DE927891C

DE927891C - Mold release emulsion

Info

Publication number: DE927891C
Application number: DED12764A
Authority: DE
Inventors: Chester Carlyle Currie; Maurice Charles Hommel
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1951-07-25
Filing date: 1952-07-19
Publication date: 1955-05-20

Description

FormtrennmittelEmulsion Gegenstand der Erfindung ist ein Formtrennmittel in Emulsionsform, das sich insbesondere für die Verwendung beim Sandguß von Metallen nach dem Croningverfahren eignet.Mold release agent emulsion The invention relates to a mold release agent in emulsion form, particularly suitable for use in sand casting metals after the croning procedure.

Beim Croningverfahren werden Gießformen oder Schalen aus einem Harz-Sand-Material nach einem Metallmodell entweder mit der Hand oder neuerdings mittels vollautomatischer Maschinen hergestellt. Harze, die sich für solche Sand-Harz-Schalengußformen eignen, sind Harnstoff-, Melamin-, Furan- oder Phenolformaldehydharze. Das Metallmodell kann aus Eisen, Stahl, Magnesium, Aluminium, Kupfer bzw. deren Legierungen geformt sein. Durch die seit kurzem erfolgte Entwicklung von - automatischen Maschinen, welche formen, härten und die fertigen Schalen auswerfen; ist es möglich, das Sandgießverfahren bei der Massenproduktion von Metallteilen anzuwenden. Daher hat dieses Verfahren große Bedeutung in der Gießerei erhalten.In the croning process, molds or bowls are made from a resin-sand material according to a metal model either by hand or, more recently, by means of a fully automatic Machines made. Resins suitable for such sand-resin shell molds, are urea, melamine, furan or phenol-formaldehyde resins. The metal model can be formed from iron, steel, magnesium, aluminum, copper or their alloys be. Due to the recent development of - automatic machines, which shape, harden and eject the finished shells; is it possible to use the sand casting process to be used in the mass production of metal parts. Hence this procedure received great importance in the foundry.

Formtrennmittel, die Organosiloxanverbindungen enthalten, haben sich als wertvoll beim Trennen der Sand-Harz-Schalen von den Metallmodellen erwiesen. Trotz dieser guten Ablösung, die auf die Verwendung von Organosiloxanen zurückzuführen ist, entstehen Schwierigkeiten im Betrieb, da sich allmählich Ablagerungen an den Modellen bilden. Diese durch allmähliche Ansammlung von Gußformteilchen entstehenden Ablagerungen verändern die Dimensionen des Modells mit der Zeit derart, daß seine Säuberung erforderlich wird. Es muß deshalb die Gießmaschine von Zeit zu Zeit stillgelegt und das Modell gereinigt werden. Dies bringt einen Produktionsverlust und eine Erhöhung der Kosten mit sich. Die Ablagerungen zeigen, daß das Gleitmittel nicht imstande ist, alle Abgußteilchen restlos vom Modell zu entfernen. Die Menge des Abgußmaterials, die bei jedem einzelnen Arbeitsgang am Metall hängenbleibt, ist natürlich nur sehr gering. -Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Ablagerungen an den Modellen weitgehendst zu vermeiden und dadurch größere Leistungsfähigkeit und niedrigere Produktionskosten zu erreichen. Dies geschieht erfindungsgemäß durch Verwendung einer Formtrennmittelemulsion aus i bis 75 Gewichtsprozent flüssigen Organopolysiloxanen, i bis 6 Gewichtsprozent Emulgatoren, 2 bis 2o Gewichtsprozent fein verteilter Kieselsäure und 2o bis 9o Gewichtsprozent Wasser.Mold release agents that contain organosiloxane compounds have become Proven to be valuable in separating the sand-resin trays from the metal models. Despite this good detachment, which can be attributed to the use of organosiloxanes difficulties arise in operation as deposits gradually build up on the Form models. These result from the gradual accumulation of mold particles Deposits change the dimensions of the model over time in such a way that its Cleaning up becomes necessary. The casting machine must therefore be shut down from time to time and the model be cleaned. This brings a loss of production and an increase the Costs with itself. The deposits show that the lubricant is unable to completely remove all casting particles from the model. The amount of casting material that gets stuck on the metal with every single work step is of course only very great small amount. - The purpose of the present invention is to remove these deposits on the models to be avoided as far as possible and thereby greater efficiency and lower To achieve production costs. According to the invention, this is done through use a mold release emulsion of 1 to 75 percent by weight of liquid organopolysiloxanes, 1 to 6 percent by weight of emulsifiers, 2 to 2o percent by weight of finely divided silica and 2o to 9o weight percent water.

Die verwendeten flüssigen Organopolysiloxane haben pro Siliciumatom durchschnittlich 1,9 bis 3 Methyl-, Äthyl- oder Phenylreste bzw. entsprechende Mischreste. Verwendbare Organosiloxane sind z. B. Dimethylsiloxan, Diäthylsiloxan, Phenylmethylsiloxan, Hexamethyldisiloxan, Dihhenyltetramethyldisiloxan sowie Mischpolymerisate solcher Siloxane. Ferner können die Siloxane geringe Mengen Monoorganosiloxaneinheiten aufweisen, in denen der organische Rest Methyl, Äthyl oder Phenyl ist. Diese flüssigen Siloxane können eine beliebige Viskosität besitzen; zweckmäßig liegt ihre Viskosität jedoch zwischen ioo bis 5000 cSt.-Als Kieselsäure kann jede Art fein verteilter Kieselsäure, wie z. B. Diatomeenerde, synthetische kolloidale Kieselsäure, durch Verbrennung von Siliciumverbindungen erhaltene Kieselsäure, gefällte Kieselsäure, Aerogele und Xerogele, zur Anwendung gelangen. Zweckmäßig soll die Kieselsäure eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 5 ,u aufweisen, da solche Teilchen leichter dispergiert werden und nicht so leicht zum Absetzen neigen.The liquid organopolysiloxanes used have an average of 1.9 to 3 methyl, ethyl or phenyl radicals or corresponding mixed radicals per silicon atom. Usable organosiloxanes are z. B. dimethylsiloxane, diethylsiloxane, phenylmethylsiloxane, hexamethyldisiloxane, dihhenyltetramethyldisiloxane and copolymers of such siloxanes. Furthermore, the siloxanes can contain small amounts of monoorganosiloxane units in which the organic radical is methyl, ethyl or phenyl. These liquid siloxanes can have any viscosity; however, their viscosity is expediently between 100 and 5000 cSt. Any type of finely divided silica, such as e.g. B. diatomaceous earth, synthetic colloidal silica, silica obtained by combustion of silicon compounds, precipitated silica, aerogels and xerogels are used. The silica should expediently have an average particle size of less than 5 μm, since such particles are more easily dispersed and do not tend to settle as easily.

Als Emulgatoren können kationaktive, anionaktive oder nicht ionogene Verwendung finden. Geeignete Emulgatoren sind Morpholinsalze von Fettsäuren mit 12 bis ig C-Atomen, wie z. B. Morpholinoleat und Morphohnstearat, oder Acetate von n-primären Aminen reit 12 bis 18 C-Atomen in der Kette, wie z. B. n-Dodecylaminacetat, n-Octadecylaminacetat, n-Octadecenylaminacetat und n-Octadecadienylaminacetat, oder Monoester von Polyäthylenglykolen und Fettsäuren mit 12 bis i8 C-Atomen, wie z. B. Hexaäthylenglykolmo-nooleat, oder alkylierte Arylpolyätheralkohole und Alkalimetallsalze alkylierter Arylpolyäthersulfate.Cation-active, anion-active or non-ionic emulsifiers can be used as emulsifiers Find use. Suitable emulsifiers are morpholine salts of fatty acids with 12 to ig carbon atoms, such as B. morpholine oleate and morphine stearate, or acetates of n-primary amines have 12 to 18 carbon atoms in the chain, such as B. n-dodecylamine acetate, n-octadecylamine acetate, n-octadecenylamine acetate and n-octadecadienylamine acetate, or Monoesters of polyethylene glycols and fatty acids with 12 to 18 carbon atoms, such as. B. Hexaäthylenglykolmonooleate, or alkylated aryl polyether alcohols and alkali metal salts alkylated aryl polyether sulfates.

Die Reihenfolge,, in der die verschiedenen Bestandteile zur Herstellung der Emulsion gemischt werden, kann verschieden sein. Die zweckmäßigste Herstellungsart für die Emulsion ist jedoch die. folgende Das flüssige Organosiloxan und ein Teil des Emulgators werden in einem Rührapparat gemischt. Getrennt werden das Wasser und der Rest des Emulgators ebenfalls gemischt. Die Wasser-Emulgator-Mischung wird sodann der Siloxan-Emulgator-Mischung unter Rühren -zugegeben,. worauf die Mischung durch eine Kolloidmühle, einen Homogenisätor od. dgl. geleitet wird. Die so erhaltene Dispersion wird schließlich zu der mit Wasser gut angefeuchteten Kieselsäure gegeben. worauf die fertige Mischung nochmals durch ein geeignetes Dispergiergerät geleitet wird. Diese Trennmittelemulsion kann sodann in bekannter Weise, z. B. durch Streichen oder Aufsprühen, ihrem Verwendungszweck zugeführt werden. Beispiel i Eine als Trennmittel dienende Emulsion wird falgendermaßenhergestellt: 567g Olsäure und 805o g flüssiges Dimethylsiloxan werden in einem Rührapparat gemischt. Getrennt davon werden 1:13 g alkyliertes Anlpolyäthersulfat-Natrium und 397 g Morpholin -in 2267 g Wasser gelöst. Diese Lösung wird hierauf zu dem Gemisch aus Siloxan und Ölsäure gegeben und die Mischung bis zur Homogenität gerührt. Man erhält eine Paste, die durch eine Kolloidmühle geleitet wird. Währenddessen werden iwo g eines üblichen Kieselsäure-Aerogels mit 10487 g Wasser gründlich durchgearbeitet. Die das Polys,ilbxan enthialltende Paste wird sodann zu dem Kieselsäure-Wasser-Gemisch gegeben, gut verrührt und noch mittels einer Kolloidmüble dispergiert. Dabei wird eine Emulsion erhalten, die die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: 351/2% flüssiges Dimethylsiloxan, 4#/2% Kieselsäure-Aerogel, 2/20/0 Olsäure, 314'°/o Morpholin. 1/2% Natriumsalz von alkyliertem Arylpolyäthersulfat, 561/40/0 Wasser.The order, in which the various ingredients are used to make mixed with the emulsion can be different. The most expedient production method for the emulsion, however, is the. following The liquid organosiloxane and part of the emulsifier are mixed in a stirrer. The water is separated and the rest of the emulsifier also mixed. The water-emulsifier mixture will then added to the siloxane-emulsifier mixture with stirring. whereupon the mixture through a colloid mill, a homogenizer or the like. Is passed. The thus obtained Finally, the dispersion is added to the silica well moistened with water. whereupon the finished mixture is passed through a suitable dispersing device again will. This release agent emulsion can then in a known manner, for. B. by painting or spraying on, their intended use. Example i One as a release agent The emulsion used is prepared as follows: 567 g of oleic acid and 8050 g of liquid Dimethylsiloxane are mixed in a stirrer. 1:13 are separated from this g of alkylated sodium polyether sulfate and 397 g of morpholine dissolved in 2267 g of water. This solution is then added to the mixture of siloxane and oleic acid and the Mixture stirred until homogeneous. A paste is obtained which is passed through a colloid mill is directed. Meanwhile, iwo g of a conventional silica airgel are added Thoroughly worked through 10487 g of water. The paste containing the polys, ilbxan is then added to the silica-water mixture, stirred well and still by means of dispersed in a colloid pulp. An emulsion is obtained which has the following Composition in percent by weight has: 351/2% liquid dimethylsiloxane, 4 # / 2% Silica airgel, 2/20/0 oleic acid, 314% morpholine. 1/2% sodium salt of alkylated Aryl polyether sulfate, 561/40/0 water.

Wird diese Emulsion vor jedem Arbeitsgang auf das Modell einer kontinuierlich arbeitenden Schalenformmaschine gesprüht, so bilden sich auch bei einmonatigem Betrieb keine unerwünschten Ablagerungen. Die Verwendung der bisherigen, aus Poly_ siloxanen oder organischen Verbindungen bestehenden Emulsionen führt dagegen zu Ablagerungen am Modell, die mindestens einmal täglich die Säuberung des Modells erforderlich machen. Beispiel -- Werden entsprechend Beispiel i Emulsionen mit handelsüblichen Kieselsäuresorten, wie kolloidale Kieselsäure, dispergiert (300/0) in Wasser, gefälltes Silikagel, Diatomeenerde oder durch Verbrennung gewonnene Kieselsäure, verwendet, so erhält man ausgezeichnete Trennmittel für das Croning- oder Schalenformverfahren, die keinerlei Ablagerungen am Modell hervorrufen. -Beispiel 3 Es werden Trennmittel entsprechend Beispiel i unter Verwendung von Diäthylsiloxan, Phenylmethylsiloxan, Äthylmethylsiloxan hergestellt. Diese Emulsionen wirken. ausgezeichnet als Trennmittel. Es bilden sich keine Ablagerungen beim Croningverfahren.If this emulsion is sprayed onto the model of a continuously operating shell molding machine before each work step, no undesirable deposits will form even after one month of operation. The use of the previous emulsions consisting of polysiloxanes or organic compounds, on the other hand, leads to deposits on the model, which make it necessary to clean the model at least once a day. Example - If, as in Example i, emulsions with commercially available types of silica, such as colloidal silica dispersed (300/0) in water, precipitated silica gel, diatomaceous earth or silica obtained by incineration, are used, excellent release agents for the Croning or shell molding process are obtained do not cause any deposits on the model. Example 3 Release agents are prepared according to Example i using diethylsiloxane, phenylmethylsiloxane, ethylmethylsiloxane. These emulsions work. excellent as a release agent. No deposits form during the croning process.

Claims

PATENT CLAIM: Mold release agent emulsion, characterized by a Content of i. i up to 75 weight Percent of an organopolysiloxane, 1.9 to 3 methyl, ethyl, phenyl radicals or mixtures thereof per silicon atom Contains residues, 2. 2 to 2o percent by weight of fine silica, 3. r to 6 percent by weight Emulsifier, namely morpholine salts of fatty acids with 12 to 18 carbon atoms in the chain or acetates of n-primary amines with 12 to 18 carbon atoms in the chain or monoester of polyethylene glycols and fatty acids with 1Z to 18 Carbon atoms in the chain or alkylated aryl polyether alcohols or alkali metal salts. of alkylated aryl polyether sulfates. q .. 2o to 9o weight percent water.