Pierwszenstwo: Opublikowano: 24.1.1966 (P 112 619) 31.X.1969 r. 58309 KI. 31 b1, 1/20 MKP B 22 c CZYTELNIA P Wspóltwórcy wynalazku: prof. Tadeusz Rabek, dr inz. Bozena Kolarz, mgr inz. Jadwiga Pakula-Kozik, prof. mgr inz. Zdzislaw Wertz, dr inz. Jan Harpula, mgr inz. Mieczyslaw Debski Wlasciciel patentu: Instytut Odlewnictwa, Kraków (Polska) Sposób wytwarzania zywic fenolowo-formaldehydowo-furfurylo- wycfe do mas formierskich Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia zywic fenolowo-formaldehydowo-furfurylo- wych do mas formierskich i rdzeniowych, utwar¬ dzanych w temperaturze otoczenia lub przez pod¬ grzanie w goracej rdzennicy.Stosowane obecnie masy formierskie i rdzenio¬ we, utwardzane w temperaturze otoczenia spo¬ rzadza sie na bazie piasku formierskiego z dodat¬ kiem szkla wodnego lub wapna hydratyzowanego i innych skladników organicznych. Masy te cha¬ rakteryzuje mala wytrzymalosc mechaniczna i dlugi czas utwardzania.Powszechnie stosowany sposób utwardzania ma¬ sy rdzeniowej w tak zwanej „goracej rdzennicy" powsital w oparciu o zastosowanie zywic synte¬ tycznych. Stosowane w tej metodzie zywice fe- nolowb-formaldehydowe i mocznikowo-formalde- hydowe posiadaja zbyt dlugie czasy utwardzania, wzglednie zbyt slabe wlasnosci wytrzymalosciowe.Jako spoiwo do mas formierskich uzywany jest równiez kondensat z alkoholem furfurylowym, kondensujacy egzotermicznie, polimeryzujacy pod¬ czas utwardzania w srodowisku kwasnym w tem¬ peraturze otoczenia, na zywice twarda, ale bardzo krucha. Rdzenie otrzymywane przy zastosowaniu sipoiwa z alkoholem furfurylowym charakteryzuja sie bardzo mala wytrzymaloscia mechaniczna.Jak wykazaly przeprowadzone badania i do¬ swiadczenia spoiwo stanowiace fenolowo-formal- 20 25 30 dehydowo-furfurylowa wytworzone sposobem we¬ dlug wynalazku nie ma wymienionych wad.Zywica fenolowo-formaldehydowo-furfurylowa, modyfikowana w trakcie kondensacji alkoholem furfurylowym posiada dobra wytrzymalosc mecha¬ niczna w procesie utwardzania na zimno i na go¬ raco oraz bardzo dobra reaktywnosc konieczna przy metodzie utwardzania na goraco.Wedlug wynalazku zywice fenolowo-formalde- hydowo-fiurfurylow.a z alkoholu furfurylowego wy¬ twarza sie przy stosunku molowym fenolu do for¬ maldehydu do alkoholu furfurylowego 1 : 0,7—0,85 : : 0,5^—<1,2 najkorzystniej 1 : 0,75 : 0,9 pr# czym najpierw wytwarza sie nowolak fenolowo-formal- dehydowy w obecnosci kwasu solnego' jako kata¬ lizatora, a nastepnie przeprowadza sie kondensacje z alkoholem furfurylowym przy pH = 7, uzyska¬ nym uprzednim zobojetnieniem wodorotlenkiem sodu, w temperaturze 70—<130oC w czasie 150— 600 minut, po czym odwadnia sie do zawartosci suchej substancji 75—90%, rozciencza alkoholem etylowym do zawartosci suchej substancji 45—65% do uzyskania lepkosci 600—2500 cP, najkorzystniej 800—ii200 cP dla tak zwanej „metody goracych rdzennic" i 1500—2500 cP dla metody utwardzania w temperaturze otoczenia przy suchej pozostalosci 45—75%.W metodzie „goracej rdzennicy" utwardzanie masy rdzeniowej nastepuje pod wplywem ciepla otoczenia przy udziale dodanych katalizatorów roz- 583093 kladajacyeh sie z wydzieleniem formaldehydu na przyklad heksameltyllenoczteroaimii|y oraz skladni¬ ków przyspieszajacych ten proces, wydzielajacych przy rozkladzie skladniki kwasne chlorków metali.W metodzie utwardzania na zimno, utwardzanie masy rdzeniowej nastepuje pod wplywem silnie kwasnych utwardzaczy na przyklad kwasu benze- noSfUftfonowego.Utwardzacz w celu lepszego wymieszania podaje sie do piasku bezposrednio przed sporzadzeniem masy formierskiej i starannie miesza w mieszarce.Przyklad: 495 g fenolu topi sie w naczyniu reakcyjnym, dodaje 2,55 ml 10 N kwasu solnego i 320 g 35%-owej formaliny i ogrzewa do tempe¬ ratury 80°C w czasie 10—15 minut. Reakcja prze¬ biega egzotermicznie w temperaturze okolo 100°C przy czyim nastepuje rozwarstwienie na warstwe wodna i zywiczna. Nowolak ogrzewa sie jeszcze w czasie 40 minut, nastepnie zobojetnia 6%-owym wodorotlenkiem sodowym i oddestylowuje pod zmniejszonym cisnieniem 20—50 mm Hg, po czym do cieklego nowolaku w temperaturze 70—100°C Wkrapla sie w czasie 20 minut 420 g technicznego alkoholu furfurylowego. Mieszanine ogrzewa sie w temperaturze 100—130° w czasie 1.50—600 minut, po czyim zywice odwadnia sie do zawartosci su¬ chej substancji 75—90%, rozciencza alkoholem ety¬ lowym ido lepkosci 600^2500 cP w zaleznosci od zastosowania do metody utwardzania na goraco lub w temperaturze otoczenia i suchej pozosta¬ losci 45—75'%.Mase rdzeniowa utwardzona w temperaturze oto¬ czenia oparta na zywicy wedlug wynalazku, spo¬ rzadza sie na przyklad w nastepujacy sposób. W mieszarce dowolnego typu miesza sie w ciagu 3 minut 20 kg piasku formierskiego, na przyklad Krzeszówek I z 0,15 kg katalizatora silnie kwas¬ nego na przyiklad roztworu benzenosulfonowego.Nastepnie dodaje sie 0,6 kg zywicy fenolowo-for- maidehydowo-furfurylowej i miesza ponownie w czasie 6 minut. Rdzenie sporzadzone z masy rdze- 58309 4 niowej wedlug wyzej podanego sposobu posiadaja wytrzymalosc na sciskanie: po 30 minutach bez dostepu powietrza — 0,5 kG/cm2 5 po 300 minutach na powietrzu — 20 kG/cm2 Mase rdzeniowa z zywic wedlug wynalazku do utwardzania w „goracej rdzennicy" sporzadza sie na przyklad w nastepujacy sposób.W dowolnej mieszarce miesza sie w ciagu 3 mi- io nut 20 kg piasku formierskiego, na przyklad pia¬ sek kwarcowy, plukany i suszony z 0,16 kg utwar¬ dzacza rozkladajacego sie z wydzieleniem for¬ maldehydu na przyklad heksametylenoteltraamina z dodatkiem zwiazku powodujacego zakwaszenie 15 srodowiska na przyklad chlorków metalicznych, a nastepnie dodaje sie 0,8 kg zywicy i ponownie miesza w ciagu 5 minut. Talk sporzadzona mase podaje sie za pomoca strzelarki lub nadmuchi- warki do rdzennicy podgrzanej do temperatury 20 180—(250oC i utwardza w ciagu 5—15 sekund.Wytrzymalosc rdzeni na zginanie wynosi 50— 90 kG/cm2. PL PL