CZ25514U1 - Termicky odolná nátěrová hmota - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká nátěrových hmot použitelných k tepelné i mechanické ochraně pískových forem užívaných ve slévárenství, ale i při kalení kovů. Nátěry jsou určeny pro aplikaci na vrchní stranu forem a výrobků pro kalení, kde mají poskytnout dostatečnou tepelnou a mechanickou ochranu. Prostřednictvím těchto nátěrů má být potlačen průnik taveniny do pórů formy a jádra, zamezeno nauhličení při zakalování kovových výrobků. Současně má být zamezeno vzájemným reakcím mezi odlévaným kovem a formou.

Dosavadní stav techniky

Pro přípravu formovacích směsí pro výrobu forem jsou užívána různá ostřiva a pojivá. Nejrozšířenějším ostřivem je v současné slévárenské praxi křemenný písek. Vhodnou volbou pojivá je dosahována potřebná pevnost při odlévání a dobrá rozpadavost po odlití výrobku. Dalším hojně užívaným materiálem pro výrobu jader je v současné době vysokohustotní pěnový polystyren. K dosažení lepší jakosti odlitku je jádro povrchově upravováno nátěrem, který se vyznačuje svou žáruvzdorností a spolu s mechanickou odolností zamezuje penetraci kovu do formy a tím potlačuje vznik vad. Cílem je zamezení vzniku vad v surových odlitcích, které mohou vznikat v průběhu odlévání ale i během ochlazování výrobku. Zasychání nátěru probíhá obvykle na volném vzduchu, nebo v teplovzdušných sušárnách. Při zasychání lihových nátěrů je pro urychlení výrobního procesu stále užíváno vypálení nátěru bezprostředně po jeho nanesení. V případě nerovnoměrného a příliš rychlého zasychání (hoření) těchto nátěrů může docházet k tvorbě lokálních zeslabených míst s částečným rozkladem pojivá. V těchto místech pak dochází k průniku kovu do jádra a vzniku vadných odlitků.

Hlavními nedostatky dosavadního stavu užívané techniky je rychlá sedimentace nátěrové hmoty, její špatná roztíratelnost, nerovnoměrné a intenzivní hoření. Tyto nedostatky většinou vedou ke zvýšené spotřebě nátěrových hmot, nedostatečné kryvosti nátěru a v konečném důsledku k nízké kvalitě výrobku.

Podstatnou složkou dosud používaných nátěrových systémů jsou termicky odolná plniva na bázi oxidů jako je jemně mletý zirkonosilikátový prach (ZrO₂), chromitový prach (Cr₂O₃), korundový prach (A1₂O₃), šamotová moučka (A1₂O₃ a SiO₂), prach oxidu hořečnatého (MgO), ale i jiné minerály. Takováto plniva jsou dispergována v rozpouštědlech, kterými jsou zejména alkoholy nebo voda. Pojivový systém je většinou volen podle druhu rozpouštědla, v němž může být příslušné pojivo rozpuštěno. Volba pojivového systému je většinou dána pevnostními a Teologickými požadavky. Další složky nátěru jsou obdobné jako u běžných nátěrových hmot, jsou to látky, které snižují sedimentaci, zlepšují rozliv nátěru, brání vzniku mikroorganismů, ovlivňují reologické vlastnosti, potlačují pěnění a podobně. Mezi tyto složky patří zejména organofilní bentonity, které zlepšují skladovatelnost a následnou rozmíchatelnost nátěrů a taktéž brání vzniku tvrdých sedimentů.

Tyto nátěrové hmoty ne vždy poskytují ochrannou vrstvu s dostatečným stupněm homogenity, tvoří se zeslabená místa, dutiny na přechodu plniva a pojivá. Z tohoto důvodu se zvyšují požadavky na následné opracování a čištění odlitků a zhoršují se povrchové vlastnosti surových výrobků.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody a nedostatky současných nátěrových hmot jsou do značné míry řešeny komplexním přístupem při výběru pojiv, plniv i nosných kapalin. Kromě obecně známých rozpouštědel jsou užívána i rozpouštědla pomocná, která vylepšují termodynamické vlastnosti pro dokonalé rozpouštění pojiv.

-1 CZ 25514 Ul

Postatou nového řešení je přídavek pomocných rozpouštědel, částečná nebo úplná náhrada výše uváděných plniv při zachování tepelně mechanických vlastností nátěru a změna fyzikálního skupenství míchaných složek.

Jakožto dostatečně vyhovující materiál je nově použit Andalusit (AI2SÍO5). Toto plnivo se vyznačuje dostatečně vysokou tepelnou odolností a nízkou lineární tepelnou roztažnosti, čímž poskytuje dobrou objemovou stabilitu. Současně se vyznačuje dobrou chemickou odolností.

Přídavkem malého množství (méně než 2 %) monopropylen, dipropylen, nebo tripropylenglykoletherů nebo acetátů je dosaženo optimálního způsobu odhořívání a současně byly dosaženy zlepšené antisedimentační vlastnosti. Při dlouhodobém skladování je pozorována homogenní vrstva plniv, která je snadno rozmíchatelná, a v dolní části se nevyskytují pevné, nerozmíchatelné sedimenty. Tyto antisedimentační vlastnosti jsou dále podporovány vhodným vnášením organofilních bentonitů (sepiolitů), které jsou předem uvedeny do zbotnalého stavu. K uvedenému procesu je užíváno dostatečné množství organického (polárního) rozpouštědla, které již není v průběhu skladování použitým plnivem adsorbováno.

Výhodou tohoto řešení je:

1) zpomalení sedimentace a zlepšení skladovatelnosti

2) dobrá roztíratelnost

3) optimální odhořívání při sušení

4) zlepšení krytí povrchu forem a jader.

Technické řešení zahrnuje všechny čtyři uvedené výhody, kterých není možno dosáhnout jednoduchým přídavkem sloučeniny, která by všechny tyto výhody v dostatečné kvalitě splňovala.

Výše zmíněné výhody se projevují u nátěrové hmoty tím, že je dosaženo zlepšených užitných vlastností nátěru i možnosti dlouhodobého skladování za běžných podmínek. Pokud je užíváno k sušicímu procesu vypalování nátěru, vyhořívání kapalných složek není narušeno a lokálně omezováno, odhořívání je dostatečně rychlé a rovnoměrné.

Vzhledem k vysokému měrnému povrchu má tento nátěr vysokou krycí schopnost a může být tedy nanášen v tenčích vrstvách, což je vlastnost důležitá zejména, pokud je nátěr nanášen stříkacím zařízením.

Příklady uskutečnění technického řešení

Použití termicky odolné nátěrové hmoty o složení podle technického řešení je uvedeno v následujících příkladech.

Příklad 1

Termicky odolná nátěrová hmota má následující složení:

až 85 % hmotn. plniva na bázi andalusitu až 85 % hmotn. plniva na bázi zirkonsilikátu

0,5 až 6 % hmotn. pojivá na bázi polymemích organofilních materiálů až 30 % hmotn. rozpouštědla A až 30 % hmotn. rozpouštědla B až 5 % hmotn. pomocného rozpouštědla C monopropylen, dipropylen nebo tripropylenglykolethery nebo acetáty až 6 % hmotn. antisedimentační zbotnalý organofilní bentonit.

Příklad 2

Termicky odolná nátěrová hmota má následující složení:

až 85 % hmotn. plniva na bázi andalusitu až 85 % hmotn. plniva na bázi korundu

-2CZ 25514 Ul

0,5 až 6 % hmotn. pojivá na bázi polymemích organofilních materiálů až 30 % hmotn. rozpouštědla A až 30 % hmotn. rozpouštědla B až 5 % hmotn. pomocného rozpouštědla C monopropylen, dipropylen nebo tripropylenglykolethery nebo acetáty až 6 % hmotn. antisedimentační zbotnalý organofilní bentonit.

Příklad 3

Termicky odolná nátěrová hmota má následující složení:

až 85 % hmotn. plniva na bázi andalusitu až 85°% hmotn. plniva na bázi šamotu

0,5 až 6 % hmotn. pojivá na bázi polymemích organofilních materiálů až 30 % hmotn. rozpouštědla A až 30 % hmotn. rozpouštědla B až 5 % hmotn. pomocného rozpouštědla C monopropylen, dipropylen nebo tripropylenglykolethery nebo acetáty až 6 % hmotn. antisedimentační zbotnalý organofilní bentonit.

Průmyslová využitelnost

Tato termicky odolná nátěrová hmota, podle výše uvedeného technického řešení, je použitelná pro vytváření ochranných povlaků na slévárenských formách a jádrech. V případě zakalování výrobků dostatečně chrání povrch proti nauhličení. Nátěrová hmota je použitelná pro odlévání všech dmhů kovů a slitin, přičemž druh kovu a slitiny určuje množství a druh plniva. Uvedená nátěrová hmota je použitelná v širokém viskozitním rozmezí pro všechny nanášecí techniky.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Termicky odolná nátěrová hmota obsahující 2 až 85 % hmotn. termicky odolného slévárenského plniva na bázi oxidů dále obsahující 0,5 až 6 % hmotn. pojivá na bázi polymemích organofilních materiálů, 1 až 30 % hmotn. rozpouštědla A, 1 až 30 % hmotn. rozpouštědla B, vyznačující se t í m , že obsahuje 2 až 85 % hmotn. Andalusitu (Al₂SiO₅).
2. 2. Termicky odolná nátěrová hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje 1 až 5 % hmotn. přídavku pomocných rozpouštědel, kterými jsou sloučeniny monopropylen, dipropylen nebo tripropylenglykolethery nebo acetáty.
3. 3. Termicky odolná nátěrová hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že rovněž obsahuje 1 až 6 % hmotn. antisedimentačního organofilního bentonitu, kterýje v dokonale zbotnalé formě, kdy již není schopen adsorbovat další množství polárních rozpouštědel.
4. 4. Termicky odolná nátěrová hmota podle nároku 2, vyznačující se tím, že rovněž obsahuje 1 až 6 % hmotn. antisedimentačního organofilního bentonitu, kterýje v dokonale zbotnalé formě, kdy již není schopen adsorbovat další množství polárních rozpouštědel.