CS240942B1 - Pojivo slévárenských nátěrových hmot - Google Patents

Abstract

Pojivo je využitelné u výrobců nátěrových hmot, ve slévárnách oceli, litiny a barevných kovů zejména v organizacích, kde jsou nátěrové suspenze přímo připravovány. Snadnost realizace je dána pouhou záměnou jedné odebírané suroviny (pojiv) za druhou. Pojivo je tvořeno kondenzačním produktem vznikajícím při rafinaci technického 2,6 xylenolu a obsahujícím směs lineárních novolaků - xylenoformaldehydového, krezolformaldehydového a fenolformaldehydového. Hlavními přednostmi pojivá jsou například využití odpadních materiálů a převedeni technologie rafinace 2,6 xylenolu na bezodpadovou technologii, snížení ceny používaných nátěrových hmot, zvýšení jejich hydrofobnosti a otěruvzdornosti, snížení plynotvornosti s důsledkem zlepšení kvality odlitků apod.

Description

Vynález se týká pojivá slévárenských nátěrových hmot pro povrchovou ochranu slévárenských forem a jader.

Ochranné povlaky^vytvořené na slévárenských formách a jádrech nanesením slévárenské nátěrové hmoty, mají za cíl zabránit nežádoucím reakcím při odlévání kovu, potlačit průnik taveniny do pórů formy a jádra a zabránit připékání formovací hmoty k odlitku.

Používané vodné nátěrové hmoty mají nevýhody dané přítomností vody jako je pomalé schnutí, rozrušování podpovrchových vrstev podkladu, nutnost přisušování a j. Z nevodných nátěrových hmot jsou nejrozšířenější alkoholické nátěrové hmoty, ve kterých je rozpouštědlem a ředidlem zpravidla denaturovaný či syntetický líh, isopropylalkohol a j. Výběr pro alkoholické nátěrové hmoty je omezen na pojivá rozpustná v alkoholech. Pojivo ve slévárenských nátěrových hmotách má přitom důležitou funkci, která spoluurčuje výsledný ochranný účinek nátěrové vrstvy a při nevhodném výběru může znehodnotit i použití kvalitních plniv'. Použitelných pojiv pro alkoholická prostředí je malý počet, přitom vykazují některé technické a ekonomické nevýhody. Kalafuna má nižší pojivou Schopnost a malou tepelnou stabilitu, v kombinaci s některými přísadami může poskytovat ochranné vrstvy o nadměrné plasticitě. Další nevýhodou je hydrofilita kalafuny, která způsobuje, že nátěrová vrstva nasává vlhkost z podkladu formy a jádra, což způsobuje pomalé schnutí vrstvy a ztížené nanášení dvouvrstvých povlaků. Fenolformaldehydové pryskyřice propůjčují nátěrovým vrstvám sklon k vytváření hlubokých a širokých trhlin při tepelném šoku,a tím náchylnost k vytváření zapečenin a propitin. Povlak je částečně hydrofilní, další nevýhodou je přítomnost zdraví škodlivého volného fenolu v pryskyřici, v množství až 6 % hmotnostních.

240 942

- 2 Uvedené nedostatky stávajících nátěrových hmot pro povrchovou ochranu forem a jader odstraňuje slévárenská nátěrová hmota obsahující pojivo podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno kondenzačním produktem vznikajícím při rafinaci technického 2,6 xylenolů, přičemž tento kondenzační produkt je směsí lineárních xylenolformaldehydových a krezolformaldehydových novolaků s nízkým obsahem fenolformaldehydového novolaků v hmotnostním poměru váhových dílů 20 až 79,9 hmotnostních dílů xylenolformaldehydového novolaků, 20 až 79,9 hmotnostních dílů krezolformaldehydového novolaků, 0,1 až 10,0 hmotnostních dílů fenolformaldehydového novolaků, přičemž pojivo podle vynálezu je v nátěrové hmotě obsaženo v množství 0,1 až 20 hmotnostních dílů.

Kondenzační produkt vzniká při rafinaci technického 2,6 xy lenolu reakcí směsi xylenolů, krezolů, polymetylfenolů s paraformaldehydem nebo vodným roztokem formaldehydu za přítomnosti katalyzátorů selektivně usměrňujících reakci do ortho poloh aromatického jádra, jako jsou na příklad soli mastných kyselin a oxidů kovů nebo jejich směsi. Po reakci se nezreagované složky oddestilují a tavenina kondenzačního produktu se nechá zchladnout. Poměr složek v produktu závisí na obsahu příměsí ve výchozím technickém 2,6 xylenolů, průměrné složení reakčního produktu je 49 hmotnostních dílůjylenformaldehydového novolaků, 49 hmotnostních dílů krezolformaldehydového novolaků, 2 hmotnostní díly fenolformaldehydového novolaků. Kondenzační produkt se může pro přípravu nátěrových hmot použít buá v pevném stavu, nejlépe předdrcený, nebo rozpuštěný v alkoholickém rozpouštědle, kteréžto rozpouštění může bezprostředně navazovat na rafinaci technického 2,6jylenolu, čímž se značně zjednoduší a zlevní. Obvyklý postup přípravy reakčního kondenzačního produktu je následující : 95 hmotnostních dílů fenolických látek vznikajících při metylaci fenolu a obsahujících 84 hmotnostních % 2,6 xylenolů, 13,7 hmotnostních % o-krezolu a 1,1 hmotnostních % p-krezolu, 0,8 hmotnostních % m-krezolu, 0,2 hmotnostních % fenolu, 0,1 hmotnostních % 2,4 xylenolů a 0,1 hmotnost- 3 240 942 nich % ostatních trimetylfenolů se smíchá s 4 hmotnostními díly paraformaldehydu a 1 hmotnostním dílem octanu zinečnatého. Směs se vyhřeje k bodu varu a za užití zpětného chladiče se udržuje 6 hodin na teplotě. Pak se za vakua oddestilují nezreagované složky. V reakční nádobě zbývá kondenzační produkt v množství 25 hmotnostních dílů jako odpad technologie rafinace 2,6 xylenolu.

Použití kondenzačního produktu vznikajícího při rafinaci technického 2,6 xylenolu jako pojivá slévárenských nátěrových hmot přináší výhody, které plynou z jeho chemické struktury odlišné od stávajících používaných pojiv nátěrových hmot. Přítomnost xylenolformaldehydových a krezolformaldehydových novolaků způsobuje vysokou hydrofobnost pojivá, nátěrové hmoty pak vytvářejí ochranné vrstvy na formách a jádrech, které velmi rychle schnou, neodsávají vodu z vlhkého podkladu a nenavlhají. V případě zapálení po nanesení dobře hoří, nebol rozpouštědlo není zřeďováno odsátou vodou z podkladu. Nátěrové vrstvy mají sníženou plynotvomost, což se příznivě projeví snížením výskytu plynových vad odlitků. Velmi dobrá pojivá schopnost kondenzačního produktu umožňuje snižovat obsah pojivá v nátěru, čímž dochází k dalšímu zmenšování plynotvornosti. Vysoká molekulová hmotnost a nízký obsah reaktivních skupin propůjčuje kondenzačnímu produktu chemickou inertnost a nereaktivnost. Lineární struktura molekuly způsobuje, že kondenzační produkt má vyšší obsah aromatických jader, je tedy tepelně stabilnější a při tepelné destrukci vytváří větší množství lesklého a sekundárního uhlíku: důsledkem je snížená smáčivost povlaku nátěru taveninou odlévaného kovu a omezení reakcí nátěr - tavenina. Lineární struktura molekuly kondenzačního produktu se projeví nižší viskozitou taveniny v porovnání s běžnými fenolickými novolaky. Nižší viskozita a malá reaktivnost kondenzačního produktu je příčinou vyšší plasticity za tepla nátěrové vrstvy a tedy i menšího sklonu nátěru k vytváření trhlin a necelistvostí při tepelném šoku : důsledkem je snížení sklonu k penetra ci kovu do formy a jádra při lití. Na rozdíl od fenolických pryskyřic neobsahuje kondenzační produkt volný fenol, který

- 4 240 942 je škodlivý a karcinogenní. Proto použití kondenzačního produktu jako pojivá slévárenských nátěrových hmot přináší zlepšení hygienických podmínek práce omezením úniku volného fenolu při natírání a lití a zamezením znečišťování odpadních vod fenolem. Záměna stávajících pojiv kondenzačním produktem podle vynálezu přináší i ekonomické výhody, neboť kondenzační produkt je dostupný a levný, a jeho využití převádí rafinaci 2,6 xylenolu na bezodpadovou technologii. Kromě toho nahrazuje některé dovážené a přírodní materiály, jako na příklad kalafunu.

Použití kondenzačního produktu podle vynálezu jako pojivá slévárenských nátěrových hmot je velmi jednoduché a nevyvolává nutnost změny obvyklých technologií přípravy nátěrů. Kondenzační produkt lze pro přípravu nátěrů použít v tuhém stavu, přičemž jeho drcení je snadné a rozpouštění nečiní potíží, nebo se před přípravou nátěru kondenzační produkt rozpustí ve vhodném rozpouštědle, na příklad denaturovaném líhu, isopropylalkoholu, syntetickém líhu a pod. Pojivo neruší gélový stav alkoholických gélů a lze je použít i pro přípravu nosných kapalin. Potřebný obsah kondenzačního produktu jako pojivá v nátěrové hmotě je zpravidla nízký, 1 až 3 hmotnostní díly většinou zaručí dobrou otěruvzdornost povlaku. Vyšší obsahy pojivá lze doporučit tehdy, jsou-li požadovány nátěrové povlaky o vysoké pevnosti. Nižší obsah kondenzačního produktu v nátěrové hmotě se použije tehdy, obsahuje-li nátěrová hmota další jiné pojivo. Kombinace kondenzačního produktu s jinými pojivý je dobře možná, neboť kondenzační produkt nesnižuje pojivovou schopnost známých pojiv ani není jimi jeho pojivá schopnost snižována. Použití kondenzačního produktu vznikajícího při rafinaci technického 2,6 xylenolu je vhodné pro všechny druhy alkoholických nátěrových hmot, a pro všechny druhy odlévaných kovů a jejich slitin, na příklad pro uhlíkovou a legovanou ocel, pro šedou a tvárnou litinu, hliník, neželezné kovy a pod. V nátěrových hmotách pro odlévání šedé litiny je někdy výhodné zvýšit obsah kondenzačního produktu v uvedeném rozmezí a využít tak dalších příznivých vlastností kondenzačního produktu, jako je na příklad vytváření lesklého uhlíku.

- 5 240 942

Provedení předmětu vynálezu je patrné z následujících příkladů :

Příklad 1.

Kondenzační produkt o složení hmotnostních dílů xylenolformaldehydového novolaku, hmotnostních dílů krezolformaldehydového novolaku, hmotnostní díly fenolformaldehydového novolaku byl získán při rafinaci 2,6 xylenolu jako tuhá látka. Před přípravou nátěrové hmoty byl kondenzační produkt podrcen do stavu jemné drtě. Za použití kondenzačního produktu jako pojivá byl připraven nátěr pro lití oceli následujícím postupem: v 14,8 hmotnostních dílech syntetického etylalkoholu se rozpus tí 1,4 hmotnostní díly kondenzačního produktu a 0,7 hmotnostního dílu oktadecylaminu, načež se dispergují v tomto roztoku 3 hmotnostní díly bentonitu a za míchání se přidá 0,1 hmotnost ního dílu kyseliny fosforečné. Vzniklá nosná kapalina v gélovém stavu se použije k přípravě nátěrové suspenze takto:

hmotnostních dílů výšeuvedené nosné kapaliny se smíchá se 70 hmotnostními díly zirkonsilikátu a doředí se 10 hmotnost nimi díly syntetického líhu. Před použitím lze nátěrovou suspenzi doředit podle potřeby syntetickým nebo denaturovaným lihem. Vzniklá nátěrová suspenze se použije k povrchové ochraně forem a jader pro odlévání oceli.

Příklad 2.

Kondenzační produkt o složení hmotnostních dílů xylenolformaldehydového novolaku, hmotnostních dílů krezolformaldehydového novolaku, hmotnostní díl fenolformaldehydového novolaku byl získán při rafinaci 2,6 xylenolu po přidání denaturovaného líhu jako padesátiprocentní roztok. Za použití tohoto roztoku kondenzačního produktu byl připraven nátěr pro povrchovou ochranu forem a jader odlévaných šedou litinou následujícím postupem: 6 hmotnostních dílů padesátiprocentního roztoru kondenzačního produktu se zředí 30 hmotnostními díly denaturovaného líhu, načež se v roztoku rozmíchá 32 hmotnostních dílů grafitu a 32 hmotnostních dílů koksové moučky.

- 6 Příklad 3

240 942

Kondenzační produkt o složení hmotnostních dílů xylenolformaldehydového novolaku,

64.5 hmotnostních dílů krezolformaldehydového novolaku,

0,1 hmotnostního dílu fenolformaldehydového novolaku byl získán při rafinaci 2,6 xylenolu v podobě hrubých kusů.

2.5 hmotnostních dílů kondenzačního produktu sé na jemno semele s 97,5 hmotnostními díly korundu a vzniklý prášek se zhomogenizuje. Nátěrová suspenze pro postřik forem a jader pro odlévání oceli se připraví rozmícháním 60 hmotnostních dílů výšeuvedeného prášku s 40 hmotnostními díly isopropylalkoholu.

Využití vynálezu je především při přípravě alkoholických nátěrových hmot pro povrchovou ochranu forem a jader pro lití všech druhů kovů a jejich slitin.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Pojivo slévárenských nátěrových hmoty vyznačené tím, že je tvořeno kondenzačním produktem vznikajícím při rafinaci technického 2,6 xylenolu a obsahujícím směs lineárních novolaků o složení

   20 až 79,9 hmotnostních dílů xylenolformaldehydového novolaku, 20 až 79,9 hmotnostních dílů krezolformaldehydového novolaku, 0,1 až 10,0 hmotnostních dílů fenolformaldehydového novolaku a je ve slévárenské nátěrové hmotě obsaženo v množství 0,1 až 20 hmotnostních dílů.