Противопригарная краска для литейных форм и стержней

 

1i ii 926842

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.01.80 (21) 2874402/22-02 с присоединением заявки №вЂ”

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. К..

В 22 С 3/00 па делам изоо етеиир Опубликовано 30.10.82. Бюллетень № 40 (53) УДК 621 744 079 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания (72) Авторы

М; ломин, В.: Ф:. -Пал кин изобретения И. Г. Ратуш, Л. В. Локотков, Ю. И. Худоби

А. Д. Никифоров, Н. П. Харитонов, Г. П. и Д. Л. Канина (71) Заявители Всесоюзный проектно-технологический инс строения, Институт химии силикатов и Про нение «Ижорский заво

6 ф т энерго ма ший )-" зводсткенйое".аб 11еЯй » (54) ПРОТИВОПРИГАРНАЯ КРАСКА ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ

ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Государственный KGMHT81 (23) Приоритет

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к противопригарным краскам для литейных форм и стержней, используемых преимущественно для получения стальных отливок массой от 500 кг до 3 — 5 т.

Известна противопригарная краска, содержащая огнеупорный наполнитель, связующее (поли метилфенилсилоксановая смола), растворитель и добавку (поливинилбутираль) (1).

Недостатком известной противопригарной краски является низкая седиментационная устойчивость суспензии и недостаточная термостойкость защитного покрытия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является краска, обладающая повышенной седиментационной устойчивостью и термостойкостью за счет использования цирконового концентрата в качестве огнеупорного наполнителя, полиметилфенилсилоксановой смолы в качестве связующего, комбинированного растворителя (ацетона технического и спирта этилового), уксусной кислоты в качестве катализатора-отвердителя и аэросила в качестве поверхностно-активного вещества — эмульгатора при заданном соотношении ингредиентов (2).

Недостатком известной краски является наличие в ее составе цирконового концентрата, обладающего относительно высоким

5,1 10 — ) коэффициентом линейного

5 град расширения, и образующего на поверхности формы и стержней при заливке жидкого металла жесткую спекшуюся корку,в которой при тепловом ударе (при заливке ме1о талла) возникают значительные деформации, вызывающие растрескивание покрытия и отслоения его от материала формы ввиду различия коэффициентов линейного расширения материала формы и защитного по15 кр ытия.

Кроме того, относительно высокая объемная масса цирконового концентрата (4,5 г/см ) является причиной усложнения состава краски из-за необходимости пс20 пользования специальных дорогостоящих материалов (аэросил и др.), обеспечивающих достаточную седиментационную устойчивость краски с цирконовым концентратом.

25 Целью изобретения является повышение прочности и термостойкости и снижение себестоимости краски.

Это достигается тем, что краска содер30 жит в качестве огнеупорного наполнителя

926842

Остальное

55 оо

65 плавленый кварц при следующем соотношении ингредиентов, мас. о/о.

Плавленый кварц 67,0 — 71,4

Г1олиметилфенилсилоксановая смола 1,8 — 2,5

Поливинилбутираль 0,9 — 1,4.

Уксусная кислота 0,3 — 0,6

Ацетон технический 10,0 — 12,0

Спирт этиловый синтетический

Полиметилфенилсилоксановая смола К-9 (ТУ6-02-907-74) — белый порошок, хорошо растворимый в ацетоне, обладающий высокой термостойкостью, используется в качестве связующего 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 связующего 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 вещества) пленки связующего. В присутствии различных кислот (в том числе уксусной) в растворах ПВБ протекает медленный процесс поликонденсации (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 способностью 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, — неполярный), т. е. среду, в кото5

1О

)5 2O

25 зо

35 рой наиболее полно проявляется структурно-механическая стабилизация полимерных пленок связующего (К-9) и стабилизатора (ПВБ), следствием чего является высокая седиментационная стойкость суспензии.

Уксусная кислота 98 /О-ная (ГОСТ

61 — 75) — жидкость белого цвета, при введении ее в пол иметилфенилсилоксановую смолу К-9 вызывает медленный процесс поликонденсации ее, т. е. действует как катализатор-отвердитель.

Плавленый кварц с содержанием стекловидной формы не менее 95О/о — 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 смешением 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 спирт+ ацетон) в соотношении, определенном 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.

926842

Краска наносится на поверхность форм и стержней кистью плп пульверизатором.

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

Для крупных толстостенных отливок краска наносится в два слоя, при этом плотность первого слоя (проникающего) составляет 1,6 — 1,7 г/см, а второго — 1,9—

1О 2 г/смз

Время сушки краски на воздухе определяется с момента окончания окраски образца до приобретения слоем покрытия транспортабельной прочности, когда при перено15 се образца вручную или клещами на поверхности не остается вмятин. Для всех красок время высыхания находится в пределах 16 — 28 м и н.

Таблица 1

Составы покрытий, мас. о/О

Ингредиенты

¹ 1 №2 №3

67,0

71,4 69,2

25 21

1,8

0,9

1,2

1,4

20,0

10,0

0,3

14,0

12,0

0,6

17,0

10,0

0,5

Уксусная кислота

Таблица 2

Показатели свойств для составов табл. 1

Свойства №

¹ 3

Вязкость, с

18 — 20

25 — 27

18 — 20

18 — 20 при плотности

1,6 — 1,7 г/смз

25 — 27

25 — 27 при плотности

1,9 — 2 г/см

Кроющая способность хорошая, равномерный плотный слой без подтеков и следов кисти

Глубина пропиткп, мм

2,5 — 3

2,5 — 3

2,5 — 3 при плотности

1,6 — 1,7 г/см

1,5 — 2

1,5 — 2

1,5 — 2

210

210

210

3650

3650

3650

14780

14780

14780

1200 — 1400 1200 — 1400!

200 †14

16

14

Как видно из таблицы 2, оптимальным является состав № 2 (краска обладает 20 лучшей седиментационной устойчивостью).

На отливках, полученных с применением краски по изобретению, во всех случаях пригар легко удаляется с помощью пневмо- 25 инструмента после термообработки отливок. При использовании в термически нагруженных узлах имеют место отдельные вкрапления пригара, который после термоПлавленый кварц с содержанием стекловидной фазы не менее 95О/о

Полиметилфенилсилоксановая смола К-9 (в порошке)

Полнвинилбутираль клеевой сухой (в порошке)

Спирт этиловый

Ацетон технический при плотности

1,9 — 2 г/смз

Прочность сцепления, г/см при выдержке 1 ч

Прочность на истирание, г/мм2 при выдержке 1 ч

Прочность на истирание, г/мм после термообработки (5 мин выдержки при 200 С)

Термостойкость, С

Высота осветленной части, мм, через 4 ч через 6 ч через 24 ч обработки 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.

926842

Формула изобретения

Составитель И. Волкова

Техред В. Рыбакова

Редактор Л. Письман

1(орректор А. Степанова

Заказ 1672/20 Изд. № 243 Тираж 853 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

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

Плавленый кварц 67,0 — 71,4

Полиметилфенилсилоксановая смола 1,8 — 2,5

Поливинилбутираль 0,9 — 1,4

Уксусная кислота 0,3 — 0,6

Ацетон технический 10,0 — 12,0

Спирт этиловый синтетический Остальное

1О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 384595, кл. В 22 С 3/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

15 по заявке Мз 2534151/22-02, кл. В 22 С 3(00, 1977.