一種耐熱鑄鐵鑄造塗料及其製備方法
2023-10-11 11:39:19
專利名稱：一種耐熱鑄鐵鑄造塗料及其製備方法
一種耐熱鑄鐵鑄造塗料及其製備方法技術領域
本發明屬於塗料領域，涉及一種耐熱鑄鐵鑄造塗料及其製備方法。
背景技術：
201010105706. 6號申請公開的防止碳缺陷的消失模鑄造鑄鐵塗料，按質量百分比，由以下組分組成60. 5% 64. 5%的鋁礬土、13. 5% 17. 5%的高嶺土、3. 5% 6. 0% 的滑石粉、1. 7 % 3. 5 %的凹土棒土、O. 4 % O. 8 %的木質素磺酸鈉、2. 5 % 6. O %的硫酸鋁、1. 7 % 3. 5 %的聚乙烯醇、3. 5 % 5. O %的矽溶膠、O.1 % O. 2 %的氧化鐵粉、O.01% O. 02%的正辛醇，上述組分總量為100%。分別製得凹土棒土、聚乙烯醇、硫酸鋁水溶液，鋁礬土、高嶺土、滑石粉和氧化鐵粉均勻混合成耐火粉料混合料，將凹土棒土、聚乙烯醇、硫酸鋁水溶液、矽溶膠與耐火粉料混合料及正辛醇混合，攪拌、研磨，即製成。該塗料具有良好的觸變性和塗掛性，塗層強度高、透氣性好；鑄件表面光潔，無皺皮等碳缺陷。72 小時懸浮率大於100%。觸變性22. 12%，高溫強度大於363g。上述塗料存在的問題是，觸變性及高溫強度還不足。發明內容
本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種耐熱鑄鐵鑄造塗料，不僅具有良好的懸浮性和高溫強度，並且觸變性高。
本發明的另一目的是提供一種耐熱鑄鐵鑄造塗料製備方法，該製備方法工藝簡單，生產成本低，適於工業化生產。
本發明鑄造塗料用於耐熱鑄鐵。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種耐熱鑄鐵鑄造塗料，其特徵在於，該材料中各成分的重量百分比為納米級(Mg，Fe) 2 (Si04)複合粉體25_28%，粉煤灰2_4%，十二烷基氨基丙酸鈉 O. 4-0. 8%，鈉基膨潤土 9-10%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液31_33%，其餘為碳化矽粉；其中，粉煤灰成分 的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7% ，其餘為Si02 ;碳化矽粉中各成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其餘Si02，碳化矽粉的粒徑為O. 5-lmm ； (Mg，Fe)2(Si04)複合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
上述耐熱鑄鐵鑄造塗料的製備方法，其特徵是該方法包括以下步驟O納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體的準備將氫氧化招Al (OH)3溶解於氫氧化鉀水溶液中，二者質量g :體積mL比為1:10 ;然後置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時，用濾紙過濾出沉澱物，並以去離子水洗淨4-6次； 然後將沉澱物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產物A待用；將FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合，葡聚糖T-40在充氮氣的環境下溶於1500ml純淨水中，然後加入 FeC13 ·6Η20 與 FeC12 · 4H20，其中 FeC13 · 6H20,FeC12 · 4H20 與葡聚糖 T-40的重量比為117 43 :250 ;用恆溫磁力攪拌器攪拌，同時滴加質量百分比濃度30%氨水，其中，葡聚糖T-40與氨水的重量g:體積ml之比為117:1200，升溫至80°C，1200r/min 攪拌，反應Ih得到膠體B ；將產物A、膠體B和(Mg，Fe)2(Si04)粉體三者按質量比O. 5 :1 :0. 4-0. 6混合；其中 (Mg，Fe) 2 (Si04)粉體的粒徑為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下於50_55°C超聲攪拌O. 5h ;再於100°C下常壓乾燥5h，即得到納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液的準備所用原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、 過硫酸鉀O. 15-0. 19%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯25-30%,乙酸乙烯酯15-20%，餘量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解後，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留1-2小時，得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液，待用；3)耐熱鑄鐵鑄造塗料製備其中各成份的重量百分比為所述納米級(Mg，Fe)2(Si04) 複合粉體25-28%，粉煤灰2-4%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 4-0. 8%，鈉基膨潤土 9_10%，所述 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液31-33%，其餘為碳化矽粉，將各成份放入容器中攪拌均勻即得；粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7%，其餘為Si02 ;碳化矽粉成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其餘為SiO2 ;碳化矽粉的粒徑為O.5-lmm;納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
步驟I)中所用氫氧化鉀水溶液的濃度為10mol/L氫氧化鉀水溶液。
步驟I)中所用氨水的質量百分比濃度為30%氨水。
本發明相比現有技術具有如下有益效果本發明耐熱鑄鐵鑄造塗料中納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體，具有大量的微觀界面，具有良好的隔熱性；而且具有較高的本體強度，顯著提高了材料的高低溫強度。納米級 (Mg，Fe) 2 (Si04)複合粉體在十二烷基氨基丙酸鈉和鈉基膨潤土的作用下，具有很好的觸變性。
塗料中3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液與納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體和粉煤灰具有很好的親和力。3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液通過加強與納米複合粉體的粘合劑來強化交聯強度，大大提高了材料的強度。
塗料中粉煤灰具有微觀多孔，既可提高材料的隔熱能力，而且降低成本。
塗料中矽化碳在材料中具有良好的隔熱耐熱性和良好的觸變性，並且具有良好的高溫穩定性，可廣泛應用於耐熱鑄鐵的鑄造。
圖1為本發明實施例1得到的鑄造塗料組織。
由圖1可以看出，該塗料塗在消失模表面後，組織均勻密實。
具體實施例方式以下實施例中所用聚乙烯醇的型號為2088 ； (Mg，Fe)2(Si04)粉體為市購橄欖石，其粒徑為 60_80nm。
實施例一耐熱鑄鐵用消失模鑄造塗料製備方法，該方法包括以下步驟O納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體的準備將20g氫氧化招Al (OH) 3溶解於200mL的10mol/L氫氧化鉀水溶液中；然後置入容器中加熱至120°C，保溫26小時，用濾紙過濾出沉澱物，並以去離子水洗淨5次；然後將洗滌後的沉澱物用高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產物A待用；將117gFeC13 ·6Η20與43g FeC12 ·4Η20混合，250g葡聚糖T_40在充氮氣的環境下溶於1500ml純淨水中，然後加入FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合物；用恆溫磁力攪拌器攪拌，攪拌速度1200r/min，同時滴加質量百分濃度30%氨水1200ml，升溫至80°C，反應Ih 得到膠體B;將產物A、膠體B和(Mg，Fe)2(Si04)粉體三者按質量比O. 5 :1 :0. 4混合；其中(Mg， Fe)2(Si04)粉體的粒徑為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下於50_55°C超聲攪拌O.5h ;再於100°C下常壓(一個大氣壓)乾燥5h，即得到納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液的準備所用原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、 過硫酸鉀O. 15%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯25%，乙酸乙烯酯20%，餘量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解後，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留1-2小時，得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液，待用；3)耐熱鑄鐵鑄造塗料製備其中各成份的重量百分比為上述納米級(Mg，Fe)2 (SiO4) 複合粉體25%，粉煤灰2%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 4%，鈉基膨潤土 9%，上述3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液31%，其餘為碳化矽粉，將各成份放入容器中攪拌均勻即得；其中，粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4% , Al2O3 26-28%，MgO 1-2%, Fe2O3 5-7% ，其餘為SiO2 ;碳化矽粉成分的重量百分比為SiC 99.8%，其餘為SiO2 ;碳化矽粉的粒徑為O. 5-lmm ； (Mg，Fe) 2(Si04)複合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
實施例二 步驟O中產物A、膠體B和(Mg，Fe)2 (SiO4)粉體三者混合的質量比O. 5 1 O. 6 ； 步驟3)耐熱鑄鐵鑄造塗料製備其中各成份的重量百分比為納米級(Mg，Fe)2(Si04) 複合粉體28%，粉煤灰4%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 8%，鈉基膨潤土 10%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液33%，碳化矽粉其餘。
其餘製備過程同實施例一。
實施例三步驟O中產物A、膠體B和(Mg，Fe)2 (SiO4)粉體三者混合的質量比O. 5 1 0. 5 ；步驟3)耐熱鑄鐵鑄造塗料製備其中各成份的重量百分比為該材料中各成分的重量百分比為納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體27%，粉煤灰3%， 十二烷基氨基丙酸鈉O. 5%，鈉基膨潤土 9. 5%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液32%， 碳化矽粉其餘。
其餘製備過程同實施例一。
實施例四各成份配比不在本發明設計範圍內。
步驟I)中產物A、膠體B和(Mg，Fe)2 (SiO4)粉體三者混合的質量比O. 5 1 0. 2 ； 步驟3)耐熱鑄鐵鑄造塗料製備其中各成份的重量百分比為該材料中各成分的重量百分比為納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體23%，粉煤灰1%， 十二烷基氨基丙酸鈉O. 3%，鈉基膨潤土 8%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液29%，碳 化矽粉其餘。
其餘製備過程同實施例一。
實施例五各成份配比不在本發明設計範圍內。
步驟I)中產物A、膠體B和(Mg，Fe)2 (SiO4)粉體三者混合的質量比O. 5 1 0. 8 ； 步驟3)耐熱鑄鐵鑄造塗料製備其中各成份的重量百分比為該材料中各成分的重量百分比為納米級(Mg，Fe) 2 (Si04)複合粉體30%，粉煤灰5%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 9%，鈉 基膨潤土 11%，3_甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液35%，碳化矽粉其餘。
其餘製備過程同實施例一。
測試下表對應本發明塗料及對比塗料I的性能測定，塗料的懸浮率直接測試。高 溫強度測定需塗刷在消失模表面進行。
權利要求
1.一種耐熱鑄鐵鑄造塗料，其特徵在於，該材料中各成分的重量百分比為納米級(Mg，Fe) 2 (Si04)複合粉體25_28%，粉煤灰2_4%，十二烷基氨基丙酸鈉O.4-0. 8%，鈉基膨潤土 9-10%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液31_33%，其餘為碳化矽粉；其中，粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7% ，其餘為Si02 ;碳化矽粉中各成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其餘Si02，碳化矽粉的粒徑為O. 5-lmm ； (Mg, Fe)2(Si04)複合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
2.根據權利要求1所述的耐熱鑄鐵鑄造塗料，其特徵在於，步驟I)中納米級(Mg， Fe)2(Si04)複合粉體的製備過程，具體如下將氫氧化招Al (OH)3溶解於氫氧化鉀水溶液中，二者質量g :體積mL比為1:10 ;然後置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時，用濾紙過濾出沉澱物，並以去離子水洗淨4-6次； 然後將沉澱物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產物A待用；將FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合，葡聚糖T-40在充氮氣的環境下溶於1500ml純淨水中，然後加入 FeC13 ·6Η20 與 FeC12 · 4H20，其中 FeC13 · 6H20,FeC12 · 4H20 與葡聚糖 T-40的重量比為117 43 :250 ;用恆溫磁力攪拌器攪拌，同時滴加30%氨水，其中，葡聚糖 T-40與氨水的重量g:體積ml之比為117 =1200,升溫至80°C，1200r/min攪拌，反應Ih得到膠體B ；將產物A、膠體B和(Mg，Fe)2(Si04)粉體三者按質量比O. 5 :1 :0. 4-0. 6混合；其中 (Mg，Fe)2(Si04)粉體的粒徑為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下於50_55°C超聲攪拌O. 5h ;再於100°C下常壓乾燥5h，即得到納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體。
3.根據權利要求1所述的耐熱鑄鐵鑄造塗料，其特徵在於，步驟2)中3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液的製備過程具體如下各原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、過硫酸鉀O. 15-0. 19%, 3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯25-30%，乙酸乙烯酯15_20%，餘量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解後，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70V之間，停留1-2小時，得到3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液。
4.一種耐熱鑄鐵鑄造塗料的製備方法，其特徵是該方法包括以下步驟O納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體的準備將氫氧化招Al (OH)3溶解於氫氧化鉀水溶液中，二者質量g :體積mL比為1:10 ;然後置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時，用濾紙過濾出沉澱物，並以去離子水洗淨4-6次； 然後將沉澱物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產物A待用；將FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合，葡聚糖T-40在充氮氣的環境下溶於1500ml純淨水中，然後加入 FeC13 ·6Η20 與 FeC12 · 4H20，其中 FeC13 · 6H20,FeC12 · 4H20 與葡聚糖 T-40的重量比為117 43 :250 ;用恆溫磁力攪拌器攪拌，同時滴加質量百分比濃度30%氨水，其中，葡聚糖T-40與氨水的重量g:體積ml之比為117:1200，升溫至80°C，1200r/min攪拌，反應Ih得到膠體B ；將產物A、膠體B和(Mg，Fe)2(Si04)粉體三者按質量比O. 5 :1 :0. 4-0. 6混合；其中 (Mg，Fe) 2 (Si04)粉體的粒徑 為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下於50_55°C超聲攪拌O. 5h ;再於100°C下常壓乾燥5h，即得到納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液的準備所用原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、 過硫酸鉀O. 15-0. 19%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯25-30%,乙酸乙烯酯15-20%，餘量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解後，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留1-2小時，得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液，待用；3)耐熱鑄鐵鑄造塗料製備其中各成份的重量百分比為所述納米級(Mg，Fe)2(Si04) 複合粉體25-28%，粉煤灰2-4%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 4-0. 8%，鈉基膨潤土 9_10%，所述 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液31-33%，其餘為碳化矽粉，將各成份放入容器中攪拌均勻即得；粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7%，其餘為Si02 ;碳化矽粉成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其餘為SiO2 ;碳化矽粉的粒徑為O.5-lmm;納米級(Mg，Fe)2(Si04)複合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
5.根據權利要求4所述耐熱鑄鐵鑄造塗料的製備方法，其特徵是步驟I)中所用氫氧化鉀水溶液的濃度為10mol/L氫氧化鉀水溶液。
全文摘要
本發明提供一種耐熱鑄鐵鑄造塗料及其製備方法，該材料中各成分的重量百分比為納米級(Mg，Fe)2(SiO4)複合粉體25-28%，粉煤灰2-4%，十二烷基氨基丙酸鈉0.4-0.8%，鈉基膨潤土9-10%，3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯複合溶液31-33%，其餘為碳化矽粉；其中，粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，Al2O3 26-28%，MgO 1-2%，Fe2O3 5-7%，其餘為SiO2；碳化矽粉中各成分的重量百分比為SiC 99.8%,其餘SiO2，碳化矽粉的粒徑為0.5-1mm；膨潤土和粉煤灰的粒徑為80-100μm。
文檔編號B22C3/00GK103056290SQ201310029429
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者王玲, 趙浩峰, 陳曉玲, 邱奕婷, 陸陽平, 鄭澤昌, 柯維雄, 趙佳玉, 王冰, 胡庚祥, 侯少傑, 王明一, 張 林 申請人:南京信息工程大學