химические свойства олигоэфира.

Плотность олигоэфира при 20 С, У мЗ 1,06-1,18

ЭО Вязкость по Гепплеру при 25 С, сП 10000-12300

Средневесовая молекулярная масса 7000-9000

Среднечисловая функциональность 6,0-11,2

Содержание гидроксильных групп,5 14,0-35,0

Содержание метоксильных групп,Ъ 3,9-6,0

4О В качестве катализатора для предлагаемой смеси могут быть использованы различные аминосодержащие соединения, например, триэтиламин,триэтаноламин, соединения пиридинового ряда, а также оловоорганические соединения, такие как диэтилдикаприлат олова (ДЭДКО) и др.

Катализатор может предварительно смешиватвся с оливоэфиром или вводиться отдельно. Для получения оптимальных свойств смеси рекомендуется соотношение олигоэфира и полиизоцианата 1:1.

Порядок приготовления смеси сос55 тоит в следующем.

В омеситель дозируется песок и олигоэфир, предварительно смешанный с катализатором, и все перемешивает.ся в течение 1 мин, затем вводится фо полиизоцианат и смесь дополнительно перемешивается еще 1 мин.

В табл. 1 и 2 приведены примеры составов предлагаемых смесей и их

Я свойства.

854549

Т а б л и ц а

98,45 97,95 97,45 97,35 97,45

0,75 1,0 1,25 1,3

Полиизоцианат

0,5

1,0

Олигоэфир

0507510

1,25 1,3

Феноло-формальдегидная смола

1,0

Триэтаноламин

0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

0,05

Ацетон

0,5

Таблица 2

Предел прочности > на сжатие (кгс/см ) после выдержки в ящике в течение

15 мин

1 0 6,3

2,0 7,0

3,5 7,0

30 мин

60 мин

7,0 7,0 7,0

7,0

Предел прочности при растяжении (кгс/см ) после выдержки на воздухе в течение

1 ч

1,5 3,5

2,0 4,8

3,5 5,0

4 ч

24 ч

Как следует из табл.1, введение в смесь 0,75-1,25 мас.Ъ олигоэфира является оптимальным (смеси 2-4); при меньшем содержании его в смеси снижаются прочностные показатели (смесь 1), увеличение его содержания (смесь 5) экономически нецелесообразно, так как приводит к удорожанию смеси.

Смесь опробована в лаборатории связующих материалов ВНИИлитмаш.

Испытания смеси при производстве опытных образцов (стержней) показывают, что прочностные свойства с течением времени холодного отвержде1

Песок кварцевый 98,95

3,7 5,0 5,0 3,5

7,0 7,0 7,5 7,0

6,5 4,5 4,5 5,0

6,5 5,0 5,0 6,5

6,5 5,5 4,5 6,.0 ния находятся на уровне свойств известной.Преимуществом предлагаемой смеси, по сравнению с известной, является отсутствие выделения токсичных мономеров: фенола и формальдегида на всех стадиях технологического процесса изготовления отливок, что позволяет улучшить условия труда в литейных цехах.

40 Кроме того, преимуществом предлагаемой смеси является использование в качестве органического соединения с гидроксильными группами, взамен дефицитной новолачной феноло-, 6S форманьдегидной смолы,олигозфира, 854549

Оу75-1,25

0,004-0,1

Формула изобретения 20

Составитель И. Куницкая

Редактор Е. Дорошенко Техред М. Коштура Корректор С. Корниенко

Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X(35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 6569/14 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 для приготовления которого имеется доступная сырьевая база — гидролиз,ный лигнин.

Как следует из табл.2,.смесь с ,содержанием 0;75-1,25 мас.В олигоэфира имеет необходимую скорость отверждения s закрытом объеме (при выдержке в оснастке),достаточную прочность при растяжении.

При меньшем содержании олигоэфира снижаются прочностные свойства. Увели чение его содержания экономически не- © целесообразно.

Реализация изобретения позволяет изготавливать формы и стержни для чугунных и стальных отливок в массовом и серийном производстве при улуч- l5 шенных санитарно-гигиенических условиях труда.

Холоднотвердеющая смесь для из- . готовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, органическое соединение с гидроксиль- 2 ными группами,полиизоцианат и катализатор, отличающаяся тем, что, с целью улучшения санитарногигиенических условий труда, в качестве упомянутого органического соединения смесь содержит олигоэфир — продукт оксипропилирования гидролизного лигнина и лигиинсодержащих материалов при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:

Полииэоцианат 0,75-1,25

Олигоэфир - продукт оксипропилирования гидролизного лигнина и лигнинсодержащих материалов

Катализатор

Огнеупорный наполнитель Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колотило Д.И.,Носолевич Н.И.

Фурановые связующие формовочных композиций. К., "Наукова думка", 1972, с. 91.

2. Авторское свидетельство СССР 9 603184, кл. В 22 С 1/22, 1976.