spoiwo zwłaszcza do mas formierskich i rdzeniowych.

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
OPIS PATENTOWY 133346
nom
Patent dodatkowy
do patentu
Zgłoszono:
83 05 16
(p^ 242001)
Int. Cl.3
B22C1/16
Int. Cl.4 B22C1/16
Pierwszeństwo:
JIZ1D
P1TEIT0WT
PRL
Zgłoszenie ogłoszono: 84 03 26
Opis patentowy opublikowano: 88 04 30
Twórcy wynalazku: Jan Kbzień, Jerzy Tomczyk, Zbigniew ULman, Tfcdeusz Olszowski,
Tadeusz Piąstka
Uprawniony z patentu:
Instytut Odlewnictwa, Kraków (Ralska)
SPOIWO ZWŁASZCZA DO MAS FORMIERSKICH
I RDZENIOWYCH
Przedmiotem wynalazku jest spoiwo, zwłaszcza do mas formierskich i rdzeniowych
stosowanych w odlewnictwie.
Spoiwo jest istJtnym składnikiem każdej masy formierskiej i rdzeniowej. Skład spoiwa
warunkuje szereg własności fizycznych masy, z których najważniejszymi są wybijalność i wy¬
trzymałość na ściskanie*
Znane spoiwa do mas formierskich i rdzeniowych zawierają szkło wodne, zapewniające
odpowiednią wytrzymałość masy na ściskanie i rozluźniacze poprawiające wybijalność masy i
Jako rozluźniacze stosuje się sacharozę, żywice syntetyczne lub materiały odpadowe z procesu
uszlachetniania produktów naftowych.
Znane z opisu patentowego ZSRR nr 251 144 spoiwo do mas formierskich i rdzeniowych
zawiera oprócz szkła wodnego i wody dwuchromian amonu w ilości co najmniej 0,2 części wa¬
gowych.
W publikacji "Materiały na formy i rdzenie odlewnicze" Ww Sakwy i T.Wachełki opisano
masy ze szkłem wodnym jako spoiwem zawierające ponadto wodorotlenki metali alkalicznych.
Żywice syntetyczne są znanymi rozluźniaczami mas ze szkłem wodnym. Pdwodują one
poprawę własności wytrzymałościowych mas, a zwłaszcza poprawę wybijalności. Znane są dodatki
zasadowe, jak wodorotlenek sodu jako substancje wprowadzane do mas ze szkłem wodnym w celu
poprawy żywotności mas. Stosowane są one szczególnie w przypadku mas utwardzanych dwutlen¬
kiem węgla. Przy użyciu znanych spoiw nie można otrzymać masy formierskiej lub rdzeniowej,
która posiadałaby jednocześnie dobrą wybijalność i wysoką wytrzymałość na ściskanie.
2
133 346
Celem rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie masy formierskiej lub rdzeniowej
charakteryzującej się zarówno dobrą wybijalnością Jak i wysokimi własnościami wytrzymałościowymii
Cel ten osiągnięto wprowadzając do masy formierskiej lub rdzeniowej spoiwo według
wynalazku.
Istotą rozwiązania jest to, że spoiwo oprócz szkła wodnego zawiera 2-15% wagowych
rozpuszczalnej żywicy fenolowo-formaldehydowej i 5-25% wagowych modyfikatora zasadowego w
postaci wodnego roztworu wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu o stężeniu od 2 g/100 ml
do 105 g/100 ml. Moduł szkła wodnego wynosi 2-3,34p,1.
Rozwiązanie według wynalazku różni się od znanych rozwiązań tymf że żywicę fenolo¬
wo-formaldehydową i modyfikator zasadowy wprowadza się do szkła wodnego,
a nie do masy for¬
mierskiej, przez co uzyskuje się nowe spoiwo o własnościach fizyko-chemicznych różniących
się od własności poszczególnych jego składników.
W rozwiązaniu znanym z polskiego opisu patentowego nr 76 351 żywica stanowi do 1,5%
wagowych masy, a jak wynika z podanych przykładów, co najmniej 0,5% wagowych, natomiast w roz¬
wiązaniu według wynalazku żywica stanowi 2-15% wagowych spoiwa, co w stosunku do ilości masy
stanowi mniej niż 0,03% wagowych. MDdyfikator w rozwiązaniu według wynalazku stanowi 5-25%
wagowych spoiwa, co w przeliczeniu na Jego zawartość w masie stanowi mniej niż 0,03% wago¬
wych. Własności spoiwa wynikają z określonych proporcji między jego składnikami^ Dobierając
rodzaj szkła wodnego oraz stężenie i ilość modyfikatora można regulować żywotność i wytrzy¬
małość masy. Stwierdzono doświadczalnie, że zwiększenie ilości modyfikatora powoduje zwięk¬
szenie żywotności masy. Efekt ten wzmaga się przy użyciu szkła, wodnego o module 2,0. Wzrost
wytrzymałości masy uzyskuje się stosując szkło wodne o wyższym modulei Działanie modyfikatora
przejawia się w tym, że zmienia on pH masy formierskiej do wartości powyżej 7f przez co
wydatnie zwiększa się żywotność masy, czyli okres jej przydatności do procesu technologicznego.
Spoiwo według wynalazku zapewnia 3-5 razy lepszą wybijalność masy niż spoiwa znane
i nie obniża przy tym własności mechanicznych masy.
Rozwiązanie według wynalazku nie wynika w sposób oczywisty z istniejącego stanu
techniki. Wprowadzenie modyfikatora do żywicy fenolowo-formaldehydowej wywołuje odmienny
skutek niż wprowadzenie go do szkła wodnego. Stwierdzono doświadczalnie, że wprowadzenie do
szkła wodnego żywicy bez modyfikatora powoduje rozwarstwienie mieszaniny.
frzykłady spoiwa według wynalazku:
Przykład I. Żywica fenolowo-formaldehydowa - 15% wagowych, roztwór wodny
wodorotlenku potasu lub roztwór wodny wodorotlenku sodu o stężeniu 10 g/100 ml - 15% wagowych,
szkło wodne o module 2,5 - reszta, masa formierska lub rdzeniowa z tym spoiwem ma po utwar¬
dzeniu dwutlenkiem węgla RQ « 1,0 MPa i wybijalność mierzoną metodą UuWc ■ 5«
Przykład II. Żywica fenolowo-formaldehydowa - 5% wagowych, roztwór wodny
wodorotlenku sodu o stężeniu 50 g/100 ml - 5% wagowych, szkło wodne o module 2,5 - reszta,
masa formierska lub rdzeniowa z tym spoiwem ma po utwardzeniu dwutlenkiem węgla własności
takie jak masa ze spoiwem według przykładu I.
Przykł ad
III. Żywica fenolowo-formaldehydowa - 10% wagowych, roztwór wodny
wodorotlenku sodu o stężeniu 5 g/100 ml - 20% wagowych, szkło wodne o module 2,5 - reszta,
masa formierska lub rdzeniowa z tym spoiwem ma po utwardzeniu dwutlenkiem węgla Rc ■ 1,0 MPa
i wybijalność mierzoną metodą LuWc równą 15.
Przykład IV. Żywica fenolowo-form aldehydowa - 2% wagowych, roztwór wodny
wodorotlenku sodu o stężeniu 5 g/100 ml - 25% wagowych, szkło wodne o module 2,0 - reszta,
masa formierska lub rdzeniowa z tym spoiwem ma po utwardzeniu dwutlenkiem węgla własności
takie Jak masa ze spoiwem według przykładu III.
133 346
Przykład
3
V. Żywica fenolowo-formaldehydowa - 15# wagowych, roztwór wodny
wodorotlenku sodu lub roztwór wodny wodorotlenku potasu o stężeniu 30 g/100 ml - 25% wagowych,
szkło wodne o module 2,9 - reszta. Masa formierska lub rdzeniowa z tym spoiwem ma po utwar¬
dzeniu dwutlenkiem węgla własności takie jak masa ze spoiwem według przykładu III.
Przykład
VI» Żywica fenolowo-formaldehydowa - 2% wagowych, roztwór wodny
wodorotlenku sodu lub roztwór wodny doworotlenku potasu o stężeniu 40 g/100 ml - 3% wagowych,
szkło wodne o module 2,5 - reszta. Masa formierska lub rdzeniowa z tym spoiwem po utwardzeniu
dwutlenkiem węgla ma własności takie jak masa ze spoiwem według przykładu Ii
Zastrzeżenie
patentowe
Spoiwo, zwłaszcza do mas formierskich i rdzeniowych, zawierające szkło wodne, wo-
dorozpuszczalną żywicę fenolowo-formaldehydowa i modyfikator zasadowy, znamienne
tym, że zawiera rozpuszczalną żywicę fenolowo-formaldehydov/ą w ilości 2-15# wagowych
i modyfikator, którym jest wodny roztwór wodorotlenku potasu lub wodny roztwór wodorotlenku
sodu o stężeniu od 2/100 ml do 105/100 ml w ilości 5-25% wagowych oraz szkło wodne o module
w granicach 2,0-3,3jO,1.