Стабилизирующие вещества

Категория:
Покрытия литейных форм


Стабилизирующие вещества

Литейные краски, представляющие собой суспензии твердых частиц наполнителя в жидкой дисперсионной среде, являются седиментационно неустойчивыми системами.

При равенстве плотностей, когда Pi — р2 = 0, твердые частицы находятся во взвешенном состоянии и система седиментационно устойчива. Уравнение Стокса определяет пути получения седиментационно устойчивых красок. Однако вычисленные по формуле скорости оседания частиц в красочных суспензиях не совпадают с фактическими, поскольку частицы наполнителя имеют значительные отклонения от шаровидной формы, а жидкая среда содержит связующие, стабилизирующие и прочие добавки, вступающие в физико-химическое взаимодействие с поверхностью твердых частиц. Кроме того, с увеличением концентрации суспензии на скорость седиментации оказывают влияние силы притяжения Ван-дер-Ваальса, быстро увеличивающиеся с уменьшением расстояния между частицами. Отдельные частицы при этом слипаются и коагулируют.

Действенным способом повышения седиментационной устойчивости литейных красок является увеличение вязкости жидкой фазы путем введения стабилизирующих веществ (стабилизаторов). Стабилизаторы представляют собой вещества, неограниченно набухающие в жидкости и создающие коллоидные растворы, в результате чего вязкость дисперсионной среды возрастает. Процесс набухания, как и растворение, является избирательным, т. е. данное вещество может набухать только в определенной жидкости. В связи с этим известные стабилизаторы разделяют на две большие группы: для водных красок и неводных (на органических растворителях).

Стабилизаторы водных красок. Глины формовочные (ГОСТ 3226—65) применяют в составе литейных покрытий не только как связующий материал, но и как добавку, препятствующую расслоению краски. Выбирая глину для использования в качестве стабилизирующей добавки, предпочитают наиболее дисперсные глины с высокой степенью набухаемости.

Структура глин состоит из отдельных пакетов кристаллической решетки. Расстояние между плоскостями смежных пакетов зависит от минералогического состава глин. В каолиновых глинах это расстояние составляет около 2 А, а в монтмориллонитовых 20 А. Молекулы воды (радиус 1,45 А) не проникают в межпакетное пространство каолиновых глин и в то же время свободно проходят между пакетами в монтмориллонитовых (бентонитовых) глинах, что обеспечивает внутрикристаллическое набухание материала. Поэтому набухаемость бентонитов значительно больше, чем каолиновых глин.

Из приведенных данных следует, что для предотвращения расслаивания водных красок, в состав которых в качестве стабилизатора входит бентонит, рН суспензии надо поддерживать не ниже 5. В составе краски должно быть не более 3—4% глины. Избыток глины вызывает растрескивание покрытия подобно тому, как растрескивается глинистое дно высохшей лужи. Расслоение суспензии, в состав которой входит 40% кварцевой муки, Уменьшается по мере увеличения в ее составе до 4% бентонита. Дальнейшее увеличение содержания бентонита не повышает устойчивости суспензии.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) — мелкозернистый или порошкообразный материал белого или кремового цвета — представляет собой натриевую соль целлюлозно-глико-левой кислоты. КМЦ не токсична и не воспламеняется (при действии огня только обугливается), хорошо растворяется в холодной воде. Выпускается по ГОСТ 5.588—70 (марка 83/500) и по МРТУ 6-05-1098-67. Являясь хорошим стабилизатором водных красок, КМЦ обладает также связующими свойствами.

По вискозиметру ВЗ-4 вязкость полученного «лака литейного» 12—13 с. В качестве растворителя можно использовать спирт (этиловый, изопропиловый) или растворитель АКР.

Полиакриламид (ТУ 6-16-1759—72) —высокомолекулярный продукт полимеризации акриламида с очень длинными нитеобразными молекулами из группы СН2 и СН и полярными группами NH2. Молекулярная масса обычно 500 000 и более. Готовый продукт полимеризации — 8%-ный водный раствор по-лиакриламида (ПАА) — представляет собой очень вязкую, студнеобразную массу желтовато-зеленого цвета.

Полиакриламид, широко применяемый в качестве высокоэффективного коагулянта при обогащении руд и очистке сточных вод, предложен в качестве стабилизатора водных красок х. Для приготовления красок на основе легких наполнителей (графит, кварц, тальк) применяют 1 — 1,5%-ный раствор ПАА, а для красок стяжелыми наполнителями (циркон, рутил) — 1,5—3,0%-ный водный раствор ПАА.

Мылонафт (ТУ 38-1-183—68) — натриевые мыла нерастворимых в воде органических кислот, получаемых при щелочной очистке керосиновых и дизельных дистиллятов нефти. По внешнему виду мылонафт — мазеобразное вещество от светло-желтого до коричневого цвета. Применяют его как заменитель жиров в мыловаренной промышленности и для приготовления эмульсий. В литейном производстве применяют иногда для стабилизации водных красок. При гидрофильном наполнителе устойчивость краски обеспечивает 0,7% мылонафта.

Кроме рассмотренных здесь материалов, стабилизаторами водных красок являются также описанные выше связующие: декстрин, патока, пектиновый клей, сульфитно-спиртовая барда. Однако ввиду их низкой термостойкости и высокой гигроскопичности применение этих материалов одновременно и в качестве стабилизаторов не рекомендуется.

Стабилизаторы неводных красок. Кроме вышеприведенных связующих неводных красок, которые служат одновременно и стабилизаторами (поливинилбутираль, смола ФФ-1с), известны следующие материалы, стабилизирующие суспензии на органических растворителях.

Полиизобутилен (ГОСТ 13303—67) — продукт низкотемпературной полимеризации изобутилена в среде испаряющегося этилена. Рекомендуемая для стабилизации красок марка П-200 обладает молекулярной массой 175 ООО—225 ООО. Растворяется в бензине и смеси бензина с уайт-спиритом.

Клей резиновый 4508 — раствор резиновой смеси в бензине. Содержание резины в клее 19—21%. Этот клей предложен ВНИИЛИТМАШем в качестве стабилизатора быстросохнущих красок на основе смолы 101М и бензина «Галоша». Служит заменителем полиизобутилена.

Бентоны — органические бентониты, получаемые путем обработки глин высокомолекулярными соединениями аминов. Бентоны набухают в минеральных маслах и некоторых органических растворителях, образуя с ними тиксотропные гели. Отечественной промышленностью централизованно бентоны пока не выпускаются. Бентон «Ивегель» венгерского производства применяют как стабилизирующий агент в лакокрасочной промышленности.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум