Способ получения силикатного связующего

(19) (И) 4 В 1/18 С 01 В 33/3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ологи 26но-техного про е й одстт Овчинников,ерньпп, Ю,П.СЮ.Н. Лазарен( 53) 621.742.4(088.8)56) Патент США Р 4316кл. 106/38, 35, опублиАвторское свидетельВ 1013404, кл. С 01 ВАвторское свидетельВ 1072980, кл. В 22 СГригорьев П.А., Матворимое стекло. М.: ГоФво литературы по строриалам, 1956, с. 344. 5,78-14,883,42-8;12Остальное(71) Всесоюзный пческий институт лва744,к. 1982.ство СССР 33/32, 1978. ство СССР 1/18, 1982.веев М.А, Растс. издательстительным мате(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТНОГО СВЯЗУЮЩЕГО, включающий гидротер. - . мальную обработку реакционной массы на основе силиката натрия, о т л и - :ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения качества связующего за сче повьппения клеющей способности и улуч шения выбиваемости литейных форм и стержней, а также снижения его себестоимости, используют реакционную массу следующего состава, мас.Е:Силикат натрия (растворимый) . 23,0-36,8Аморфный кремнеземосадочных породЕдкий натрСвязующее приготавливают в авто- клаве, снабженном перемешивающим устройством. Все компоненты для приготовления загружают в автоклав, герметиэируют, создают давление водяным паром или включают электрообогрев и после достижения заданной температуры процесс проводят 2-4 ч. После охлаждения связующее готово,цля применения. Содержание исходныхингредиен 50 55 Изобретение относится к литейномупроизводству и к промышленности. стройматериалов, а именно к способамполучения силикатного связующего(клея), используемого для приготовленин формовочных и стержневых смесейпри получении отливок из цветных ичерных сплавов, а также для прокладки .картона и гофрокартона в строительстве10Цель изобретения - повышение качества силикатного связующего засчет повышения клеющей способности иулучшения выбиваемости литейных форми стержней, а также снижение его 15себестоимости.Сущность изобретения заключаетсяв следующем,При гидротермальной обработкекомпонентов исходного сырья при синтезе связующего протекают одновременно два процесса: растворение силикатглыбы с образованием жидкого стеклаи химическое взаимодействие кремнезема и едкого натра с образованием раствора силиката натрия, т.е. такжежидкого стекла. Совместное протекание этих двух процессов происходитвзаимосвязано. Высокая удельная,поверхность кремнезема осадочных пород(КОП) (по 60 м /г), наличие примесей (Ре, Са, А 1, М 8) в виде силикатови оксидов способствует образованиюнадмолекулярных структур при образовании раствора силиката натрия, про 35теканию каталитических процессов деполимеризации, что в конечном счетеприводит к образованию связующего,которое по свойСтвам отличается какот жидкого стекла, так и от связующего только на основе КОП.Силикат натрия растворимый используют по ГОСТ 13079-81. Аморфный кремнезем используют в виде трепела илидиатомита с содержанием двуокиси45кремния не менее 75 мас.%. Едкийнатр используют по ГОСТ 2263-71, воду - водопроводную. тов,цля синтеза связующего выбрано иэ расчета получения жидкого стекла с силикатным модулем 2,0-3,1 с плотностью 1,44-1,46 г/см и с условной вязкостью (ВЗ) 40-45 с.Изобретение осуществляют следующим образом,Во вращающийся автоклав емкостью 4 л загружают 850 г силикат-глыбы с силикатным модулем 2,8; 290 г диатомита с содержанием 78 мас. % кремнезема (227 г 810); 140 г технического едкого натра (136 г 100%-ного . ИаОН) и 1415 г воды. Автоклав герме" тизируют, включают мешалку и электрообогрев. После достижения 140 С процесс проводят 3 ч. Автоклав охлаждают и выгружают связующее. Подобным образом получают связующие 1-6, укаэанные в табл, 1, изменяя только в соответствии с табл. 1 соотношениекомпонентов.Силикатный модуль связующего регулируют соотношением аморфного кремнезема, едкого натра и модулем исходной силикат-глыбы, получая необходимый модуль в зависимости от технических требований в пределах 2,4-3,3.Связующее, полученное предлагае мыли способом, характеризуется повышенной сециментационной устойчивдстью. Так, если седиментационная устойчивость 48 ч, то для предлагаемого связующего она составляется 480 - 720 ч. Связующее, полученное согласно предлагаемому способу, используют для приготовления пластичных самотверцеющих смесей (ПСС), жидкоподвижных самотвердеющих смесей (ЖСС) и смесей, отверждаемых продувкой угле- кислым газом (С -процесс). В качестве отвердителя для ЖСС и ПСС используют феррохромовый шлак по ТУ 14-11- 95-74 и нефелиновый шлам по СТУ 30- 748-64. Клеющая способность полученного связующего проверялась по сопротивлению торцовому сжатию по ГОСТ 20683=75 и по сопротивлению расслаиванию по ГОСТ 22981-78 с картоном Дпо ГОСТ 73-76-77.В табл. 1 приведены составы исходных компонентов для приготовления предлагаемых 2-6 и по прототипу 7 связующих,В табл. 2 приведены физико-химические свойства связующих 1-7, В табл, 3 - приведены свойства смесей со связующими 1-7. В табл, 4 - приве83 Таблица 1 Содержание компонентов в исходной смеси для варки связующего, мас. % Компоненты 7 (Попрототипу) 2 3 36;833,6(80)(70) 54 54 52 Вода Аморфный кремнеземосадочных пород (впересчете на 100%кремнезема): 5,01 14,88 19,65 5,78 7,7 диатомит 13,3 трепелЕдкий натр (в пересчете на 100%-ный) 3,42 4,7 5,1 8,12 9,15 2,04 3 12438 дены свойства связующих, полученных предлагаемым способом, находящиеся ,на одном уровне с жидким стеклом (ГОСТ 13078-81), однако выбиваемость смесей с предлагаемым связующим в5 несколько раз лушче.Из табл. 4 видно, что связующие 2-5 имеют лучшую клеющую способность.Лучшая выбиваемость смесей с предлагаемым связующим объясняется 1 О наличием органических остатков микроорганизмов с составе аморфного кремнезема осадочных пород (диатомнта, трепела). При термическом ударе во время. заливки форм металлом происхо дит деструкция этих оетатков, выделяющиеся газы разупрочняют смесь, в результате чего улучшается ее выбив. ка.Более высокая клеющая способность 2 О предлагаемого связующего по сравнению с жидким стеклом, полученным по Силикат натрия раст,95воримый (доля от об- (85)щего содержания силиката в связующем,мас. %) прототипу, объясняется тем, что чрезвычайно развитая поверхность диатомитов, сформированная кремнеземом, глиноземом и оксидами Са, Ия, Ге, при,химическом взаимодействии кремнезема с едким натром формирует болеевысокую степень полимеризации олигомеров силикатов натрия, образующихсякак из КОП, так и при растворениисиликат-глыбы, Высокая степень олигомеризации силикатов способствует повьппению адгезии связующего к картонуи улучшению его проклейки.Положительный эффект .при внедрении предлагаемого силикатного связующего создается за счет уменьшенияработы выбивки и обрубки отливок,уменьшения расхода клея при проклейке картона и уменьшения себестоимости связующего, так как можно до 50%жидкого стекла заменить связующим изКОП,.2716 23 ьО 19 э 2 48 (60) (50) (40) Т 100)1243883 Таблица 2 Связующее в Физико-химические свойства 7 (попрототипу) 3 4 5 6 связующего Плотность, г/см 1,45 1,45 1,46 1,45 1,44 1,46 1,45 Вязкость повискозиметру,ВЗ42,0 42,0 4 1,5 40,5 40 44 42 Силикатныймодуль 2,83 2,64 2,62 3,05 2,1 2,8 Таблица 3 Техкологическое свойства смесей Связую.щее ПССв СО -процесс Прочность на святке ИПа Прочность на сватие,Осыпа-,емость,й Осыпаемость,Осыпаемость,Х Проч- ность Через3 ч Через ЧерезЗч 24 ч Через1 ч Через1 ч Через24 ч на сватипослеот 0,26 10 о,ог г;з о,ог г,з 2,05 28 о,18,3 0,25 2,40 2,0 23,9 6,8"а Смеси следующего состава, мас.г: свя 03158,0; феррохромовый шла Таблиц ый легок остальное нва Связующее ехнологические свойствсвязующего (клея)1" опротивлен асслаивани1243883 , 8 Продолжение табл.4,Технологические свойства связующегб (клея)фСвязую щее опротивление опротивление асслаиванию, торцовому сжа/см тию, Н/см 4,4,7 4,9 8 42,5 п Ф Расход клея 60 г/м Составитель -С. ТепляковТехред О.СопкоКорректор Г. Решетник,Редактор С. Лисин каз 3748/13 Тираж 757ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, Раушская еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Производственно-полигра 7 (попрототи 46,45,41,Подписноитета СССРрытийнаб., д. 4/5