CS255841B1

CS255841B1 - Bonding gelling agent for foundry alcoholic coatings

Info

Publication number: CS255841B1
Application number: CS868141A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ulrich; Karel Hruby; Jiri Ornst; Jiri Kralik
Original assignee: Jiri Ulrich; Karel Hruby; Jiri Ornst; Jiri Kralik
Priority date: 1986-11-11
Filing date: 1986-11-11
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS814186A1

Abstract

Pojivá a současně gélotvorná složka slévárenských alkoholických nátěrů je tvořena 10 až 60 hmotnostními díly sodné soli kyseliny humínové a 40 až 90 hmotnostními díly vody. Tato složka je vet slévárenské nátěrové hmotě obsažena v množství 1 až 30 hmotnostních dílů.The binding and gel-forming component of foundry alcoholic coatings consists of 10 to 60 parts by weight of sodium humic acid and 40 to 90 parts by weight of water. This component is contained in the foundry coating in an amount of 1 to 30 parts by weight.

Description

Vynález se týká pojivé a současně gélotvorné složky slévárenských alkoholických nátěrových hmot pro povrchovou ochranu slévárenských forem a jader.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a binder and at the same time a gelling agent of foundry alcoholic coatings for surface protection of foundry molds and cores.

Ochranné povlaky, vytvořené na slévárenských formách a jádrech nanesením slévárenské nátěrové hmoty, mají za cíl zabránit nežádoucím reakcím při odlévání kovu, potlačit průnik taveniny do pórů formy a jádra a zabránit připékání formovací hmoty k odlitku.The protective coatings formed on the foundry molds and cores by the application of the foundry paint aim to prevent unwanted metal casting reactions, to inhibit the penetration of the melt into the mold and core pores and to prevent the molding material from sticking to the casting.

Používané vodné nátěrové hmoty mají řadu nevýhod a vyžadují přisušování nebo dlouhodobé odstátí nátěrem opatřených forem nebo jader před odléváním taveninou. Jejich použitím se zvyšuje obsah vody v povrchové vrstvě formy či jádra, čímž může dojít k rozrušování povrchu formy a jádra a vzniku vad odlitku. Tyto nevýhody vodných nátěrů mají i vodné nátěry, které obsahují sodnou sůl kyseliny humínové. Nevodné nátěrové hmoty výše uvedené nevýhody obvykle nemají, rychle schnou nebo se dají vysušit a zpevnit zapálením. Používaná rozpouštědla a ředidla obsahují povětšině aromatické nebo alifatické uhlovodíky, jsou hygienicky závadná a ekologicky nežádoucí. Alkoholické nátěrové hmoty obvykle obsahují etanol nebo izopropanol. Mají vysoký sklon k sedimentaci, špatnou rozmíchatelnost sedimentu, špatnou natíratelnost a velkou stékavost s povrchu formy nebo jádra.The aqueous coatings used have a number of disadvantages and require drying or long standing of the coated molds or cores before melt casting. Their use increases the water content of the surface layer of the mold or core, which can cause the surface of the mold and core to be destroyed and casting defects can occur. These disadvantages of aqueous coatings also have aqueous coatings that contain sodium humic acid. Non-aqueous coatings usually do not have the above-mentioned disadvantages, dry quickly or can be dried and fired by firing. The solvents and diluents used contain mostly aromatic or aliphatic hydrocarbons, are hygienically harmful and environmentally undesirable. Alcoholic paints usually contain ethanol or isopropanol. They have a high tendency to sedimentation, poor settability of the sediment, poor paintability and high flowability from the mold or core surface.

Příprava nátěru obsahujícího antisedimentační přísadu na bázi organofilních bentonitů je složitá a nátěr je nutno rozmíchávat v pastovitém stavu. Jsou používány i nátěry, obsahující přísadu sestávající z oktadecylaminu a kyseliny fosforečné. Nevýhoda použití těchto nátěrů spočívá v obtížnější přípravě přísady i vlastní suzpenze. Používané pojivo kalafuna je dodáváno v kusovém stavu, což ztěžuje rozpouštění. Gélová složka má nízký bod měknutí a nízkou tepelnou stabilitu, což může někdy způsobovat odlupy nátěrové· vrstvy. Pojivogélová složka tvořená amorfním kysličníkem křemičitým a močovinoformaldehydovou pryskyřicí vnáší do nátěru někdy nežádoucí příměsi kysličníku křemičitého a dusíku, zvýšenou plynotvornost a zápach.The preparation of a coating containing an antisedimentant based on organophilic bentonites is complicated and must be mixed in a pasty state. Coatings containing an additive consisting of octadecylamine and phosphoric acid are also used. The disadvantage of using these coatings lies in the more difficult preparation of the additive as well as the actual suzpension. The rosin binder used is supplied in a single state, making it difficult to dissolve. The gel component has a low softening point and low thermal stability, which can sometimes cause peeling of the coating. The binder component, consisting of amorphous silica and urea-formaldehyde resin, introduces sometimes undesirable admixtures of silica and nitrogen into the coating, increased gas formation and odor.

Všechny výše uvedené nedostatky stávajících nátěrových hmot odstraňuje slévárenská alkoholická nátěrová hmota, která kromě známých plniv, přísad a alkoholického rozpouštědla a ředidla obsahuje 1 až 30 hmotnostních dílů pojivé a současně gélotvorné složky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořena 10 až 60 hmotnostními díly sodné soli kyseliny humínové a 40 až 90 hmotnostními díly vody.All of the above drawbacks of existing paints are overcome by a foundry alcoholic paint which, in addition to the known fillers, additives and alcoholic solvent and diluent, contains 1 to 30 parts by weight of the binder and gelling agent according to the invention. parts by weight of sodium humic acid and 40 to 90 parts by weight of water.

Nátěrová hmota, obsahující pojivou a gélotvornou složku podle vynálezu, si zachovává všechny přednosti charakteristické pro alkoholické nátěrové hmoty, jako například rychlé schnutí a možnost zpevňování povlaku zapalováním, přičemž jsou nevýhody stávajících alkoholických nátěrových hmot odstraněny. Schnutí vrstvy nátěru je oproti stávajícím alkoholickým nátěrům zrychleno, neboř nedochází k odsávání vody z formy a jádra do nátěrové vrstvy. Po zaschnutí ztrácí vrstva nátěru rozpustnost v alkoholech, takže je možno nanášet vácevrstvé povlaky, aniž by došlo k rozmáčení již nanesené vrstvy povlaku.The coating composition comprising the binder and gelling agent of the present invention retains all the advantages characteristic of alcoholic paints, such as rapid drying and ignition strength, while the disadvantages of existing alcoholic paints are eliminated. Drying of the coating layer is accelerated compared to existing alcoholic coatings, as there is no suction of water from the mold and core into the coating layer. After drying, the coating layer loses its solubility in alcohols so that it is possible to apply multi-layer coatings without wetting the already applied coating layer.

Výrazně zlepšené jsou vlastnosti nátěrů za horka v důsledku vysoké tepelné stability pojivé a současně gélotvorné složky. Pojivá a současně gélotvorná složka podle vynálezu má schopnost vytvářet gél účinkem přidávaného alkoholického rozpouštědla, přičemž vzniká kvalitativně odlišná látka s kvalitativně odlišným účinkem proti samotné sodné soli kyseliny humínové ve vodném roztoku, která vykazuje pouze pojivé vlastnosti a nevytváří gél. Naproti tomu se sodná sůl kyseliny humínové v alkoholickém rozpouštědle nerozpouští. Složka podle vynálezu, obsahující sodnou sůl kyseliny humínové a vodu v uvedených poměrech, si však zacho vává po přidání alkoholu své pojivé vlastnosti, současně však vytváří gél potřebný pro zabez pečení požadavků na reologické vlastnosti suspenzí.The properties of the hot coatings are considerably improved due to the high thermal stability of the binder and at the same time the gelling agent. The binder and gelling agent according to the invention have the ability to form a gel under the effect of an alcoholic solvent added, producing a qualitatively different substance with a qualitatively different effect against the sodium salt of humic acid in aqueous solution alone, which exhibits only binding properties and does not gel. In contrast, the sodium salt of humic acid is not dissolved in the alcoholic solvent. However, the component according to the invention, containing the sodium salt of humic acid and water in these proportions, retains its binder properties upon addition of the alcohol but at the same time forms the gel required to meet the rheological properties of the suspensions.

Především dochází ke změně velikosti částic aniontů kyseliny humínové. Řízenou změnou rozpustnosti vznikají nová polymolekulární seskupení fungující jako gél, která se zafixováva jí na povrch plniva, které je tak zapojováno do tvorby gélu a současně vybaveno pojivými vlastnostmi. Voda dodávaná složkou podle vynálezu napomáhá zachování potřebné disperzity hydratací huminátových micel a zabraňuje jejich vysrážení, které by vedlo k porušení funkce nátěru. Poměr obsahu komponent ve složce podle vynálezu ovlivňuje vlastnosti složky následujícím způsobem: Příliš vysoký obsah vody zpomaluje schnutí povlaků nátěru, zhoršuje nebo znemožňuje zpevňování zapálením, gélotvorná schopnost je snížena až potlačena. Příliš nízký obsah vody ve složce snižuje její pojivo schopnost, ztěžuje dispergaci v nátěrové suzpenzi s nebezpečím nerozptýlení nebo vysrážení. Nejvýhodnější je použití složky podle vynálezu, obsahující 30 až 40 hmotnostních dílů sodné soli kyseliny humínové a 60 až 70 hmotnostních dílů vody.In particular, the particle size of the humic acid anions is changed. By controlling the solubility, new gel-forming polymolecular assemblies are formed, which are fixed to the surface of the filler, which is thus involved in the formation of the gel and at the same time provided with binding properties. The water supplied by the component of the invention helps to maintain the required dispersion by hydrating the huminate micelles and preventing their precipitation, which would lead to deterioration of the paint function. The content ratio of the components in the component according to the invention influences the properties of the component as follows: Too high a water content retards the drying of the coating coatings, worsens or prevents firming, the gelling ability is reduced or suppressed. Too low a water content in the component reduces its binder capability, making it difficult to disperse in the paint suspension with the risk of not being dispersed or precipitated. Most preferred is the use of a component according to the invention comprising 30 to 40 parts by weight of sodium humic acid and 60 to 70 parts by weight of water.

Obsah složky v nátěrové suzpenzi se volí podle požadavků na konzistenci, oteruvzdornost a plynotvornost nátěrové hmoty, mění se i v závislosti na druhu plniva. Pro zabezpečení pojivých vlastností obvykle postačuje takové množství složky, které vnese do nátěrové hmoty 2 až 3 hmotnostní díly kyseliny humínové na 100 hmotnostních dílů plniva. Vyšší obsahy složky zvyšují plynotvornost nátěru a při užití vyššího obsahu vody ve složce zpomalují rychlost schnutí a vyhořívání. Nižší obsahy složky zhoršují gélový stav nátěru a zvyšují otěr zpevněné vrstvy.The content of the component in the coating dispersion is chosen according to the requirements for consistency, abrasion resistance and gas-forming of the coating material, it also varies depending on the type of filler. Typically, an amount of a component is sufficient to provide the bonding properties to provide 2 to 3 parts by weight of humic acid per 100 parts by weight of filler. Higher component contents increase the gaseous formation of the coating and slow down the drying and burning rate when using a higher water content in the component. Lower component contents deteriorate the gel state of the coating and increase the abrasion of the reinforced layer.

Provedení podle vynálezu je patrné z následujících příkladů:An embodiment of the invention is evident from the following examples:

Příklad 1Example 1

Pojivá a současně gélotvorná složka se získá rozpuštěním 35 hmotnostních dílů sodné soli kyseliny humínové v 65 hmotnostních dílech vody. Takto připravená složka se použije při přípravě lihového nátěru v množství 5 hmotnostích dílů složky na 100 hmotnostních dílů suspenze nátěru.The binder and gelling agent are obtained by dissolving 35 parts by weight of sodium humic acid in 65 parts by weight of water. The component thus prepared is used in the preparation of an alcoholic coating in an amount of 5 parts by weight of the component per 100 parts by weight of the coating suspension.

Příklad 2Example 2

Pojivá a současně gélotvorná složka se získá rozpuštěním 20 hmotnostních dílů sodné soli kyseliny humínové v 80 hmotnostních dílech vody za přítomnosti 100 hmotnostních dílů plniva. Vzniklá pasta obsahující složku se použije při přípravě lihového nátěru v množství 20 hmotnostních dílů pasty na 100 hmotnostních dílů suspenze nátěru.The binder and gelling agent are obtained by dissolving 20 parts by weight of sodium humic acid in 80 parts by weight of water in the presence of 100 parts by weight of filler. The resulting paste containing the component is used in the preparation of an alcoholic coating in an amount of 20 parts by weight of paste per 100 parts by weight of the coating suspension.

Pojivovou a současně gélotvornou složku lze použít do alkoholických nátěrových hmot obsahujících běžná plniva, jako například zirkonsilikát, korund,·grafit, křemennou a šamotovou moučku. Jako ředidlo alkoholických nátěrů lze použít denaturovaný či syntetický etanol, izopropylalkohol apod. Pojivá a současně gélová složka je vhodná pro nátěry používané při odlévání všech druhů kovů a jejich slitin, přičemž v závislosti na jejich druhu se bude měnit druh použitého plniva nátěru. Použití složky nezabraňuje v použití ostatních známých přísad a komponent nátěrů, jako např. přísad ovlivňujících druh atmosféry při odlévání, legujících povrch odlitku apod.The binder and gelling agent can be used in alcoholic paints containing conventional fillers, such as zirconium silicate, corundum, graphite, quartz and chamotte flour. Denatured or synthetic ethanol, isopropyl alcohol, etc. can be used as a diluent for alcoholic coatings. The binder and gel component are suitable for paints used in the casting of all kinds of metals and their alloys, depending on the type of filler used. The use of the component does not prevent the use of other known coating additives and components, such as additives affecting the type of casting atmosphere, alloying of the cast surface, etc.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Binder, gelling agent of foundry alcoholic coatings, characterized in that it consists of 2 to 10 parts by weight of humic acid sodium salt and 40 to 90 parts by weight of water and is present in the foundry coating in an amount of 1 to 30 parts by weight.