Быстросохнущие противопригарные покрытия

 

Неводные противопригарные покрытия получили широкое распростране­ние в связи с внедрением быстротвердеющих смесей. Особые свойства этих смесей обусловливают применение покрытий, не требующих просушки.

Большинство неводных противопригарных покрытий обладает невысо­кой термостойкостью, поскольку применяемые органические связующие разлагаются при нагреве в интервале 200–460 °С.

Например, поливинилбутираль (ПВБ) полимеризуется после испарения растворителя при комнатной тем­пературе и придает слою покрытия высокую прочность на истирание (более 3 000 г), хорошо стабилизирует уже при содержании 3–4 % от массы диспер­сионной среды самые тяжелые наполнители. Благодаря таким высоким свойствам при комнатной температуре это связующее широко применяют в литейном производстве. Вместе с тем поливинилбутираль полностью выго­рает уже при 200–300 °С и покрытие осыпается. Это мо­жет быть причиной появления засоров и местного пригара в отливках.

Учитывая низкую термостойкость, поливинилбутираль следует применять в покрытиях только в небольших количествах, обеспечивающих доста­точную устойчивость суспензии, и в сочетании с более стойкими связую­щими, например, кремнийорганическим лаком К-9, древесным пеком и др.

Низкой термостойкостью обладают и другие связующие: поливинилацетатная эмульсия, поливиниловый спирт и эмульсионный полистирол.

Несколько большую термостойкость (400–450 °С) проявляют олифа, пек, смолы, особенно пульвербакелит и инден-кумароновая смола. Приво­димые ниже составы быстросохнущих покрытий, включающие органические связующие, следует применять для форм и стержней, испыты­вающих при заливке небольшие термические нагрузки, то есть для получения мелких и средних отливок, преимущественно из чугуна и цветных сплавов.

Существенно повысить термостойкость неводных быстросохнущих красок можно, сочетая органические связующие с органофильными глина­ми (бентонами). Бентоны хорошо набухают в высокополярных органических жидкостях, таких, как ацетон, бутиловый спирт, комбинированные растворители, и могут служить стабилизаторами и связующими красок.

Кислые неводные покрытия. Быстросохнущие противопригарные покрытия с кислым огнеупорным наполнителем – пылевидным кварцем – применяют редко. В чугунолитейных цехах формы из химически твердеющих смесей окрашивают обычно графитовыми красками, а в стале­литейных, расходуя сравнительно дорогие растворители, в качестве напол­нителей применяют материалы более качественные по сравнению с кварцем, например дистен-силлимант.

Нейтральные неводные покрытия. Среди известных нейтральных составов наиболее распространены цирконовые (табл. 90–91), кото­рые приготовляют из цирконовых порошков (концентратов) или централи­зованно поставляемых цирконовых паст. Последние состоят из цирконового порошка, термопластичных смол и специальных добавок. В качестве связующего и стабилизатора цирконовых покрытий чаще всего применяют ПВБ в виде 3–4 %-го раствора в спирте.

Покрытия с высокой термостойкостью получают, применяя спиртовой раствор гидролизованного этилсиликата.

Формы, окрашенные красками с уайт-спиритом, для ускорения про­сушки подвергают тепловой обработке, бензиновые – поджигают.

Основные неводные покрытия. Эти составы приготовляют в основном из талька (табл. 92) и применяют для чугунного литья. Такие же распространенные материалы основной группы, как магнезит и хромомагнезит, применяют главным образом в водных покрытиях для стальных отливок.

Таблица 90

Состав цирконовых покрытий с применением смесей углеводородов

 

Компонент	Количество для составов
мас. %	об. %
Циркон	69,0		54–56
Олифа	–	–		–
Связующее 101М	–	–	–
Смола 101М	2,0		–	–
Полиизобутилен П-200	0,2	–	–	–
Клей резиновый	–		–	–
Бензин «Галоша»	–		–	–
Бензин с уайт-спиритом	28,8	–	–	–
Уайт-спирит	–	–	38–40

 

Таблица 91

Состав цирконовых покрытий

на комбинированных растворителях, лаках и эмалях, мас. %

 

Компонент	Номер состава
Циркон обезжелезенный			93–97
Инден-кумароновая смола	–	–	5–7	–
Олифа	–	–	0,2–0,3	–
Нитролак № 624А или № 624С		–	–
Поливинилбутираль марки КА или КБ	–		–	–
Растворитель:
№ 646		–	До плотности 1,8–1,95 г/см^3
гранитоля обувного	–		–	–

Таблица 92

Составы неводных тальковых покрытий для чугуна, мас. %

 

Компонент	Номер состава
Тальк	46,0	42,0	До 100	До 100
Смола 101М	6,0	–	–	–
Поливинилбутираль	–	2,5	–	–
Клей резиновый	5,0	–	–	–
Смола ПК-104	–	–	1,5–2,0	1,5–2,0
Бензин «Галоша»	43,0	–	–	–
Спирт гидролизный	–	55,5	–	–
Эфироальдегидная фракция	–	–	67–75	65–72
Керосин	–	–	0,5	0,5
Борная кислота	–	–	–	3,0–5,0

 

П р и м е ч а н и е. Состав 1 имеет плотность 1,10–1,14 г/см³, состав 2 – 1,08–1,1 г/см³.

 

Углеродистые неводные покрытия. Типичными пред­ставителями графитовых покрытий на этиловом спирте являются составы 1 и 2, включающие поливинилбутираль (табл. 93).

Таблица 93

Составы графитовых спиртовых покрытий, мас. %

 

Компонент	Номер состава
Графит:
скрытокристаллический	30,0	35,0	31,6
кристаллический	–	10,0	5,0
Поливинилбутираль	3,0–4,0	2,5	1,9
Древесный пек	–	–	5,5
Растворитель № 646	–	–	11,0
Спирт этиловый	До требуемой плотности	52,5	45,0

 

П р и м е ч а н и е. Состав 1 имеет плотность 1,08–1,10 г/см³, состав 2 –1,10–1,25 г/см³, состав 3 – 1,14–1,16 г/см³.

 

Негорючие быстросохнущие покрытия, содержат жидкие фреоны (табл. 94). Составы 1 и 2, в которых основными растворителями яв­ляются тяжелые фреоны, характеризуются отсутствием стабилизирующей добавки, а поэтому низкой вязкостью на уровне упрочняющих растворов. Это обеспечивает фреоновым краскам высокую проникающую способность, особенно в сочетании с высокодисперсными наполнителями. Принятая в качестве связующего канифоль может быть заменена другими связующими. В составах 3 и 4 основным растворителем служит изопропиловый спирт, а фреоны добавляют для предотвращения возгорания покрытий при соприкосно­вении с открытым огнем.

Таблица 94

Составы и свойства графитовых покрытий на жидких фреонах

 

Компоненты и свойства	Номер состава
Содержание компонентов, % по массе
Графит скрытокристаллический
Поливинилбутираль	–	–
Канифоль			–	–
Изопропиловый спирт
Фреон-11482		–		–
Фреон-113	–		–
Свойства
Плотность, г/см^3	1,8	1,55	1,19	1,18
Вязкость по ВЗ-4, с
Прочность на истирание, г	Более 3 000
Продолжительность высыхания, мин

 

П р и м е ч а н и е. Вместо канифоли могут быть применены пульвербакелит, инден-кумароновая смола и другие связующие

 

Во НПО «ВНИИлитмаш» разработаны противопригарные покрытия, в состав которых введены алкилфенольная смола 101М и стабилизирующие растворы каучука в бензине (табл. 95). Достоинством этих составов, является негигроскопичность твердого покрытия, благодаря чему он долго сохраняет свою первоначальную прочность во влажной атмосфере.

Составы графитовых покрытий на комбинированных растворителях, лаках и эмалях представлены в табл. 96.

 

Таблица 95

Состав графитовых покрытий с применением смесей углеводородов, мас. %

 

Компонент	Номер состава
Графит:
скрытокристаллический	35,0				До 100
кристаллический	10,0				–
Смола 101М	5,0		–	–	–
Клей резиновый	–		–	–	–
Полиизобутилен П-200	0,3	–	–	–	–
Древесная мука	–	–	–	–	3–5
Битум	–	–	–	–	37–55
Лак № 16	–	–		–	–
Керосин	–	–	–		–
Уайт-спирит	–	–	–	–	23–30
Бензин «Галоша»	49,7			–	–

 

П р и м е ч а н и е. Состав 1 имеет плотность 1,07 г/см³, вязкость (по ВЗ-4) 43 с, состав 2 – плотность 1,1–1,2 г/см³, вязкость 53 с.

 

Таблица 96

Состав графитовых покрытий на комбинированных растворителях, лаках и эмалях, мас. %

 

Компонент	Номер состава
на комбинированных растворителях	на лаках и эмалях
Графит:
скрытокристаллический		53,7
кристаллический		–	–						–
Поливинилбутираль	–	1,6	–	–	–	–	–	–	–
Поливинилбутиральный лак	–	–	–	–	–		–	–	–
Поливинилацетат бисерный	–	–	–	–		–	–	–	–
Смола ФФ-1с (вязкость 115–125 с)	–	–	–			–	–	–	–
Древесный пек		–	–	–	–	–	–	–	–
Битумный лак БТ-577	–	–		–	–	–	–	–	–
Лак БТ-5101	–	–	–	–	–	–	–
Нитроэмаль НМЭ-25	–	–	–	–	–	–	25–41	–	–
Растворитель:
№ 646		–	–	–	–	–	33–17	–	–
гранитоля	–	44,7	–	–	–	–	–	–	–
АКР	–	–	–			–	–	–	–
БСТ	–	–		–	–	–	–	–	–
уайт-спирит	–	–	–	–	–	–	–