Sposób wytwarzania spoiwa krzemianowego, zwłaszcza

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 164293
(13) B1
(21) Numer zgłoszenia: 288215
(51) IntCl5:
C08G 77/442
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(22) Data zgłoszenia: 10.12.1990
B22C 1/22
(54)Sposób wytwarzania spoiwa krzemianowego, zwłaszcza dla odlewnictwa
(43)
Zgłoszenie ogłoszono:
(73)
Instytut Odlewnictwa, Kraków, PL
15.06.1992 BUP 12/92
(72)
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
29.07.1994 WUP 07/94
PL 164293
B1
(57)
Uprawniony z patentu:
Twórcy wynalazku:
Aleksander Karwiński, Kraków, PL
Stanisław Młodnicki, Kraków, PL
Jerzy Stachańczyk, Kraków, PL
Sposób wytwarzania spoiwa krzemianowego, zwłaszcza dla odlewnictwa polegający na
poddaniu reakcji kondensacji bloków oligomerów kwasów polikrzemowych i bloków oligomerów polialkoksysiloksanoli w roztworze wodno-alkoholowym lub wodno-acetonowo-alkoholowym, znamienny tym, że otrzymany w reakcji kondensacji p rodukt poddaje się reakcji kondensacji z m akrocząsteczkami polioctanu winylu pochodzącymi z wodnego i/lub alkoholowego,
i/lub acetonowego roztworu dyspersji polioctanu winylu, przy czym stężenie polioctanu winylu
w roztworze wynosi 0,5-40% wagowych.
Sposób wytwarzania spoiwa krzem ianowego,
zwłaszcza dla odlewnictwa
Zastrzeżenie
patentowe
Sposób w ytw arzania spoiw a krzem ianow ego, zwłaszcza dla odlew nictw a polegający na p o d daniu reakcji kondensacji bloków oligom erów kwasów polikrzem ow ych i bloków oligom erów
polialkoksysiloksanoli w roztw orze w odno-alkoholow ym lub w odno-acetonow o-alkoholow ym ,
znamienny tym, że otrzym any w reakcji kondensacji p ro d u k t poddaje się reakcji kondensacji z
m akrocząsteczkam i polioctanu winylu pochodzącym i z wodnego i/lu b alkoholow ego, i/lu b acetonowego roztw oru dyspersji polioctanu winylu, przy czym stężenie polioctanu winylu w roztw orze
wynosi 0,5-40% wagowych.
* * *
Przedm iotem w ynalazku jest sposób w ytw arzania spoiw a krzem ianow ego, zwłaszcza dla
odlew nictw a. D o otrzym yw ania spoiw , zwłaszcza dla odlew nictw a precyzyjnego stosow ane są
krzem ian sodu, zole krzem ionki koloidalnej i krzem iany alkilowe.
Z nany z polskiego opisu patentow ego nr 135 579 sposób w ytw arzania spoiw a krzem ianow ego
polega na tym , że bloki oligom erów kwasów polikrzem ow ych po d d aje się reakcji kondensacji z
blokam i oligom erów polialkoksysiloksanoli w roztw orze w odno-alkoholow ym lub wodnoacetonow o-alkoholow ym . Oligom ery kwasów polikrzem ow ych otrzym uje się z alkalicznego roztw oru krzem ionki koloidalnej poprzez zm ianę pH do 1-2. Oligom ery polialkoksysiloksanoli
otrzym uje się przez niepełną hydrolityczną polikondensację krzem ianów alkilow ych o zaw artości
krzem ionki 20-42% .
Spoiw a oparte na krzem ianie sodu pozw alają na otrzym anie odlew ów jedynie niskiej jakości.
Spoiwa bazow ane na roztw orach zoli kwasów krzem owych pozw alają na uzyskanie odlewów
wyższej jak o ści, w ykazują jed n ak szereg wad ja k m ałą zwilżalność m odeli i długi czas suszenia
kolejnych w arstw form y ceram icznej. Najlepsze wyniki uzyskuje się przy użyciu spoiw a alkilokrzem ianow ego. W adą spoiw a alkilokrzem ianow ego jest jego palność, co pow oduje konieczność
zapew nienia specjalnych w arunków pracy. Spoiwo krzem ianow e kopolim erow e otrzym ane znanym sposobem charakteryzuje się niską wytrzym ałością m echaniczną surow ej form y odlewniczej.
Sposób w ytw arzania spoiw a krzem ianow ego, zwłaszcza dla odlew nictw a według wynalazku
polega na po d d an iu reakcji kondensacji bloków oligom erów kw asów polikrzem ow ych z blokam i
oligom erów polialkoksysiloksanoli w roztw orze w odno-alkoholow ym lub w odno-acetonow oalkoholow ym . O ligom ery kwasów polikrzem ow ych otrzym uje się z alkalicznego roztw oru krzem ionki koloidalnej poprzez zm ianę pH do 1-2. Oligom ery polialkoksysiloksanoli otrzym uje się
przez niepełną hydrolityczną polikondensację krzem ianów alkilow ych o zaw artości krzem ionki
20-42% .
O trzym ane w reakcji kondensacji bloki oligom erów kwasów polikrzem ow ych i bloki oligom erów polialkoksysiloksanoli poddaje się reakcji kondensacji z m akrocząsteczkam i polioctanu
winylu pochodzącym i z wodnego i/lu b alkoholow ego, i/lu b acetonow ego roztw oru dyspersji
polioctanu winylu. Stężenie polioctanu winylu w roztworze wynosi 0,5-40% wagowych.
Spoiwo otrzym ane sposobem według w ynalazku charakteryzuje się bardzo d o b rą zwilżalnością powierzchni m odelu woskow ego oraz wysoką wytrzym ałością m echaniczną surowej form y
ceramicznej. Zm niejszenie zaw artości rozpuszczalników organicznych poniżej 30% zapew nia niepalność spoiw a. Spoiwo posiada w ystarczający w odlew niach czasokres przydatności wynoszący
powyżej 30 dni.
Przedm iot w ynalazku przedstaw iony jest w przykładach w ykonania.
P r z y k ł a d I. a / D o 500 g zolu kwasu krzem owego „Sizol 030“ um ieszczonego w reaktorze z
m ieszadłem dodaje się pow oli, intensywnie mieszając 20% roztw ór kw asu siarkow ego do m om entu
uzyskania pH = 1,5. P roduktem są oligom ery kwasów polikrzem ow ych.
164 293
3
b / D o 75 g „krzem ianu etylu 40“ um ieszczonego w reaktorze z mieszadłem, dodaje się 250 g
alkoholu etylowego, po czym 20% roztw ór kw asu siarkow ego do m om entu uzyskania pH = 1,5, a
następnie pow oli dodaje się 500 g roztw oru uzyskanego w punkcie a /. Produktem jest związek
chemiczny bloków oligom erów kw asów polikrzem ow ych i bloków oligom erów polialkoksysiloksanoli.
c / D o 850 g roztw oru otrzym anego w punkcie b / umieszczonego w reaktorze z m ieszadłem ,
dodaje się 150 g 10% roztw oru w odnego dyspersji polioctanu winylu o p H = 1,5. O trzym uje się
spoiw o krzem ianow e będące związkiem chem icznym bloków oligom erów kw asów polikrzem owych, bloków oligom erów polialkoksysiloksanoli oraz m akrocząsteczek polioctanu winylu.
P r z y k ł a d II. a / D o 4 5 0 g „Sizolu 030“ postępując ja k w przykładzie I d o d aje się 20%
roztw ór kwasu siarkow ego, do m om entu uzyskania pH = 1.
b / Do 100 g ortokrzem ianu etylu (czteroetoksysilanu) dodaje się 200 g alkoholu etylowego, po
czym 20% roztw ór kwasu siarkow ego do m om entu uzyskania p H = 1, a następnie roztw ór otrzym any w punkcie a /.
c / Do 750 g roztw oru otrzym anego w punkcie b / dodaje się 250 g 15% roztw oru wodnego
dyspersji polioctanu winylu korzystnie o p H = 1. O trzym uje się spoiwo krzem ianow e będące
związkiem chem icznym bloków oligom erów kw asów polikrzem ow ych, bloków oligom erów
polialkoksysiloksanoli oraz m akrocząsteczek polioctanu winylu.
P r z y k ł a d III. a / D o 4 5 0 g „Sizolu 030“ dodaje się 150g wody, a następnie 20% roztw ór
kwasu siarkowego do m om entu uzyskania p H = 1.
b / D o 25 g „krzem ianu etylu 40“ dodaje się 100 g acetonu, po czym dodaje się 20% roztw ór
kwasu siarkow ego do m om entu uzyskania p H = 1, a następnie roztw ór otrzym any w punkcie a /.
c / D o roztw oru otrzym anego w punkcie b / dodaje się 275 g 10% roztw oru acetonow ego
polioctanu winylu.
164293
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 10 000 zł.