CS271947B1 - Pojivo pro slévárenské kompozice na bázi fenolformaldehydového modifikovaného rezolu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká pojivá pro slévárenské kompozice na bázi fenolformeldehydového silně alkalického modifikovaného rezolu. Rezol je tvrditelný organickými estery, laktony nebo karbonáty, molárni poměr forma ldehyd-feno1 je 1,5 až 2,5 « 1, obsah hydroxidu sodného nebo draselného 0,4 až 1,0 % hmotnostních, vztaženo na množství fenolu, při obsahu sušiny 45 až 65 % hmotnostních. Podstata vynálezu spočívá v tom, že pojivo obsahuje 5 až 20 % hmotnoetních diolů, například mono-, di-, trietylenglykolu a/nebo mono-, di-, tripropylenglykolu. Pojivo případně dále obsahuje silany a povrchově aktivní látky.

Description

Vynález ee týká fenolformaldehydového pojivá pro eléváreneké kompozice na bázi silně alkalického modifikovaného rezolu ve vodném roztoku, tvrditelného za studená organickými estery, laktony a karbonáty, používaného pro výrobu jader a forem.

Známé a využívané systémy COLD-BOX tvrditelné za studená založené na fenolformaldehydových pojivech samotných nebo modifikovaných furfurylalkoholem, katalyzované silnými kyselinami anorganickými, jako kyeelina eírová nebo organickými nejčastěji sulfokyeelinami jako p-tolueneulfonová, xylensulfonová mají nevýhodu v tom, že obeahují síru. V průběhu tepelného rozkladu pojivá v období lití tekutého kovu, tuhnutí a chladnutí odlitků se uvolňuje kysličník siřičitý nepříznivě ovlivňující pracovní ovzduší i exhalace do atmosféry. Navíc se projevují nepříznivé účinky u slitin citlivých na obsah síry, jež zabraňuje precipitaci uhlíku v globulární formě a způsobuje vznik nežádoucích struktur v poruchových vrstvách. Jiné postupy, využívající dokonce kysličníku siřičitého pro vytvrzování jako katalyzátor v plynné fázi, slučující se s peroxidy přítomnými ve formovacím materiálu za vzniku kyseliny sírové vykazují obdobné nevýhody, navíc spojené se zvýšenými riziky bezpečnosti práce v souvislosti s použitím peroxidů a kysličníku siřičitého.

Modernější postupy využívají vytvrzování pojivá za teploty místnosti reakcí mezi silně alkalickým fenoIfornáIdehydovým rezolem a esterem karboxylové kyseliny - kapalným nebo plynným metylformiátem, charakterizované molekulovou hmotností 700 až 2 000, respektive 600 až 1 500, molárním poměrem hydroxid draselný : fenol 0,2 až 1,2 a molárním poměrem formaldehyd : fenol 1,2 až 2,6 t 1. Nevýhodou je poměrně nízká pevnost slévárenských směsí, nižší stabilita pojivá a tím i měnící se vlastnosti s časem, obvykle i pokles pevností s časem. Rovněž další nemodifikované rezoly např. s poměrem hydroxid draselný « fenol »0,9 : 1 tvrzené - butylenglykoldiacetátem nebo s butyrolactonem případně v plynné fázi opět metylformiátem, avšak katalyzované hydroxidem sodným nebo vytvrzované propylenkarbonátem vykazují obdobné nevýhody.

Zvýšení pevnosti se dosahuje při použití fenolformaldehydového pojivá modifikovaného směsí glycerinu a polyetylenglykolu. Jeden z nejnovějších postupů metody COLD BOX s vytvrzováním v plynné fázi pomocí acetalů má nevýhodu v oblasti ekologie, nebol; se rozpadají na volný formaldehyd, další nevýhoda spočívá v nutnosti použití vyšších teplot než u předešlých systémů.

Odstranění nebo snížení nevýhod známých postupů řeší pojivo pro slévárenské kompozice na bázi fenolformaldehydového, modifikovaného, silně alkalického rezolu, tvrditelného organickými estery, laktony nebo karbonáty, kde molární poměr formaldehyd - fenol je 1,5 až 2,5 « 1 a obsah hydroxidu nebo uhličitanu draselného a/nebo sodného je 0,4 až 1 vztaženo na množství fenolu, při obsahu sušiny 45 až 65 % podle tohoto vynálezu. Podstata spočívá v tom, že obsahuje 5 až 20 % hmotnostních diolů například mono-, di-, trietylenglykolu a/nebo mono-, di~, tripropylenglýkolu. Pojivo dle vynálezu může dále obsahovat 0,2 až 2 % hmotnostnídisilanu jako aminopropyltrietoxysilanu nebo cyklohexenyletyltrietoxysilanu, případně 0,1 až 1 % hmotnostní povrchově aktivní látky neionogenní a/nebo anionaktivní.

Výhody pojivá dle vynálezu se projevují zvýšením životnosti a skladovatelnosti rezolu vlivem vysokého obsahu stabilizujících hydroxylových a připadne dimetyleneterických skupin nižších diolů, tedy mono-, di-, trietylenglykolu a/nebo propylenglykolu. Tím je příznivě ovlivněna reprodukovatelnost vlastností pojivá s časem. Významný vliv se týká i snížení viskozity pojiv a obsahem nízkomolekulárních diolů, což příznivě ovlivňuje manipulaci s pojivém a zvláště jeho zpracováni do slévárenských kompozic.

Vysoký obsah polárních skupin ovlivňuje pozitivně i zvýšení adheze k žáruvzdorným pískům a umožňuje tak dosažení vyšších pevností slévárenských kompozic.

OS 271947 Bl

Přípravu těchto rezolů lze uskutečnit běžnými a známými způsoby kondenzace fenolu a formaldehydem rasp, jeho vodným roztokem formalinem za přítomnoati silné alkálie, s výhodou hydroxidu nebo uhličitanu draselného nebo jejich vodných roztoků. Kondenzace se provádí s výhodou za varu směsi a dokončuje se při nižší teplotě, obvykle nad 70 °C na požadovanou viskozitu směsi v rozmezí 25 až 300 s měřeno na Pordově kelímku o průměru 4 mm při 20 °C. Modifikace dioly se provádí dodatečně v závěrečné fázi přípravy nebo i společnou reakcí složek v průběhu procesu kondenzace. Optimální výsledky lze získat správnou volbou složení pojivá v rozmezí uvedeném v předmětu vynálezu.

Pro bližší objasnění podstaty vynálezu je uveden následující příklad:

Příklad

V tabulce 1 je uvedeno srovnání vlastností pojiv pod č. 1 až 7 oproti standardu pod označením A, nemodifikovanému dioly.

Tabulka 1

wa>«»M«aaaaaaa»ava»*w*w« Druh Složení pojivá	jedn.	A	1	2	3	4	5	«a.Mv «saaaa 6	7
molární poměr formaid. : fenol	/	2,0	2,0	2,0	2,0	2,5	2,0	1.6	2,0
		«rw *w a*	WWW «*<		««tnwwa	»aH»ww«»a		aow*^w«a	·———
molární poměr KOH : fenol	/	0,65	0,65	0,65	0,65	0,4	X 0,65	0,9	0,8
absah sušiny	%	53,0	54,2	54,5	55,3	50,1	53,8	61,4	57,2
viskozita	s	82	45	50	56	38	53	120	48
stabilita	dnů	20	60	54	62	35	48	70	55
• m «a******* *	··· ·»·«··· a.	— —a — ·	--- —---			---—.-		———	———
diol druh	/	/	EG	DEG	TEG	PG	DPG	TPG	EG
diol obsah	%	/	10	10	15	5	10	18	10
«Mia«· «· a·«· a· «· «»*»· *aM				•—a—a—	———-	———————	———-	——————
PAL	%	/	/	/	/	/	/	/	0,5

% « hmotnostní

PAL neionogenní povrchově aktivní látka

EG, DEG, TEG mono-, di-, tri- etylenglykol

PG, DPG, TPG mono-, di-, tri- propylenglykol

Pojivá pod č. 1 až 7 vedle již popsaných výhod, nižší viskozity vyšší stability oproti standardu A poskytují za stejných podmínek i vyšší pevnosti o 10 až 100 %.

x NaOH

Claims (3)

1. PŽEDMĚT VYNALEZU

   1. Pojivo pro slévárenské kompozice na bázi fenolformaldehydového, modifikovaného, silné alkalického rezolu tvrditelného organickými estery, laktony nebo karbonáty, kde molární poměr formaIdehyd - fenol je 1,5 až 2,5 : 1 a obsah hydroxidu nebo uhličitanu draselného a/nebo sodného je 0,4 až 1,0 vztaženo na množství fenolu, při obsahu suSiny 45 až 65 %, vyznačující se tím, že obsahuje 5 až 20 % hmotnostních diolů, například mono-, di-, trietylenglykolu a/nebo mono-, di-, tripropylenglykolu.
2. 2. Pojivo dle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje 0,2 až 2 % hmotnostní silanu jako aminopropyltrietoxysilanu nebo cyklohexenyletyltrietoxysilanu.
3. 3. Pojivo dle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje dále 0,1 až 1 % hmotnostní povrchově aktivní látky neionogenní a/nebo anionaktivní.