SU1600900A1

SU1600900A1 - Composition of bentonite suspension for unit sands

Info

Publication number: SU1600900A1
Application number: SU884411030A
Authority: SU
Inventors: Мария Ивановна Курилина; Ольга Михайловна Миланович
Original assignee: Белорусский Политехнический Институт
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1990-10-23

Abstract

Изобретение относитс к литейному производству, а именно к составам бентонитовых суспензий, примен емых при изготовлении единых формовочных смесей (ЕФС). Цель изобретени - улучшение реологических свойств суспензии и смеси. Бентонитова суспензи содержит следующие ингредиенты, мас.%: натриевый бентонит 25,00-40,00This invention relates to a foundry, in particular, to compositions of bentonite suspensions used in the manufacture of single molding sands (EFS). The purpose of the invention is to improve the rheological properties of the suspension and mixture. Bentonite suspension contains the following ingredients, wt.%: Sodium bentonite 25,00-40,00

водорастворимые соли цинка 0,20-3,80water soluble zinc salts 0.20-3.80

смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов 0,01-0,04a mixture of polyethylene glycol ethers of mono - and dialkylphenols 0.01-0.04

вода - остальное. Совместное использование в суспензии солей цинка (хлоридов, сульфатов или нитратов) и полиэтиленгликолевых эфиров (ОП-7 или ОП-10) позвол ет увеличить диспергируемость глинистых частиц, улучшить реологические свойства суспензии. ЕФС при использовании бентонитовой суспензии изготовл ют обычным способом. Применение суспензии в ЕФС позвол ет улучшить такие показатели смеси как формуемость, уплотн емость, текучесть. При этом снижаетс расход бентонита, стабилизируетс работа технологического оборудовани , улучшаетс товарный вид отливок. 4 табл.water - the rest. The combined use of zinc salts (chlorides, sulfates or nitrates) and polyethylene glycol ethers (OP-7 or OP-10) in suspension allows increasing the dispersibility of clay particles and improving the rheological properties of the suspension. EFS using a bentonite suspension is made in the usual way. The use of the suspension in the EFS allows to improve such mixture parameters as formability, compactibility, flowability. This reduces the consumption of bentonite, stabilizes the operation of technological equipment, improves the presentation of castings. 4 tab.

Description

Изобретение относитс к литейному производству, а именно к составам бенто нитовых суспензий, примен емь х при изго- товлении единых формовочных смесейThe invention relates to foundry production, namely to compositions of benthine suspensions, used in the manufacture of uniform molding sands.

мГвоГлгг - ™-™--гтmGvOglgg - ™ - ™ - rt

несГс Г ТпГ„з1ТГсГ °™™- в составе бентонитовой суспензии игпо ьзую ,с водорастворимые соли цинка (II) - хлориды, сульфаты или нитраты в сочеnesGs G TpG "s1TGsG ° ™" - in the composition of the bentonite suspension should be used, with water-soluble zinc (II) salts - chlorides, sulphates or nitrates in combination

тании со смесью полиэтилен л,колевых или ОП « Фенолов, марки Ш 7 нГм nnl ° °Р относ тс к неионоген- ным поверхностно-активным веществамTania with a mixture of polyethylene l, kolovy or OP "Phenols, grade W 7 nGm nnl ° ° P belong to non-ionic surfactants

введение указанных веществ обеспечивает повышенную степрик диспергировани глин в водной среде Наличие в обменном комплексе бентоо:;г„рГ .:гл1; ----Гре г:з the introduction of these substances provides an increased steppe dispersion of clays in an aqueous medium. The presence in the bentoo exchange complex:; ---- Gre g: s

п Г ГГГ„еГГ. св зь между ними, в св зи с чем самопроизвольное диспергирование глины становитс невозможным. Наиболее сильную св зь паp YYYY eGG. the connection between them, in connection with which spontaneous dispersion of the clay becomes impossible. The strongest bond pa

нГ/такГ трехаалентнь Тати:. . ны, а также катион кальци . Катион цинка в этом отношении значЛельно слабее такng / tac tri-valent Tati :. . as well as calcium cation. Zinc cation in this respect is significantly weaker so

как не обладает такой эффективной способностью встраиватьс в кристаллическую решетку монтмориллонита. Таким образом, в присутствии солей цинка св зь между пакетами устанавливаетс относительно непрочна , а дополнительный ввод полиэтиленгликолевых эфиров моно- и ди- алкилфенолов не позвол ет им склеиватьс между собой по базальным плоскост м, В итоге степень диспергации частиц бентонита возрастает. Поэтому сочетание солей цинка с полиэтиленгликолевыми эфирами моно- и диалкилфенолов обеспечивает получение менее рыхлых и более тонких пленок глинистого св зующего, которое равномерно и полно обволакивает поверхность непластичных материалов, в частности наполнителей смесей. Такие пленки лучше способствуют взаимному скольжению частиц, а следовательно, улучшению реологических характеристик как суспензии , так и смеси.it does not have such an effective ability to be incorporated into the crystal lattice of montmorillonite. Thus, in the presence of zinc salts, the bond between the packets is established relatively fragile, and the additional input of polyethylene glycol ethers of mono- and dialkylphenols prevents them from sticking to each other along the basal planes. As a result, the degree of dispersion of bentonite particles increases. Therefore, the combination of zinc salts with polyethylene glycol ethers of mono- and dialkylphenols provides for obtaining less loose and thinner films of clay binder, which evenly and completely envelops the surface of non-plastic materials, in particular fillers of mixtures. Such films better contribute to the mutual slip of particles, and therefore, to improve the rheological characteristics of both the suspension and the mixture.

При использовании в качестве актива- тора-разжижител водорастворимых солей цинка оптимальное содержание бентонита- в суспензии находитс в пределах 25-40 мас.%. Если бентонита меньше 25 мас.%, суспензи становитс очень чувствительной к перерасходу активатора-разжижител , т.е. имеет место ее расслоение. При содержании бентонита свыше 40 мас.% резко возрастает в зкость суспензии. При содержании солей цинка (в пересчете на безводную соль) меньше 0,2 мас.% их разжижающее действие недостаточно даже при минимальном содержании бентонита, ввод активатора более 3,8% экономически нецелесообразен, поскольку не дает приращени положительного эффекта. При содержании ПАВ (смеси полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов) менее 0,01 мас.% реологические свойства формовочных смесей заметно ухудшаютс , так как при этом снижаетс степень диспергировани частиц бентонита.When used as a water soluble zinc salt activator, the optimal content of bentonite in the suspension is in the range of 25-40% by weight. If the bentonite is less than 25 wt.%, The suspension becomes very sensitive to the overrun of the diluent activator, i.e. its bundle takes place. When the content of bentonite is more than 40 wt.%, The viscosity of the suspension increases sharply. When the content of zinc salts (in terms of anhydrous salt) is less than 0.2 wt.%, Their liquefying effect is not enough even with the minimum content of bentonite; input of an activator more than 3.8% is not economically feasible, since it does not give an increment of a positive effect. When the surfactant content (mixtures of polyethylene glycol ethers of mono- and dialkylphenols) is less than 0.01 wt.%, The rheological properties of the molding mixtures deteriorate markedly, since this reduces the degree of dispersion of the bentonite particles.

Составы суспензий приведены в табл. 1. Бентонитовую суспензию приготавливают следующим образом.The compositions of the suspensions are given in table. 1. A bentonite suspension is prepared as follows.

Расчетное количество соли цинка раствор ют в воде и при перемешивании добавл ют натриевый бентонит и смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов . Компоненты перемешивают 30 мин при скорости вращени вала мешалки 120 об/мин. У суспензии определ ют растекаемость сразу после приготовлени суспензии и после ее выстаивани в течение 72 ч. Степень диспергации частиц бентонита е суспензии оценивают по адсорбции (А) и величине емкости катионного обмена (Е).The calculated amount of zinc salt is dissolved in water and sodium bentonite and a mixture of polyethylene glycol ethers of mono- and dialkylphenols are added with stirring. The components are mixed for 30 minutes at a rotation speed of the stirrer shaft of 120 rpm. The flowability of the suspension is determined immediately after the preparation of the suspension and after it has matured for 72 hours. The degree of dispersion of the particles of bentonite and suspension is evaluated by adsorption (A) and the value of cation exchange capacity (E).

Результаты испытаний суспензий 2-9 по этим показател м приведены в табл. 2.The test results of suspensions 2-9 for these indicators are given in table. 2

О реологических свойствах суспензии можно судить по электрокинетическому по- тенциалу ( -потенциалу), предельному напр жению сдвига РК и пластической,The rheological properties of the suspension can be judged by the electrokinetic potential (–potential), the limiting shear stress RK and the plastic,

в зкости .viscosity

Дл измерени электрокинетического потенциала применен электроосмотиче- 0 ский метод, а измерени Рк и производ т с помощью вискозиметра. Результаты измерений -потенциала, предельного динамического напр жени сдвига Рк и пластической в зкости 7п дл суспензии 1- 5 3 (табл. 1) представлены в табл. 3.The electroosmotic method was used to measure the electrokinetic potential, and the PCs were measured using a viscometer. The results of the measurements of the potential, the limiting dynamic shear stress Pk, and the plastic viscosity 7p for the suspension 1–5 3 (Table 1) are presented in Table. 3

Аналогичные результаты получены при использовании в составе глинистой суспензии сернокислых м азотнокислых солей цинка и ОП-10.Similar results were obtained when using in the composition of the clay suspension sulfate m nitrate salts of zinc and OP-10.

0Единые формовочные смеси (ЕФС) при0United molding sands (EFS) with

использовании бентонитовой суспензии изготовл ют обычным способом с учетом того, что глиносодержание в смеси должно быть не менее 8%.using a bentonite suspension is made in the usual way, taking into account that the clay content in the mixture should be at least 8%.

5 Свойства единых формовочных смесей, получаемых при использовании суспензии, приведены в табл. 4.5 The properties of a single molding mixture obtained by using a suspension are given in table. four.

Таким образом, использование водорастворимых солей цинка (хлоридов, сульфа- 30 тов, нитратов) в-сочетании со смесью полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов (ОП-7 или ОП-10) оказывает положительное вли ние на водные суспензии активированных бентонитов, кроме раз- 35 жижающего, они оказывают диспергирующее действие на частицы бентонита. В составах ЕФС сочетание этих материалов вызывает улучшение их реологических и качественных характеристик.Thus, the use of water-soluble zinc salts (chlorides, sulpha-30s, nitrates) in combination with a mixture of polyethylene glycol ethers of mono- and dialkylphenols (OP-7 or OP-10) has a positive effect on aqueous suspensions of activated bentonites, except for 35 liquefying, they have a dispersing effect on the particles of bentonite. In the composition of the ESF, the combination of these materials causes an improvement in their rheological and qualitative characteristics.

40Все это позвол ет снизить расход бентонитового св зующего, стабилизировать работу технологического оборудовани , улучшить товарный вид отливок, так как при использовании ЕФС, изготовленных на сус- 45 пензии по изобретению, отливки не имели каких-либо дефектов.40All this allows to reduce the consumption of bentonite binder, stabilize the operation of the process equipment, improve the appearance of the castings, as when using the ESA, manufactured using the suspension according to the invention, the castings did not have any defects.

Claims

The invention Composition of bentonite suspension for a single molding mixtures used 50 mainly for automatic lines, including sodium bentonite, water and inorganic salt with an activating effect, characterized in that, in order to improve the rheological properties of the suspension and mixture, it is inorganic salt the activating effect contains water-soluble zinc salts and additionally contains a mixture of polyethylene glycol ethers of mono- and dialkylphenols in the following ratio of ingredients. wt.%:

Sodium bentonite25.00-40.00

Water soluble

zinc salts (in terms of

a couple for anhydrous salt) A mixture of polyethylene glycol ethers of mono- and dialkylphenols

Water

Table 1

table 2

Table 3

Table 4