[go: up one dir, main page]

RU2008998C1 - Связующая композиция для смесей - Google Patents

Связующая композиция для смесей Download PDF

Info

Publication number
RU2008998C1
RU2008998C1 SU4951799A RU2008998C1 RU 2008998 C1 RU2008998 C1 RU 2008998C1 SU 4951799 A SU4951799 A SU 4951799A RU 2008998 C1 RU2008998 C1 RU 2008998C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interaction
furfuryl alcohol
product
composition according
orthosilicic acid
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.А. Сафронов
В.Д. Долматов
С.Д. Тепляков
А.А. Котляренко
В.М. Копылов
А.В. Лоханкин
С.И. Данилов
А.А. Кругликов
В.А. Струпинский
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт литейных машин, материалов и технологий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт литейных машин, материалов и технологий" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт литейных машин, материалов и технологий"
Priority to SU4951799 priority Critical patent/RU2008998C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2008998C1 publication Critical patent/RU2008998C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей, отверждаемых продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении стержней и форм. Для повышения прочности, термостойкости отвержденных стержней и форм и улучшения санитарно-гигиенических условий труда связующая композиция в качестве продукта взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом содержит тетрафурфурилоксисиланы или фурфурилоксисилоксаны, или этоксифурфурилоксисилоксаны. Причем, фурфурилоксисилоксаны получены взаимодействием технического олигоэтоксисилоксана в виде этилсиликата, содержащего 30 - 60 мас. % кремния в пересчете на диоксид кремния, с фурфуриловым спиртом. Этоксифурфурилоксисилоксаны содержат этокси- и фурфурилоксигруппы при мольном соотношении соответственно 1 : (1 . . . 19). Этоксифурфурилоксисиланы содержат этокси- и фурфурилоксигруппы при мольном соотношении соответственно 1 : (1/3 . . . 3). Связующая композиция содержит следующие компоненты, мас. % : кислотоотверждаемая эпоксидная смола 23 - 72, продукт взаимодействия этиловых эфир ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом (в пересчете на основное вещество) 8 - 52, органический пероксид или (и) гидропероксид остальное. 7 з. п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к связующим композициям для смесей, отверждаемых сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стеpжней и форм.
Известна связующая композиция для смесей, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм, содержащая фенолофурановую смолу и циклогексилфенилизопропил гидропероксид (1). При изготовлении стержней и форм данная связующая композиция смешивается с кварцевым песком при следующем соотношении компонентов, мас. % : фенолфурановая смола 1. . . 2,3; циклогексилфенилизопропил гидропероксид 0,5. . . 1,0; кварцевый песок остальное.
Вследствие содержания в смоле до 60% мономера фурфурилового спирта применение данной связующей композиции не обеспечивает удовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда, в особенности на стадии термодеструкции смесей при заливке металлом.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является связующая композиция для смесей, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм, содержащая кислотоотверждающую эпоксидную смолу, органический пероксид и/или гидропероксид и разбавитель (2). Лучший комплекс свойств из приведенных составов получен при содержании 1% (от массы песка) модифицированной эпоксидной смолы "Ероп-828" и 30% от массы смолы гидропероксида Кумола (гипериза), причем модифицированная смола содержит (мас. % ) смолу "Ероп-828" 81,8; резорциновая смола 5; трифенилфосфит 3; метанол 10; силан А-187 0,2, при этом трифенилфосфит, силан А-187 и метанол являются разбавителями эпоксидной смолы. Кроме того, силан и трифенилфосфит дополнительно выполняют роль упрочняющей добавки. Однако, указанная смесь не обладает достаточными прочностными характеристиками и термостойкостью при изготовлении крупного чугунного и стального литья, а наличие в связующей композиции резорциновой смолы, метанола и трифенилфосфита не обеспечивает достаточные экологические параметры технологии на стадии изготовления стержней и форм, так и на стадии заливки их жидким металлом.
Цель изобретения - повышение термостойкости, прочности отвержденных стержней и форм, улучшение санитарно-гигиенических условий труда.
Поставленная цель достигается за счет того, что связующая композиция, включающая кислотоотверждаемую эпоксидную смолу, органический пероксид или(и) гидропероксид и разбавитель, содержит в качестве разбавителя продукт взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
кислотоотверждаемая эпоксидная смола 23-72
продукт взаимодействия
этиловых эфиров орто-
кремниевой кислоты с
фурфуриловым спиртом
(в пересчете на основное вещество) 8-52
органический гидро- пероксид или(и) пероксид Остальное
При этом, в качестве продукта взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом связующая композиция содержит:
тетрафурфурилоксисилан;
фурфурилоксисилоксаны, например, полученные взаимодействием технического олигоэтоксисилоксана в виде этилсиликата, содержащего 30-60 мас. % кремния в пересчете на диоксид кремния, с фурфуриловым спиртом;
этоксифурфурилоксисилоксаны, например, содержание этокси- и фурфурилоксигруппы при мольном соотношении, соответственно, 1: (1. . . 19);
этоксифурфурилоксисиланы, содержащие этокси- и фурфурилоксигруппы при мольном соотношении соответственно 1: (1/3: 3).
В композиции использовались в качестве примеров эпоксидные смолы, получаемые конденсацией дифенилолпропана с эпихлоргидрином в щелочной среде, марок ЭД16, ЭД20, ЭД22 по ГОСТ 10587-84, а также эпоксидная смола "Ероп-828", поставляемая фирмой ShellChemical Company с молекулярным весом 350-400 и эпоксидным эквивалентом 175-210.
В качестве органического пероксида использовались:
пероксид метилэтилкетона ТУ 6-05-2019-86;
гидропероксид изопропилбензола (кумола или гипериз) ТУ 38-10293-82;
пероксид дитретичного бутила ТУ 6-05-2026-86.
В качестве разбавителя использовались продукты взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом (ТУ 59-02-004).
В качестве этиловых эфиров ортокремниевой кислоты использовались технические продукты, выпускаемые в нашей стране:
тетраэтоксисилан (ТУ 6-02-708-76);
этилсиликат 32 (ТУ 6-02-895-86);
этилсиликат 40 (ГОСТ 26371-84);
продукт 111-228 (Этилсиликат 50) - ТУ 6-02-1339-86;
этилсиликат с содержанием кремния в пересчете на диоксид кремния 60 мас. % - опытно-промышленный образец.
Взаимодействием тетраэтоксисилана (ТЭОС) с полным или частичным замещением его этоксигрупп фурфурилоксигруппами фурфурилового спирта получают тетрафурфурилоксисилан и этоксифурфурилоксисиланы.
В настоящее время указанные продукты синтезированы в виде опытно-промышленных образцов.
Взаимодействием технических олигоэтоксисилоксанов (этилсиликаты 32, 46, 50, 60) с фурфуриловым спиртом с полным или частичным замещением этоксигрупп олигоэтоксисилоксанов фурфурилоксигруппами фурфурилового спирта получают фурфурилоксисилоксаны и этоксифурфурилоксисилоксаны.
В настоящее время этоксифурфурилоксисилоксаны с содержанием в среднем этокси- и фурфурилоксигрупп при их мольном соотношении соответственно 1: 19 выпускаются нашей промышленностью в виде связующего ФОС-90. Содержание этоксифурфурилоксисилоксанов в связующем ФОС-90 составляет около 95% по массе, а кремния в пересчете на диоксид кремния до 30% по массе.
В качестве огнеупорного наполнителя в составе смеси использовался кварцевый песок по ГОСТ 2138-78.
Связующая композиция по изобретению приготавливается механическим перемешиванием эпоксидных смол с продуктами взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом. При этом указанные компоненты могут быть совмещены как при комнатных температурах, так и при их нагреве до 50оС. Затем в полученную композицию, охлажденную до комнатных температур (в случае подогрева) вводится расчетное количество органического пероксида или(и) гидропероксида с последующим их перемешиванием до равномерного распределения по объему композиции.
Приготовление связующей композиции может быть совмещено с приготовлением смеси для стержней и форм, т. е. произведено в условиях предприятия-потребителя.
Для этого предварительно совмещают эпоксидную смолу и разбавитель при комнатной температуре при подогреве до 50оС.
Затем полученную композицию из смолы и разбавителя, а также органический пероксид или(и) гидропероксид смешивают поочередно с огнеупорным наполнителем (кварцевый песок). При этом качество изготавливаемых стержней и форм не ухудшается.
Параметры связующей композиции оценивались по физико-механическим и техническим свойствам смесей.
При этом смесь отверждалась продувкой сернистым ангидридом под давлением 1 атм в течение 1 с, с последующей продувкой атмосферным воздухом в течение 20 с.
Прочность на растяжение, осыпаемость, газопроницаемость и газотворность определялась согласно ГОСТ 23409-0078.
Условная термостойкость смесей оценивалась по продолжительности выдержки до разрушения образцов диаметром 30 мм с внутренним отверстием диаметром 10 мм под нагрузкой 0,15 МПа на сжатие при 800оС.
Оценка экологических параметров производилась по объему выделения метанола, ацетона, бензола и фенола из отвержденной смеси при термообработке последней в воздушной среде при 900оС.
В табл. 1 приведены составы связующей композиции, в табл. 2 - свойства формовочных смесей при использовании связующей композиции по табл. 1.
Из табл. 2 следует, что реализация заявляемой связующей композиции (составы 2, 3, 5, 6, 7, 9 - 21) по сравнению с прототипом (состав 1) обеспечивает:
повышение прочности на разрыв через 20 с, 3 ч, 24 ч, соответственно в 1,1-2,1, 1,1-1,5; 1,3-1,8 раза;
повышение термостойкости 1,6-5,2 раза;
улучшение санитарно-гигиенических условий труда за счет уменьшения газотворной способности в среднем в 1,3 раза и снижения объема газовыделений метанола, ацетона, бензола и фенола в среднем соответственно в 2,4; 2,3; 2,1 и 2,2 раза.
Аналогичные результаты для заявляемой связующей композиции получены при совмещении приготовления связующей композиции с приготовлением формовочной смеси путем поочередного смешивания кварцевого песка с компонентами связующего.
При выходе за заявляемые пределы связующей композиции (составы 4, 8) не наблюдается повышения прочности на растяжение по сравнению с прототипом (состав 1). При том для состава 4 прочность ниже прототипа, что вызвало и повышение осыпаемости на 10-15% .
При использовании для синтеза фурфурилоксисилоксана олигоэтоксисилоксанов с содержанием кремния в пересчете на диоксид кремния менее 30% по массе образуется новый продукт, соответствующий другому заявленному компоненту - тетрафурфурилоксисилану (табл. 1, состав 10).
Использование для синтеза фурфурилоксисилоксана, олигоэтоксисилоксана с содержанием кремния в пересчете на диоксид кремния более 60 мас. % нецелесообразно, вследствие коагуляции получаемого связующего с образованием желеобразной композиции, непригодной для использования.
Технические этоксифурфурилоксисилоксаны с содержанием этокси и фурфурилоксигрупп в мольном соотношении соответственно менее 1: 19 относятся к классу фурфурилоксисилоксанов, заявленых в составах 16-18 (табл. 1).
В свою очередь использование этоксифурфурилоксисилоксанов с содержанием этокси - и фурфурилоксигрупп в мольном соотношении соответственно более 1: 1 приводит к снижению общей и поверхностной прочности отвержденных стержней и форм (состав 20) по сравнению с заявляемым соотношением (составы 14, 15).
Кроме того, следует отметить, что по своей химической природе мольное соотношение этокси и фурфурилоксигрупп в этоксифурфурилоксисилане может быть изменено только дискретно и в пределах указанных в табл. 1 (составы 11, 12, 13).
Для иных соотношений, указанных этокси- и фурфурилоксигрупп меняется природа продукта, соответствующая тетрафурфурилоксисилану (табл. 1, состав 10), либо тетраэтоксисилану, не являющего объектом настоящей заявки.
Таким образом, использование связующей композиции для смесей, отверждаемых продувкой сернистым ангидридом, позволяет: повысить технологические свойства отвержденных стержней и форм, в частности увеличить прочность до 2,1 раза; повысить термостойкость смесей и за счет этого сократить потери от брака по пригару и газовым раковинам на 20-30% ; улучшить санитарно-гигиенические условия труда за счет сокращения валового объема газовыделений, в том числе, объема выделяемого фенола, метанола, бензола, ацетона. (56) Авторское свидетельство СССР N 1496900, кл. В 22 С 1/22, 1987.
Заявка ЕР N 0102208, кл. В 22 С 1/22, 1987.

Claims (7)

1. СВЯЗУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СМЕСЕЙ, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм, включающая кислотоотверждаемую эпоксидную смолу, органический пероксид или/и гидропероксид, разбавитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости, прочности отвержденных стержней и форм, улучшения санитарно-гигиенических условий труда, связующая композиция в качестве разбавителя содержит продукт взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Кислотоотверждаемая эпоксидная смола 23 - 72
Продукт взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты
с фурфуриловым спиртом (в пересчете на основное вещество) 8 - 52
Органический пероксид или/и гидропероксид Остальное
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве продукта взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом она содержит тетрафурфурилоксисилан.
3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве продукта взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом она содержит фурфурилоксисилоксаны.
4. Композиция по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что фурфурилоксисилоксаны - продукт взаимодействия технического олигоэтоксисилоксана в виде этилсиликата, содержащего 30 - 60 мас. % кремния в пересчете на диоксид кремния, с фурфуриловым спиртом.
5. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве продукта взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом она содержит этоксифурфурилоксисилоксаны.
6. Композиция по пп. 1 и 4, отличающаяся тем, что этоксифурфурилоксисилоксаны содержат этокси- и фурфурилоксигруппы при молярном соотношении соответственно 1 : (1 - 19).
7. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве продукта взаимодействия этиловых эфиров ортокремниевой кислоты с фурфуриловым спиртом она содержит этоксифурфурилоксисиланы.
8. Композиция по пп. 1 и 7, отличающаяся тем, что этоксифурфурилоксисиланы содержат этокси- и фурфурилоксигруппы при молярном соотношении 1 : (1/3 - 3).
SU4951799 1991-06-28 1991-06-28 Связующая композиция для смесей RU2008998C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4951799 RU2008998C1 (ru) 1991-06-28 1991-06-28 Связующая композиция для смесей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4951799 RU2008998C1 (ru) 1991-06-28 1991-06-28 Связующая композиция для смесей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2008998C1 true RU2008998C1 (ru) 1994-03-15

Family

ID=21582606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4951799 RU2008998C1 (ru) 1991-06-28 1991-06-28 Связующая композиция для смесей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2008998C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2305019C2 (ru) * 2003-07-25 2007-08-27 ЭШЛЭНД ЛАЙСЕНСИНГ ЭНД ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ ПРОПЕРТИ ЭлЭлСи Связующие для процесса с холодным боксом, содержащие эпоксидную смолу, акрилат и некоторые алкиловые эфиры
RU2320446C2 (ru) * 2003-07-25 2008-03-27 ЭШЛЭНД ЛАЙСЕНСИНГ ЭНД ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ ПРОПЕРТИ ЭлЭлСи Безакрилатные связующие, содержащие эпоксидную смолу и алкилсиликат
RU2401716C1 (ru) * 2006-07-06 2010-10-20 ЭШЛЭНД ЛАЙСЕНСИНГ ЭНД ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ ПРОПЕРТИ ЭлЭлСи Способ получения эрозионностойких литейных форм с эпоксиакрилатным связующим по холодным ящикам

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2305019C2 (ru) * 2003-07-25 2007-08-27 ЭШЛЭНД ЛАЙСЕНСИНГ ЭНД ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ ПРОПЕРТИ ЭлЭлСи Связующие для процесса с холодным боксом, содержащие эпоксидную смолу, акрилат и некоторые алкиловые эфиры
RU2320446C2 (ru) * 2003-07-25 2008-03-27 ЭШЛЭНД ЛАЙСЕНСИНГ ЭНД ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ ПРОПЕРТИ ЭлЭлСи Безакрилатные связующие, содержащие эпоксидную смолу и алкилсиликат
RU2401716C1 (ru) * 2006-07-06 2010-10-20 ЭШЛЭНД ЛАЙСЕНСИНГ ЭНД ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ ПРОПЕРТИ ЭлЭлСи Способ получения эрозионностойких литейных форм с эпоксиакрилатным связующим по холодным ящикам

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1226090A (en) Curable epoxy resin compositions and use in preparing formed, shaped, filled bodies
US3234159A (en) Phenolic resins containing amino-functional silanes for use in cements and binder compositions
SA95160318B1 (ar) تركيبات راتنج فنولي ذات مقاومة محسنة اتجاه الصدمات
RU2008998C1 (ru) Связующая композиция для смесей
US4412088A (en) Cyclopentadiene derivatives, method for preparing, and use thereof
US5294648A (en) Alkaline resol phenol-aldehyde resin binder composition
JP2831794B2 (ja) 鋳物用砂型の製造方法
US4806576A (en) Curable epoxy resin compositions and use in preparing formed, shaped, filled bodies
US4028271A (en) Binding resin for foundry sand and catalyst therefor
JP2009269062A (ja) 鋳型造型用粘結剤組成物、鋳型造型用砂組成物および鋳型の製造方法
AU657194B2 (en) Alkaline resol phenol-aldehyde resin binder compositions
KR850001429B1 (ko) 경화성 조성물
RU2042468C1 (ru) Связующая композиция для смесей, отверждаемых в оснастке продувкой сернистым ангидридом, при изготовлении литейных стержней и форм
EP2593251B1 (en) Free radical initiator compositions containing t-butyl hydroperoxide and their use
KR100947964B1 (ko) 탄산가스 경화형 점결제 조성물 및 이를 이용한 조형방법
SU1731401A1 (ru) Смесь дл изготовлени литейных моделей
CN114163210B (zh) 一种自硬固化剂及其制备方法
WO1999014003A1 (fr) Composition durcissable par l'acide a base d'une substance particulaire refractaire, permettant de fabriquer un moule
JP2005095932A (ja) シェルモールド用フェノール樹脂組成物及びレジンコーテッドサンド
JPH08168847A (ja) 鋳型組成物および鋳型の製造方法
WO1982001556A1 (en) Process for curing foundry cores and molds
KR20200035286A (ko) 푸르푸릴 실리케이트 및 푸르푸릴 알코올을 포함하는 조성물
JPS60124436A (ja) コ−ルドボックス用鋳物砂組成物の製造法
JPS59113952A (ja) 鋳物用樹脂の硬化方法
JPH04339535A (ja) 鋳物砂用粘結組成物及び鋳型の製造方法