Способ получения связующего для изготовления керамических форм

ОЛЯСАНИЕ Сеоз СоватскикСОцмлкстнмескикРеспублик КЗОБРЕТЕН ИЯ.70 (3 9,09,70 Гацдарстеенкый кеюет Сееета Мекеетрее СССР аь .едеч кзеер.екие к еткрыткк:621.74, 045088,8 08 76 Ью летень 2 ия описания 20.10.76 Иностранец 72) Автор изобретения айн Ф. Вэйл) Заявител 54) СПОСОо ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТКЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ об ласти литейи к способам уемого при тение относится кзводства, и частноссвязующего, исполии керамических фо ного п олученияизготовлен по в 1 яемым лям. Известен спя керамическ особ получения свх форм по выплавающий перемешив щего яемым оделям, вщаоч щиката со см водой аство ил есью воды, смешиваю ителя и мине альной м введением лесь основног Однако при"ру за имости, а такжлее низкой т .сушке и .бжигнентов отки примесь комп мпер;,турнои о е предложено ялика"а, во слоты до ввиз этилс ьной кч водногс ителяьно 25,ин илигазоля до новас лни р р р кислоты с последующи в переменнуюо водного силиказоля.таком способе получения свяющего силиказоль подкисляется и при этомдно предотвратить двуокись кремния отстудненин что, в свою очередь, влияет на тойкость и годность связующе;о.С пенью гэвьдчения стойкости и срока дности связующего., сннжени,:. его себестое возмо:1 сти создания бовводить минеральную кислоту до достижениякислотности готового связующего рН, равного от 1 до 5,Сущность предложенного способа получения связующего заключается в следующем. Сначала производят подкисление этилсиликата перед смешиванием его с силиказолем, чтобы включить весь избыток кислоты, требуемый для подкисления силиказоля. Для этого этилсиликат долж-н прореагировать с водой для образования коплоидной суспензии кремниевой кислоты и силикатных полимеров до того, как оп может быть превращен в гель, который образует адгезивный связующий матеоиал литейной форм-:4. Этипсиликат не смешивается с водой, но жидкост.т могут быть удержаны в суспензия одна в другой посредством механического перемешивания, При добавлении такого растворителя, как спирт, дсстигается растворимость этилсиликата в воде. Гид 1:олиз этилсиликата происходит медленно н должен быть катализировак кислотой или основанк 52449 с:Когда кислота в конечном полученном связующем почти или полностыс извлеченакз этплсиликатя, а не из золя, то вводится значительно увеличенный процент двуокиси кремния, у.сауокись кремния, содержащаяся 5 в скликязоле, очень тонко раздроблена, в СВЯЗИ С ЧЕМ ПРОЧНОСТЬ КРЕПИТЕЛЯ СТЯНОВИТ ся большой кз за увеличения общей площади поверхнс(сти частиц двуокиси кремния. Этил скликат подкксляет я, но не полностью гид ро уцзуется ДО добавления золя Золь же будучи водУп;:Ул Основанием, заканчивает гидрОУУУУз к получающийся рН из-за кислот- ности этилсиликата достУп ает желаемой величикь., ууиже значения рН 5, 15Яезможеуу к другой вариант получения связующего при кспользовяупси коммерчески доступного этилскликата без учета полного ИЛИ НЕПОЛНОГО ЕГО ГИДРОЛКЗЯ.-(ТОТ ЭТИЛСКЛККЯТ ПОДККСЛЯЕТСЯ СООтВет- ЗУ ствеууууо дую. ууоиучстуя крепителя желаемойкксууо(тууост(у и зятем разбавляг"тся коммерЧЕСКИ ДСХ,ТУПНЪУМ УКЛУУУСЗОЛРМ, Р ЭТОМ СЛУЧЯЕ реакция гидролкза пооисходит в незначительной степеУпно она возможна Для Добавленкяй достаточного количества силкказоля к креснутс уууоусоторЙ составляет 25-75% ОбщеуО Объема,кическая кислота, взаимно совместимая со СВЯ;.:".УОНУ И М,( Г(я . ( ууо Ониния ( вузуюсего;логут46Опыту и(суусулу.,зоууяны любые лз следукщих уусходных веществ.Зтклсилккаты; 1/ ЭтилсиУУикат "40,Су 1 уубоууд 40 илк Силэстер О):СОдержяние дчуокиси И- 40 вес,% и "ем ну(я улиниулум,1,05-1, 07,П.,отностьКислотность в расчетео( 0,05,Га. - ,ауус ЛО это сскскликятам 2/ ЗТУУлсУНУикат коппентркроуянууьуй кли чистый Силбонд кли Силэстер): Б связи с тем, что золь может сохраиться ууеопределенно долго, если Он ше- ЗОдочкой, УУрс.дпо-У 1 ктельнее, чтобы все количествс кислоты,тре(чуемой для перевода получяемОГО крепктеля В кислый с рН ОкОНО 2,уур уусу тот Воняло В этилс илцкят(е,Сл е с:т Однако читывать что любОиспирт иуу к простой зу(ИО, или другОй Вз як ушы йрастворитель д(ся Водьх к этуулсиликйтя моут быть добавлеУУы к некоторому количеству, или всей вод: в любом кз этих составовйсусспц:.зоу(яться может соляная, сернаякислота или другая минеральная или Орга Содержание двуокисикремния - 28 Весас минимум,Плотность 0,93-0,94,Кислотность в расчете% НС 1 0,01%Баланс по этоксисиликатам. от 7 до 40 мк сано выше.В качестве наполнителей могут быть ис пользованы циркон, алюмосиликаты и двуокись кремния, а также и другие огнеупорные материалы, имеющие щелочное значение рН /желательно изменить содержание кислоты в связующем, добавляя кислоту для компенсации/,П р и м е р 1, 50 см 40% От этилсиликата /Силбонд 40/ добавляют к раствору, содержащему 7,5 см воды и 0,60 см концентрированной кислоты. Затем добавляют 3/ Предварительно гидролизовянный этилсиликат (Силбонд Н, Н-З, Н, Н,Содержание двуокиси кремния от 17,5до 25 вес.Ж, приблизительно,Плотность от 0,90 до 0,96Баланс по этоксисиликатам.Названные вещества могут применятьсяальтернативно или в комбинации, Кроме того, каждый из этих оастворов этилспликатаможет включать некоторое количество водыи растворителя или катал.изатора такого,как НСГ. Коммерческий предварительногидролизованный этилсиликат обычно примерно на 90% гидролизован перед добавлениемскликазоля.Силиказоли со средним размером частицменьыуе,чел 16 мк, предпочтительны длямаксимального улучшения прочности связи.Типичные свойства этих связууощих веШЕСТВ С(ЕДУЮЩИР:Сановной силиказоль (Лудок, Ситон, Налкоаг):Содержание двуокисикремния - от ЗО до 45 весГПлотность - от 1,20 до 1,40 у,рН от 9 до 11,Приблизительныйдиаметр частицКоммерческие силкказолис положительно заряженными частицамидвуокиси кремния (,ууудокс).Содержание двуокисикремния - от 26 до 33%Плотность от 1,20 до 1 30,рН - от 3 до 4,5Приблизительный диаметр частиц 16 мк.Все силиказоли содержат воду, котораяиспользуется в присутствии такого катализатора, как ИИ для гидролиза или для полного гидролиза этилсилкката, с которым зольв последствии смешивается как было опи524 г.99 Подписно. Тираж 1003 Фип.;,ал ЫИ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 35 смзтилово о спирта /безводного/смесь перемешивают в течение 15 мин.Стадия добавления спирта может быть исключена если наличие горючего растворителя в крепителе является нежела 1.ольным. 5Под горючим растворителем подразумевается растворитель, .который выгорает послезатвердевания литейной формы. Может бытьиспользован пкбой с: - местимый растворитель, спирты или простые эфиры. Смесь 1 вразбавляется 100 см силиказоля /Налкоаг1130 или 1030, Ситон - Г ЗО/, 1 С см 3воды и ЗО см 5 спирта. Смесь оставляется на ночь и затем готова к употреблениюП р и м е р 2, 75 см этилсиликата 15/концентрированный Силбонд или чистый Силфбонд/ добавляется к 15 см водь 1 и 0,85 смфЯсоляной кислоты. Затем добавляется 15 смзтиповаго спирта /безводного/ и смесь перемешивается в течение 15 мин. Смесь 20разбавляется 100 см силиказоля /Ситон250 ипи Нанкоаг 1050/, 10 см воды иЗО см спирта. Смесь оставляется на ночь,после чего готова к употреблению.П р и м е р 3, 50-100 см предварительно гидролизованчого зтилсиликата/Силбонд-И/ добавляется к 20 си раствора, содержашего 95% воды и 5% концентрированной соляной кислоть 137% по объему, и перемешивается короткое время. За- ЗОтем смесь разбавляется 20 смдополнительного количества этилового спирта сверхтого количества, .;о;орое уже имеется в чредварительно гидропизованном зтилсиликате.Этот избыток спирта рачьше отбрась,вался,если требовалось низкое содержание растворителя в следующем. К смеси добавляется50 см силиказои /СитонГМили Ситон 250,/после чего см сь ".това к употреблению.П р и м е р 4, 1 редварительно гидрот 4 Олизованный зтипс: ликат /силбонд Н/эмульгируется со 100 см подкисленного3силиказоля, примерно при рНЗ/Лудокс130-М или подкисленный силиказоль/. Так45как этот материал имеет кислотное значение рН и получен как силиказоль без дсбавления кислоты, перехода через рН 5 лет/при котором Силиказоль разрушает.я/,Лудокс 130 М включает положительно за 56ряженные частицы двуокиси кремни:;, суспензированные в воде,Кроме этих продуктов, л качестве суспензирующей среды могут быть использованыгдругие жидкости, например спирты. "го55связующее нелосредственно .олово к употреблению,ПИМЭПИ Зак,.з 4980/426 Во всех приведенных примерах концентрированная соляная кислота может быть заменена концентрированной технической серной кислотой той же нормальности. Срок годности при хранении таких связующих может быть увеличен регулированием рН, избытка воды, содержания силиказоля и обшим содержанием двуокиси кремния,В случае предварительно гидролизованных крепителей (Силбонд Н, Н, Нили Н) срок хранения связующих до использования должен быть принят во внимание. Когда предварительно гидролизованное связующее стареет, увеличивается его вязкость и изменяется свойство литейной формы, Керамические формы, изготовленные из смеси со связующим, полученным предложенным способом, имеют следуюшие прочностные характеристики. Прочность на разрыв необработанногообразца составляет от 8 до 25 фунт/кв,дюйм, или 0,56 кг/см до 1,76 кг/см .,2Прочность на разрыв обожженного оборюца при 1800 К (982 С) составляетот 20 до 70 фунт/кв, дюйм или 1 41Ф ) Э.4 92 кг/с,Прочностные характеристики зависят отсодержания двуокиси кремния и размерачастиц Силиказопя,Названные связуюшие вышелачиваются сбольшей скоростью, чем обычные гидролизованные зтипсиликатные связуюшие, и могутприменяться также для пропитки перед и/ипипосле термической обработки литешюй формы,Формул а изобретения Способ получения связующего для изготовления керамических форм, вклкчаюший перемешивание этилсиликата со смесью воды, смешивающегося с водой растворителя и минеральной кислоты с последун шим введением в перемешанную смесь основного водного силиказсля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с цепью повышения стойкости и срока годчости связуюшего, в смесь компонентов до введения в нее основного водного силиказоля дополнительно вводят минеральную кислоту до достижения кислотности готового связующего рН, равногоот 1 до 5,