BE587554A - - Google Patents

Description

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  Procédé de fabrication de liants pour moules et noyaux . 



   Pour fabriquer des mélanges plastiques pour moules et noyaux de fonderie, il est usuel de mélanger des liants plastifiants et/ou humidifiants à une matière de moulage réfractaire et granulaire telle que le sable de quartz. Dans la fonderie, on classe ces liants d'après leur comportement ou d'après le mode de mise en oeuvre dans la technique de fonderie. Comme on le sait, on distingue notamment les liants à base d'argile (bentonite), d'amidon de résine synthétique, d'émulsions, d'huile ou d'huile solidifiable,, et l'expériance montre que les deux dernières classes de liants représentent une proportion notable du besoin total de liants. 

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   Les liants à l'huile se   distinguent   essentiellement des liants à l'huile solidifiable par leur technique d'application. Les premiers donnent des mélanges plus ou moins plastiques qui après moulage, ne durcissent sous une forme stable que si on les secheé à température élevée. Par contre, les mélanges de sable contenant des huiles solidifiables peuvent être moulés sans opérations fastidieuses de foulage et durcissent à la température ambiante dans la boîte de moule ou la boîte de noyau par suite de réactions chimiques du liant sur l'oxygène de l'air et par polymérisation. Après solidification, on peut transporter les moules ou noyaux sans utiliser les bacs de séchage qui sont nécessaires pour les noyaux de sable à l'huile, et éventuellement les sécher - au four sans support.

   Ainsi, les liants à l'huile solidifiable servent surtout avantageusement là où il s'agit de réaliser des moules et noyaux de grandes dimensions présentant des formes très compliquées. 



   Pour préparer les liants à l'huile, on dispose d'une large gamme de matières premières, qui comprend notamment des huiles brasses et minérales, des résidus de distillation, des substances résineuses, des acides résineux et gras ainsi que leurs produits d'estérification et autres produits réactionnels. 



  Ainsi, pour préparer par exemple des liants à l'huile séchant au four (huiles pour noyaux) on peut aussi utiliser avec succès les tallols qui sont avantageux économiquement xeurs esters, leurs esters mixtes de poix grasses ou d'acides gras (semi-siccatifs). Les 

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 matières premières propres à la fabrication des iiants à 'huile solidifiable sont beaucoup plus étroitement limitées. Antérieurement, pour préparer de façon satisfaisante des huiles soiidifiables répondant aux exigences actuelles de la fonderie en ce qui concerne les moules et noyaux confectionnés, il fallait employer des huiles siccatives végétales et/ou résines synthétiques spécialement purifiées'ou raffinées.

   Mais pour des raisons économiques, ces matières premieres étroitement délimitées et coûteuses ne permettait pas d'appliquer ce procédé en lui-même tres rationnel en fonderie dans une mesure proportionnée aux débouchés existants. 



   Par suite, on n'a pas manqué de faire des tentatives afin d'utiliser aussi à ces usages les huiles dites semi-siccatives telles que l'huile de colza- l'huile de soja et le tallol. Les huiles soli- difiables préparées à partir de celles-ci, et aussi en combinaison avec des huiles siccatives suivant les procédés usuels antérieurement étaient suffisamment économiques, mais manquaient toujours des qualités qui sont utiles dans la technique de fonderie. Ainsi, elles se sont toujours révélées nettement inférieures en ce qui- concerne leurs propriétés de solidification à l'air et la fidélité dimensionnelle dans le séchage secondaire usuel au four à   180-250 C   environ.

   D'autre part, on n'obtenait pas d'amélioration de l'économie lorsqu'on améliorait ces huiles par des artifices chimiques dans une mesure suffisante pour leur donner un comportement similaire à celui des huiles siccatives. 

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   On a trouvé maintenant qu'en utilisant des tallols et/ou les acides gras qui sont à ia base des huiles   semi-siccatives,   isolément ou en mélange avec des acides gras bruts peu coûteux que l'on obtient techniquement dans le raffinage des huiles siccatives, il est possible de préparer en un procédé techniquement rationnel des huiles solidifiables notablement plus économiques dont les propriétés purement techniques sont au moins égales à celles des huiles solidifiables traditionnelles., et qui donnent même de meilleurs résultats à certains égards. 



   Le tallol utilisé par exemple dans le procédé suivant l'invention est un simple tallol brut purifié. Pour obtenir des noyaux qui durcissent rapidement à l'air et à la température normale et qui gardent une forme aussi stable que possible dans le séchage au four qui suit, il ne faut pas que le tallol en question dépasse notablement une teneur en acide résineux d'environ 15-25% et son indice d'iode doit être supérieur à 120. On obtient des résultats particuliere- ment satisfaisants avec un mélange du tallol ci-dessus   e-,   de l'un des acides gras indiqués plus haut, par exemple un acide bras brut d'huile de lin pour savonnerie.

   On estérifie le tallol ou un mélange d'huiles de composi- tion ci-dessus, de préférence à des températures de 160-280 C avec un ou plusieurs polyalcools, de préférence le pentaérythritol et/ou ses polymères; pour obtenir de faibles indices d'acide, on introduit avanta- geusement un léger exces d'alcool sur la quantité stoechiométriquement nécessaire. L'estérification se 

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 se produit déjà sans catalyseurs par le procédé à gaz porteur ou à vide, en l'espace de quelques heures. 



  Nais on peut aussi l'accélérer encore en utilisant conjointement des catalyseurs.connus et appropriés. 



   Ensuite, et de préférence dans le même récipient, on continue de chauffer jusqu'à 300-330 C et on polymérise et en isomérise l'ester ou l'ester mixte à cette température, ce qui rend simultanément inoffensifs les mucilages et les inhibiteurs. Cette huile de base qui sert de matiere première à la prépa- ration de l'huile solidifiable est de préférence polymérisée jusqu'à une viscosité de 150-350 poises à 20 C. 



  Pour obtenir une polymérisation plus rapide, on peut aussi ajouter de petites quantités d'huiles conjuènes telles que l'huile de bois; ou des catalyseurs. 



   Pour traiter ensuite l'huile de base afin d'obtenir le liant à l'huile solidifiable propre à l'utilisation pratique, on peut procéder suivant des méthodes en elles-mêmes connues, par siccativation au moyen de siccativants métalliques usuels et en réglant la viscosité désirée de l'huile solidifiable par addition de solvants tels que l'essence de térébenthine, les hydrocarbures à point d'ébullition moyen, etc. On obtient encore des résultats favorables, en ce qui concerne la propriété de séchage à l'air, en ajoutant des composés organiques azotés comme ceu,-. indiqués dans les brevets allemands N 967 027 et 1 039 164 tous deux du 20 février 1953. 

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   EXEMPLE 1 
On prend 100 parties d'un produit de tallol qui a un indice d'acide de 155, un indice de saponifi- cation de 161 un indice d'iode de 150, une teneur en acide résineux de-3,2% et une teneur insaponifiable de 20,2%; on y ajoute, à 180 C 12 parties de pentaérythritol et on élève la température jusqu'à 280 C en quelques heures. L'ester obtenu a un indice d'acide de 7,5 et une viscosité de 3,3 poises à 20 . On ajoute ensuite 8 parties d'huile de bois pour 92 parties d'ester, et on polymérise à   300 C   jusqu'à une viscosité de 241,5 poises à 20  ce qui prend environ 4 heures. L'indice d'acide est alors abaissé encore à 5,1. Quand l'huile est encore chaude, on la siccative avec un siccativant mixte commercial du type Co-Pb-Mn, de sorte que la teneur de l'huile en métal siccativant est d'environ 0,38%.

   On règle la viscosité à environ 115 poises à 20  en ajoutant   5,91   parties de white spirit. Après refroidissement, on incorpore environ 1% d'un composé d'hydrazine suivant .Le brevet   alleman(   n  967 027 déjà cité. On vérifie les qualités techniques de cette huile   soidifiable   dans la   confection   de noyaux, en préparant un mélange comprenant 100 parties de sable de quartz et 2% d'huile, et on trcuve qu'au bout de 4 heures, un noyau pesant 30 kg et mesurant environ 20 cm de hauteur est durci dans la masse, donc solidifé, et qu'il gardeses dimensions lorsqu'on le seche ensuite au four à 230 C. La résistance à la flexion du noyau après cuisson à   2)0 C   pendant 60 minutes est de 58   kg/cm2.   

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Claims (1)

1. EXEMPLE- II On prend 50 parties de distiliat de tallol présentant un indice d'acide de 180, un indice de saponification de 181, un indice d'iode de 160, une teneur en acide résineux de 23%et un insaponifiable de 7%, et 50 parties d'acide gras brut d'huile de lin (acide gras pour savonnerie), ayant un indice d'acide de 95. on estériiie comme ci-dessus avec 7,75 parties de pentaérythritol et ensuite on épaissit pendant 3 heures environ à 300-310 C jusqu'à une viscosité de 248 poises à 20 . L'indice d'acide est alors d'environ 6,0. La suite du traitement se fait alors de la façon indiquée ci-dessus ; on obtient une huile solidifiable d'une viscosité d'environ 102 poises à 20 .

   Dans la vérification technique à l'occasion de la confection de noyaux, on obtient le même temps de durcissement que dans 1exemple I, la résistance à la flexion est de 79kg/cm3 R E S U M E L'invention a pour ob,,et un procède de fabrication d'huiles solidifiables siccativées de façon usuelle, caractérisé par les points suivants considérés isolément ou en combinaisons diverses 1) Comme huile de base, on utilise du tallol et/ou ies acides grac qui sont à la base' des huiles semi- siccatives, isclément eu en mélange avec des acides Gras bruts obtenus dans le raffinage d'huiles siccatives, cn estérifie ie tcut à 160-280 c avec un polyalcool tel que le pentaérythritol et,

   de préférence immédiatement apres, à une température de 300-310 C. or. élimine les mucilages, on <Desc/Clms Page number 8> polymérise et on isomérise.

   2) On estérifie jusqu'à un indice d'acide inférieur à 15 et ensuite on conduit la polymérisation jusqu'à ce que la viscosité à 20 soit de 150-)50 poises.

   3) Pour accélérer la polymérisation, on ajoute de petites quantités d'huile conguenc, de préférence 5-15%.

   4) En dosant convenablement les matières premières, on donne au produit final une teneur en acide résineux inférieure à 25%. de préférence infé- rieure à 10-15%.

   5) Avant ou après l'addition des siccati- vants métalliques usuels, on ajoute 0,1-5% de composés organiques azotés, par exemple du type décrit dans les brevets allemands n 967 027 et 1 039 164 déjà cités.

   6) Pour régler entre 100-20C pcises la viscosité finale de l'huile '-, 20 on ajoute des solvants appropriés et/ou des huiles siccatives ou des produits préparés à partir de celles-ci.