Противопригарная краска для литейных форм и стержней

О П И С А Н И Е 1 ц)926842ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государствеииыи комитет Опубликова 30.10,8 Бюллетень4(088.8) по делам изобретений и открытийата опубликования исания Авторыизобретения И, Г. Ратуш, ЛА, Д. Никифо. В, Локотков, Ю. И, Худобиов, Н, П, Харитонов, Г. П.и Д. Л, КанинаДроектно-технологический инситут химии силикатов и Пронение Ижорский заво(71) Заявители Всесоюзныйстроения, Инс 54) ПРОТИВОПРИГАРНАЯ КРАСКА ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙтом.5 Целью изобретения являетсяпрочности и термостойкостисебестоимости краски. вышение нижение 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) 111.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 121. Недостатком известной краски являетсяналичие в ее составе цирконового концентрата, обладающего относительно высоким15,1 10 -) коэффициентом линейного 5 Г 1)здрасширения, и образующего на поверхности формы и стержней при заливке жидкого металла жесткую спекшуюся корку,в которой прн тепловом ударе (при заливке ме талла) возникают значительные деформации, вызывающие растрескивание покрытия и отслоения его от материала формы ввиду различия коэффициентов линейного расширения материала формы и защитного по кр ытия.Кроме того, относительно высокая объемная масса цирконового концентрата (4,5 г/см) является причиной усложнения состава краски из-за необходимости пс пользования специальных дорогостоящихматериалов (аэросил и др.), обеспечивающих достаточную седиментационную устойчивость краски с цирконовым концентраЭто достигается тем, что краска содер 30 жит в качестве огнеупорного наполнителяОстальное 40 45 50 55 бо 65 плавленый кварц при следующем соотношении ингредиентов, мас, %: Плавленый кварц 67,0 - 71,4 Г 1 олиметилфенилсилоксановая смола 1,8 - 2,5 Поливинилбутираль 0,9 - 1,4 Уксусная кислота 0,3 - 0,6 Ацетон технический 10,0 - 12,0 Спирт этиловый синтети- ческий Полиметилфенилсилоксановая смола К(ТУ 6-02-907-74) - 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(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 кото 5 10 "о 25 зо 35 рой наиболее полно проявляется структурно-механическая стабилизация полимерных пленок связующего (К) и стабилизатора (ПВБ), следствием чего является высокая седиментационная стойкость суспензии.Уксусная кислота 98/О-ная (ГОСТ 61 - 75) - жидкость белого цвета, при введе. нии ее в пол иметилфенилсилоксановую смолу Квызывает медленный процесс поликонденсации ее, т. е. действует как катализатор-отвердитель.Плавленый кварц с содержанием стекловидной формы не менее 95% - 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 Ки поливинилбутираль и осуществляют перемешивание в течение 20 - 30 мин. При этом конгломерат полимерных частиц смолы Ки 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 приготов. ленную суспензию непосредственно перед поступлением ее в употребление.Составы и свойства краски по изобретению приведены в таблицах 1 и 2.926842 6Краска наносится на поверхность форми стержней кистью плп пульверизатором.Для получения тонкостенных отливоккраска наносится в один слой, плотность 5 краски при этом составляет 1,9 - 2 г/смз.Для крупных толстостенных отливоккраска наносится в два слоя, при этом плотность первого слоя (проникающего) составляет 1,6 - 1,7 г/смз, а второго - 1,9 - 1 О 2 г/смзВремя сушки краски на воздухе определяется с момента окончания окраски образца до приобретения слоем покрытия транспортабельной прочности, когда при перено се образца вручную или клещами наповерхности не остается вмятин. Для всех красок время высыхания находится в пределах 16 - 28 мин. Таблица 1 Составы покрытий,мас. %Ингредиенты ойдо32 67,0 69,2. 71,4 2,5 1,8 2,1 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. 1хорошая, равномерный плотный слой без подтеков и следов кисти4 14 Как видно из таблицы 2, оптимальнымявляется состав2 (краска обладает 20лучшей седиментационной устойчивостью). На отливках, полученных с применением краски по изобретению, во всех случаях пригар легко удаляется с помощью пневмо инструмента после термообработки отливок. При использовании в термически нагруженных узлах имеют место отдельные вкрапления пригара, который после термоПлавленый кварц с содержанием стекловидной фазыне менее 95%Полиметилфенилсилоксановаясмола К.9 (в порошке) Поливииилбутираль клеевойсухой (в порошке) Спирт этиловыйАцетон технический при плотности1,9 - 2 г/смзПрочность сцепления, г/смпри выдержке 1 ч Прочность на истирание,г/мм 2 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 ччерез б ччерез 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 санитарно- гигиенические условия труда и уменьшить пригар на массивных отливках.926842 Формула изобретения Составитель И. ВолковаТехред 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, Раушская наб., д, 4(5Типография, 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, полиметилфенилсилоксанов 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 Поливинилбутир аль 0,9 - 1,4 Уксусная кислота 0,3 - 0,6 Ацетон технический 10,0 - 12,0 Спирт этиловый синтетический Остальное 1 ОИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМо 384595, кл. В 22 С 3/00, 1971.2, Авторское свидетельство СССР15 по заявке Мо 2534151/22-02, кл. В 22 С 3(00,1977.