Brevet FR2000776A1 — publié le 19690912

î 2Q00776 L'invention a pour objet un procédé de fabrication de pâtes liquides autodurcissantes, destinées à la production de moules et de noyaux de fonderie, adaptés à la trempe spontanée à froid. Les procédés connus jusqu'à présent, de production de pâtes liquides 5 autodurcissantes, préparées généralement dans des malaxeurs à action continue, en tant qu'agents moussants permettant d'obtenir la fluidité de la pâte à sable, par une teneur en eau relativement faible prévoient le plus souvent, l'utilisation d'agents tensio-actifs, des dérivés d'acides benzène-sulfoniques, par exemple des sels de sodium d'acides de benzène-dodécile-sulfoniques, appelés 10 encore kéryle-benzène-sulfonates, ou bien des produits secondaires de l'épuration du pétrole, qui sont des mélanges d'hydrogénosulfates et de divers composés aliphatiques aromatiques et hydroaromatiques, connus généralement sous l'appellation "catalyseur neutralisé Pietrow". L'emploi de ce type d'agent moussant pour la production de pâtes liquides 15 autodurcissantes en sable quartzeux, silicate bicalcique ou autres composants semblables, ainsi qu'en verre soluble, requiert en même temps l'emploi d'autres agents tensio-actifs à caractère de stabilisateurs, ou d'agents d'extinction de la mousse, et parfois même l'application d'une température surélevée, afin d'améliorer certaines propriétés de la pâte durcie spontanément à fioid. L'utilisation 20 pour la production de pâtes liquides autodurcissantes, d'agents moussants du type kéryle-benzène-sulfonates par exemple, provoque la réduction de la vitesse de prise de la pâte à froid, ainsi que la réduction, parfois très grande, de sa perméabilité après durcissement, ce qui â son tour, contribue à la formation de nombreux défauts de fonderie dans les pièces coulées. 25 On a vérifié, à titre d'exemple, que les pâtes rendues moussantes à l'aide de kéryle-benzène-sulfonates de production polonaise, présentent, après durcissement à froid, une perméabilité de 50 unités à peine, soit donc deux et même trois fois plus petite que la perméabilité de nombreux sables de moulage obtenus par des procédés traditionnels. La pratique industrielle a mis 30 en évidence que les moules et noyaux de fonderie fabriqués à partir de ces pâtes autodurcissantes, requièrent un séchage supplémentaire, afin d'améliorer leur perméabilité. C'est lâ un autre défaut de ce procédé, étant donné que le séchage des moules et noyaux dans les séchoirs est onéreux et prend beaucoup de temps. 69 00799 2 2000776 De même, les pâtes liquides autodurcissantes, produites en employant un agent.moussant basé sur les produits secondaires dë l'épuration du pétrole, dans le genre de catalyseur solide Pietrow, compte tenu de leurs propriétés moussantes relativement réduites, présentent une durabilité insuffisante de la 5 mousse, ce qui rend difficile et même impossible la formation de pâtes liquides dans les malaxeurs modernes à action continue, sans l'addition simultanée de stabilisateurs de mousse adéquats. De façon générale, on peut affirmer que l'utilisation de stabilisateurs ou d'agents d'extinction de mousse, si même, dans une certaine mesure, ils « 10 corrigent certaines propriétés technologiques des pâtes liquides autodurcissantes, nuisent presque toujours à d'autres propriétés de ce genre de pâte. Outre les défauts décrits, les agents moussants énumérés, en tant que mélange de divers composés tensio-actifs à composition chimique variable, requièrent, en pratique, un contrôle constant et précis, donc indésirable, de 15 leuis propriétés moussogènes. Le but de l'invention est de résoudre le problème technique de Id production de pâtes liquides, en utilisant des agents moussants qui, sans aucun apport de substances tensio-actives, permettent d'obtenir une pâte, de fluidité requise, tant dans les malaxeurs à action cyclique que dans les malaxeurs modernes à 20 action continue, qui ne freinent pas la prise de la pâte, et qui assurent précisément la perméabilité requise des moules et noyaux de fonderie trempés spontanément à froid, sans séchage supplémentaire. Les recherches réalisées ont abouti à l'élaboration d'une technique de grand rendement, pour la production de pâtes liquides faisant l'objet de la 25 présente invention, et qui consiste à additionner aux composants de base de la pâte, à savoir au sable quartzeux, au silicate bicalcique ou à d'autres agents de durcissement, et du verre soluble, ainsi qu'à l'eau, des agents moussants-spéciaux, universels, basés sur des acides alcoyliques ou alcène-naphtalène-su.l'fo-niques de formule chimique aénérale : 30 \ 69 00799 3 2000776 10 15 20 25 ou : R est un-radical alcoylique, alkénique ou semblable, à chaîne droite ou ramifiée, n varie de 1 à 5. C'est le nombre de radicaux dans te noyau cfe naphta- et Me est un cation anorganique ou organique, (Jn exemple d'un tel agent moussant est représenté par le sel de sodium d'acide dibutyl-naphtalêne-sulfonique de formule chimique : Un exemple de la pâte liquide autodurcissante est représenté par le mélange suivant : - sable quartzeux : 100 parties en poids - scories au chrome : 5 parties en poids -verre soluble â pbids spécifique de l,5g/cm3 : 4 parties en poids -eau : 2 à 2,5 parties en poids -agent-moussant selon l'invention converti en substance pure: 0,06 à 0,10 parties en poids La production de pâtes fiquides selon l'invention consiste à malaxer fous les composants de la pâte dans des appareils appropriés, â action cyclique ou continue, pendant une â trois minutes. Pendant le malaxage, une telFe pâte est soumise & un moussage rapide, et, en conséquence, elle acquiert des propriétés de liquide fjuî permettent Suivant les conditions, le processus peut durer de dix o quarante-cinq minutes, après quoi, le moule ou le noyau de moulage peut être séparé du modè-fe, et après avoir appliqué le revêtement requis, il peut être utilisé directement, sans séchage supplémentaire, â la fabrication de pièces coulées. La perméabilité d'une telle pâte est très élevée, et en cas d'utilisation de sable quartzeux fène. 69 00799 4 2000776 pur, à granulométrie moyenne, elle atteint 600 à 800 unités. Suivant les besoins de la technologie, les agents moussants pour la production de pâtes liquides selon l'invention, peuvent se présenter sous des formes diverses : corps solides, poudres, pâtes, ou encore liquides à diverses teneurs en eau et en composant pur, ce qui sera pris en considération pour le calcul de la composition de la pâte. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de fart. Le procédé selon l'invention peut, par exemple, être appliqué également pour la production de pâtes liquides autodurcissantes destinées à d'autres fins que la fonderie. 69 00799 2000776 Revendications 1) Procédé de production de pâtes liquides autodurcissantes en sable quartzeux, silicate bicalcique ou autres agents de durcissement, ainsi que de verre soluble, utilisées pour la fabrication de moules et noyaux de fonderie, caractérisé en ce que I ron ajoute à la mixture de composants de remplissage et 5 de liaison contenue dans le malaxeur à action cyclique ou continue, un agent moussant universel sous forme de composé chimique, dérivé d'acides alcoy-ou alcène-naphtalène-sulfoniques de formule chimique générale ; foi /vA SOgMe 10 R est un radical alcoylique, alkénique ou semblable, à chaîne droite ou ramifiée, 15 n représente 1,2, 3,.4 ou 5 nombres de radicaux R, dans le noyau de naphtalène, et Me est un cation anorganique ou organique. 2) Procédé de production de pâtes liquides autodurcissantes selon la revendication 1) caractérisé en ce que les composants de base des pâtes liquides 20 autodurcissantes sont additionnés d'un agent moussant universel, à raison de 0,05 â 0,10 ou plus parties en poids de substance pure, contre 100 parties en poids de sable. 3) Procédé de production de pâtes liquides autodurcissantes selon les revendications D et 2) caractérisé par le fait que l'agent moussant universel est 25 additionné à la pâte dans l'état physique répondant aux besoins technologiques, par exemple sous forme de corps solides, de poudres ou de pâtes, éventuellement sous forme de liquides à diverses teneurs en eau, et en composant tensio-actif pur.