CS233393B1

CS233393B1 - Mixture for molds and cores

Info

Publication number: CS233393B1
Application number: CS299875A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Hanzl; Vratislav Altmann
Original assignee: Stanislav Hanzl; Vratislav Altmann
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Úěelem vynálezu je získání možnosti použiti řady polymeru pro účelnou volbu složení směsi, používaných ve slévárenství. Směs je tvořena ostřivem a pojivém, která je tvořeno 10 až 90ti % emulzí roztoku polymeru, kde emulzní prostředí je tvořeno vodou nebo kapalinou, ve která je polymer nerozpustný. Rozpouštědlo polymeru je tvořeno kapalinou s parametrem rozpustnosti blízkým parametru rozpustnosti polymeru a s vysokou hodnotou tenze par.The purpose of the invention is to obtain the possibility of using a number of polymers for the purposeful selection of the composition of the mixture used in foundry. The mixture is formed by a primer and a binder, which is formed by 10 to 90% emulsion of a polymer solution, where the emulsion medium is formed by water or a liquid in which the polymer is insoluble. The polymer solvent is formed by a liquid with a solubility parameter close to the solubility parameter of the polymer and with a high vapor pressure value.

Description

Vynález se týká směsi pro výrobu forem a jader. Je známa formovací směs, tvořená křemenným pískem a vodním sklem, která se vytvrzuje profouknutím kysličníkem uhličitým. Tato směs má ale některé technologické nedostatky, především zhoršenou rozpadovost po odlití vinou anorganického pojivá.The invention relates to a composition for the production of molds and cores. A molding composition consisting of quartz sand and water glass is known which is hardened by carbon dioxide purging. However, this mixture has some technological disadvantages, in particular impaired disintegration after casting due to inorganic binder.

Dále jsou známy směsi, obsahující organické pojivo, které se vytvrzují bučí v jaderníku, zahřátém na vyšší teplotu nebo profouknutím plynným katalyzátorem nebo katalyzátorovou mlhou, například směsí trietylaminu se vzduchem.Further, mixtures containing an organic binder are known which are cured either in a nucleus heated to a higher temperature or by blowing through a gaseous catalyst or catalyst mist, for example a mixture of triethylamine with air.

K vytvrzování v jaderníku, zahřátém na vyšší teplotu, například na 500 °C je nutné použít kovovyun jaderníků, jejichž výroba je nákladná a manipulace s nimi často velmi obtížná.In order to cure in a core box heated to a higher temperature, for example 500 ° C, it is necessary to use metal cores of the core boxes, which are expensive to manufacture and often difficult to handle.

při vytvrzování plynným katalyzátorem nebo katalyzátorovou mlhou je nutné použít agresivních jedovatých plynů, u kterých často hrozí nebezpečí výbuchu, zejména při určitých koncentracích směsi plynu a vzduchu. Způsob vytvrzování směsi profukováním vzduchem je vhodný pouze pro směsi obsahující jako pojivo polystyren, což omezuje využití směsi z hlediska slévárenských materiálů.when curing with a gaseous catalyst or catalyst mist, it is necessary to use aggressive poisonous gases, which are often at risk of explosion, especially at certain concentrations of the gas-air mixture. The method of air curing of the composition is only suitable for compositions containing polystyrene as a binder, which limits the use of the composition in terms of foundry materials.

Příprava homogenní směsi písku a pojivá je obtížná, nebol pojivo je tvořeno poměrně koncentrovaným roztokem polystyrenu. Roztoky jsou značně viskozní a směs z nich vyrobená má zhoršenou tekutost, což způsobuje zhoršené plnění konstrukčně složitějších jaderníků. Ani smáčením písku petrolejem se nedosáhne výrazného zlepšení.The preparation of a homogeneous mixture of sand and binder is difficult because the binder is a relatively concentrated solution of polystyrene. The solutions are considerably viscous and the mixture made therefrom has a deteriorated flowability, causing a deterioration in the filling of the more complex cores. Even wetting the sand with kerosene will not significantly improve.

233 393233 393

Uvedené nedostatky odstraňuje směs pro výrobu forem a jader, tvořené ostřivem a pojivém podle vynálezu. Jeho podstatou je, že jako pojivo obsahuje 10ti až 90ti % emulzi polymeru. Tato emulze je tvořena kapalinou, ve které je polymer nerozpustný, například vodou. Rozpouštědlo polymeru je tvořeno kapalinou s parametrem rozpustnosti blízkým parametru rozpustnosti polymeru a s vysokou hodnotou tenze par, například toluenem nebo etanolem.These drawbacks are eliminated by the mold and core composition of the grinder and binder of the present invention. It is based on a 10 to 90% polymer emulsion as binder. The emulsion comprises a liquid in which the polymer is insoluble, for example water. The polymer solvent is a liquid having a solubility parameter close to that of the polymer and a high vapor pressure value, for example toluene or ethanol.

Vyšší účinek směsi podle vynálezu, oproti dosavadnímu stavu techniky v daném oboru, spočívá především v možnosti použití celé řady polymerů a polymerů ve stadiu zpracování, například rychle tuhnoucí barvy a podobně. Tím je umožněna volba vlastností směsí podle požadavku na formy či jádra.The superior effect of the composition according to the invention over the prior art is primarily the possibility of using a variety of polymers and polymers in the processing stage, for example fast-setting paints and the like. This makes it possible to select the properties of the compositions according to the mold or core requirement.

Převedení pojivá do emulze umožňuje snadnou mísitelnost v ostřivu, za vzniku homogenní směsi. Emulze je i při dlouhodobém skladování stabilní. Náhradou části organického rozpouštědla vodou se sníží hořlavost a výbušnost směsi. Z hlediska ekonomického je částečná náhrada rozpouštědla vodou rovněž významná.Conversion of the binder into an emulsion allows for easy miscibility in the grinder to form a homogeneous mixture. The emulsion is stable even after long-term storage. Replacing part of the organic solvent with water will reduce the flammability and explosiveness of the mixture. From an economic point of view, partial solvent replacement with water is also significant.

Směs pro formy a jádra podle vynálezu obsahuje ostřivo, kterým je například křemenný písek, zirkon a korund a dále pojivo, které je tvořeno 10ti až 90ti % emulzí roztoku polymeru v nízkov»»0ucím rozpouštědle, například suspenzního polystyrenu v toluenu nebo fenolformaldehydové pryskyřice v etanolu. Jako pojivo lze použít syntetické nebo přírodní polymery a pryskyřice jak termoplastické, tak i termosetické včetně elastomerů.The mold and core composition according to the invention comprises a grit such as quartz sand, zirconium and corundum and a binder consisting of a 10 to 90% emulsion of a polymer solution in a low-solvent solvent, for example suspension polystyrene in toluene or phenol formaldehyde resin in ethanol. . Synthetic or natural polymers and resins, both thermoplastic and thermosetting, including elastomers, can be used as a binder.

Ke zvolenému polymeru je třeba použít takové množství rozpouštědla, aby vznikl lepivý roztok s co největší koncentrací polymeru. Tento roztok se emulguje ve vodě, výhodně za přítomností emulgátorů a ochranných koloidů. Takto připravená emulze nebo suspenze se běžným způsobem smíchá s ostřivem tak, aby formovací směs obsahovala 1 až 12 % čistého polymeru. Směs se dopraví do formy, zpěchuje se nebo se přímo vstřelí či nafouká do jaderníku. Vytvrzení se provádí odstraněním vody a nezbytnéhoThe amount of solvent used for the selected polymer should be such that an adhesive solution with the greatest concentration of polymer is formed. This solution is emulsified in water, preferably in the presence of emulsifiers and protective colloids. The emulsion or suspension thus prepared is mixed with the grit in a conventional manner so that the molding composition contains 1 to 12% pure polymer. The mixture is conveyed into a mold, tamped, or directly injected or inflated into a core. Curing is done by removing the water and necessary

233 393233 393

- 5 podílu rozpouštědel odpařením. Urychlení odpaření emulzní vody a rozpouštědel se provádí profukováním směsi vzduchem nebo jiným plynem nebo evakuací směsi a odsáním vzniklých par vody a rozpouštědla, popřípadě kombinací obou postupů.- 5 parts of solvents by evaporation. The acceleration of evaporation of emulsion water and solvents is effected by purging the mixture with air or other gas or evacuating the mixture and evacuating the resulting water and solvent vapors, or a combination of both.

Vynález je blíže objasněn na dále uvedených příkladech konkrétního složení směsi a způsobu přípravy směsi.The invention is illustrated by the following examples of the particular composition of the composition and the method of preparing the composition.

Příklad 1Example 1

Do 100 dílů křemenného písku se přidá 15 dílů pojivá, tvořeného 30ti % emulzí 50ti %ního roztoku polystyrenu v toluenu za přítomnosti 0,5 % alkalického saponátu. Tato směs se nechá po dobu 2 minut homogenizovat v mísiči, načež se vstřelí do jaderní ku. Vytvrzení se provede profukováním vzduchem po dobu 5ti až 120ti minut, podle konstrukční složitosti jádra.To 100 parts of quartz sand is added 15 parts of binder consisting of a 30% emulsion of a 50% polystyrene solution in toluene in the presence of 0.5% alkaline detergent. The mixture is allowed to homogenize in a mixer for 2 minutes and then injected into the core. Curing is carried out by air purging for 5 to 120 minutes, depending on the structural complexity of the core.

Příklad 2Example 2

Připraví se pojivo, tvořené 50ti % emulzí 20ti %ního roztoku fenolformaldehydové pryskyřice v etanolu. 30 dílů,této emulze se smísí se 100 díly zirkonového pisku, načež se tato směs vstřelí do jaderníku. Odsátím se provede konečné vytvrzení formovací směsi.A binder consisting of a 50% emulsion of a 20% solution of phenol-formaldehyde resin in ethanol is prepared. 30 parts of this emulsion are mixed with 100 parts of zircon sand, and the mixture is injected into the core box. The final curing of the molding mixture is accomplished by suction.

Směs pro výrobu forem a jader podle vynálezu je použitelná zejména ve slévárenských provozech produkujících malé a střední odlitky.The mold and core composition according to the invention is particularly useful in foundries producing small and medium-sized castings.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

233 393

A mold and core composition comprising a grinder and a binder, comprising as a binder a 10 to 90% emulsion of a polymer solution, the emulsion being a liquid in which the polymer is insoluble, for example water.