一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法
2023-08-10 11:40:21 3
專利名稱：一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法
技術領域：
本發明涉及鑄造領域，特別涉及一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法。
背景技術：
實型鑄造塗料是由多種性質不同的材料組成的分散系，其組成主要包括耐火材料、聚乙烯醇、載體、納米凹凸棒土及特殊添加劑等組成，需要塗料有良好的工藝性能、工作性能、質量穩定性以及施塗重現性。實型鑄造塗料塗覆在泡沫塑料模型的外表面，待塗料乾燥後才能造型澆注。泡沫塑料不透氣，熱變形溫度低(約70°C左右)，對水的親和力差；泡沫塑料受熱熔融、氣化後的液態殘留物多，發氣量大，這些氣體和液態殘留物若不能及時排出，鑄件將產生氣體、增碳、表面皺皮等碳缺陷。這些特點決定了實型塗料應具備下述性能要求，即塗層應具有良好的潤溼性和塗掛性，良好的高溫抗裂性和高溫強度以及良好的高溫透氣性。現有技術的鑄造塗料的耐高溫性能較差，只能適合高溫處理時間較短的小零件(200kg以內)生產，對於大型鑄件(20噸以內)和小批量手工作業的生產則不能適應。具有耐高溫的性能能適用於大型鑄件的生產工藝，但其製造成本偏高，而且不能適用於手工塗刷，該塗料為黑色，易造成工作環境黑色汙染的形象。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法，在高溫、低溫環境下均具有強耐磨性、高附著性、優良的透氣性和快乾性的實型鑄造塗料，使其能夠滿足大型鑄件生產要求。本發明的技術方案如下:
一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法，以重量份計由下列組份組成:高鋁礬土熟料56-70份，草木灰5-7份，輕質碳酸鈣粉10-15份，石墨粉10-15份，納米凹凸棒土 4_6份，木質素磺酸1-2份，聚乙烯醇2-3份，羧甲基纖維素鈉0.8-1.5份，苯甲酸鈉0.4-0.6份，納米級陶瓷粉末1-2份，氧化鐵粉0.5-0.8份，硫酸鋁2-3份，水玻璃5-6份，水65-75份，所述製備方法包括如下步驟:
1)將草木灰用10-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然後在500-530°C下煅燒2_3小時，粉碎成改性草木灰；
2)將上述步驟得到的改性草木灰與納米凹凸棒土、1/4重量的水混合，攪拌均勻加熱至150-160°C，保溫1-2小時，爐冷至50°C，保溫2小時，再加熱至100_120°C，保溫I小時，以20°C /小時冷卻至常溫，即製得改性草木灰和納米凹凸棒土水混合液；
3)將上述重量份的輕質碳酸鈣粉、石墨粉、納米級陶瓷粉末、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉與1/4重量的水混合，並充分攪拌，然後靜置30-60min，然後緩慢加熱至75_85°C並充分攪拌；4)將步驟2)產物、步驟3)產物、高鋁礬土熟料、氧化鐵粉、硫酸鋁、水玻璃、1/2重量份水加入反應釜中，開啟反應釜，攪拌速度為:100-120r/min，在攪拌狀態下向反應釜中加入其它原料，同時加熱將反應釜的溫度緩慢升至70-80°C，恆溫攪拌10-18min，研磨、即可。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
I)在大量實驗的基礎上，確定了塗料的骨料、納米凹凸棒土、粘接劑及輔料的組成及各自的含量，使得上述各組份之間的作用達到協同，使塗料的綜合性能提高。本發明的實型鑄造塗料既達到高的抗粘砂能力、提高模樣的剛度和耐高溫性能，又儘量降低成本。經過骨料及各種添加劑的優化調配，形成強流變性流體，與泡沫塑料模型潤溼性及塗刷性均達到較好狀態。實踐證明，該塗料經過2遍塗刷就可達到1.7mm以上塗料厚度，能滿足大型鑄件的抗粘砂要求及搬運需要。2)本發明的實型鑄造塗料，具有良好 的懸浮性和觸變性，還具有良好的透氣性和較高的表面強度，並且製備工藝簡單、操作方便、原材料豐富、生產成本低。用其生產的實型鑄件表面光潔，無皺皮等碳缺陷；塗層易於剝離，便於清理。
具體實施例方式一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法，以重量份(公斤)計由下列組份組成:高鋁礬土熟料70份，草木灰7份，輕質碳酸鈣粉15份，石墨粉10份，納米凹凸棒土 4份，木質素磺酸I份，聚乙烯醇3份，羧甲基纖維素鈉1.5份，苯甲酸鈉0.6份，納米級陶瓷粉末2份，氧化鐵粉0.8份，硫酸鋁3份，水玻璃5份，水75份，製備方法包括如下步驟:
1)將草木灰用15%硫酸浸泡3-4小時,去離子水洗漆,再用12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然後在500-530°C下煅燒2-3小時，粉碎成改性草木灰；
2)將上述步驟得到的改性草木灰與納米凹凸棒土、1/4重量的水混合，攪拌均勻加熱至150-160°C，保溫2小時，爐冷至50°C，保溫2小時，再加熱至100_120°C，保溫I小時，以200C /小時冷卻至常溫，即製得改性草木灰和納米凹凸棒土水混合液；
3)將上述重量份的輕質碳酸鈣粉、石墨粉、納米級陶瓷粉末、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉與1/4重量的水混合，並充分攪拌，然後靜置30-60min，然後緩慢加熱至75_85°C並充分攪拌；
4)將步驟2)產物、步驟3)產物、高鋁礬土熟料、氧化鐵粉、硫酸鋁、水玻璃、1/2重量份水加入反應釜中，開啟反應釜，攪拌速度為:100-120r/min，在攪拌狀態下向反應釜中加入其它原料，同時加熱將反應釜的溫度緩慢升至70-80°C，恆溫攪拌10-18min，研磨、即可。利用本發明的方法製備的塗料放置72小時後的懸浮率大於98% ;塗料的剪切應力限為16-19Pa ;用塗4粘度計測定塗料的表觀粘度值為40_42s，觸變率15_17%，塗料的塗刷指數、滴淌量和滴淌時間分別為6.0，0.4g和10s。塗層的常溫強度高於700g/mm。經過1200°C焙燒後塗料塗層的強度高於500g/mm。塗層的常溫透氣性高於10cm2.(kPa min)_1,高溫透氣性大於20cm2.(kPa*min)'
權利要求
1.一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法，其特徵在於，以重量份計由下列組份組成:高鋁礬土熟料56-70份，草木灰5-7份，輕質碳酸鈣粉10-15份，石墨粉10-15份，納米凹凸棒土 4-6份，木質素磺酸1-2份，聚乙烯醇2-3份，羧甲基纖維素鈉0.8-1.5份，苯甲酸鈉0.4-0.6份，納米級陶瓷粉末1-2份，氧化鐵粉0.5-0.8份，硫酸鋁2_3份，水玻璃5_6份，水65-75份，所述製備方法包括如下步驟: 1)將草木灰用10-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然後在500-530°C下煅燒2_3小時，粉碎成改性草木灰； 2)將上述步驟得到的改性草木灰與納米凹凸棒土、1/4重量的水混合，攪拌均勻加熱至150-160°C，保溫1-2小時，爐冷至50°C，保溫2小時，再加熱至100_120°C，保溫I小時，以20°C /小時冷卻至常溫，即製得改性草木灰和納米凹凸棒土水混合液； 3)將上述重量份的輕質碳酸鈣粉、石墨粉、納米級陶瓷粉末、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉與1/4重量的水混合，並充分攪拌，然後靜置30-60min，然後緩慢加熱至75_85°C並充分攪拌； 4)將步驟2)產物、步驟3)產物、高鋁礬土熟料、氧化鐵粉、硫酸鋁、水玻璃、1/2重量份水加入反應釜中，開啟反應釜，攪拌速度為:100-120r/min，在攪拌狀態下向反應釜中加入其它原料，同時加熱將反應釜的溫度緩慢升至70-80°C，恆溫攪拌10-18min，研磨、即可。
全文摘要
本發明公開了一種高透氣性實型鑄造塗料的製備方法，以重量份計由下列組份組成高鋁礬土熟料56-70份，草木灰5-7份，輕質碳酸鈣粉10-15份，石墨粉10-15份，納米凹凸棒土4-6份，木質素磺酸1-2份，聚乙烯醇2-3份，羧甲基纖維素鈉0.8-1.5份，苯甲酸鈉0.4-0.6份，納米級陶瓷粉末1-2份，氧化鐵粉0.5-0.8份，水525-535份。本發明的塗料在高溫、低溫環境下均具有強耐磨性、高附著性、優良的透氣性和快乾性的實型鑄造塗料，使其能夠滿足大型鑄件生產要求。
文檔編號B22C3/00GK103100653SQ20121053089
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者夏坤財 申請人:蕪湖恆坤汽車部件有限公司