CN103100657A - 一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法，以重量份计由下列组份组成：石英粉65-75份，硅藻土5-7份，树木灰烬10-12份，钠基膨润土10-12份，纳米凹凸棒土4-6份，木质素磺酸1-2份，羧甲基纤维素钠0.8-1.5份，淀粉浆糊5-7份，硅溶胶1.4-1.6份，纳米级陶瓷粉末1-2份，氧化铁红粉0.5-0.8份，水525-535份。本发明的涂料在高温、低温环境下均具有强耐磨性、优良的透气性和快干性的实型铸造涂料，使其能够满足大型铸件生产要求。

Description

一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及铸造领域，特别涉及一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法。

背景技术

实型铸造涂料是由多种性质不同的材料组成的分散系，其组成主要包括耐火材料、粘结剂、载体、纳米凹凸棒土及特殊添加剂等组成，需要涂料有良好的工艺性能、工作性能、质量稳定性以及施涂重现性。实型铸造涂料涂覆在泡沫塑料模型的外表面，待涂料干燥后才能造型浇注。泡沫塑料不透气，热变形温度低(约70℃左右)，对水的亲和力差；泡沫塑料受热熔融、气化后的液态残留物多，发气量大，这些气体和液态残留物若不能及时排出，铸件将产生气体、增碳、表面皱皮等碳缺陷。这些特点决定了实型涂料应具备下述性能要求，即涂层应具有良好的润湿性和涂挂性，良好的高温抗裂性和高温强度以及良好的高温透气性。

现有技术的铸造涂料的耐高温性能较差，只能适合高温处理时间较短的小零件(200kg以内)生产，对于大型铸件(20吨以内)和小批量手工作业的生产则不能适应。具有耐高温的性能能适用于大型铸件的生产工艺，但其制造成本偏高，而且不能适用于手工涂刷，该涂料为黑色，易造成工作环境黑色污染的形象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法，在高温、低温环境下均具有强耐磨性、优良的透气性和快干性的实型铸造涂料，使其能够满足大型铸件生产要求。

    本发明的技术方案如下：

一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法，以重量份计由下列组份组成：石英粉65-75份，硅藻土5-7份，树木灰烬10-12 份，钠基膨润土10-12 份，纳米凹凸棒土4-6 份，木质素磺酸1-2 份，羧甲基纤维素钠0.8-1.5 份，淀粉浆糊5-7份，硅溶胶1.4-1.6 份，纳米级陶瓷粉末1-2 份，氧化铁红粉0.5-0.8 份，锆英粉1-2份，磷酸铝2-3份，水60-75 份，所述制备方法包括如下步骤：

1)将硅藻土用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时后，加入相当于其重量5-8%的淀粉浆糊、5-9%的氢氧化钠粉、适量水混合后造粒粉碎成改性硅藻土颗粒；

2)将上述步骤得到的改性硅藻土颗粒与纳米凹凸棒土、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160℃，保温1-2小时，炉冷至50℃，保温2小时，再加热至100-120℃，保温1小时，以20℃/小时冷却至常温；

3）将上述重量份的树木灰烬、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、淀粉浆糊、羧甲基纤维素钠与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置40-60min，然后缓慢加热至75-85℃并充分搅拌；

4)将步骤2)产物、步骤3）产物、石英粉、硅溶胶、氧化铁红粉、锆英粉、磷酸铝、剩余重量的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：110-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至75-85℃，恒温搅拌14-18min，研磨、即可。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)在大量实验的基础上，确定了涂料的骨料、纳米凹凸棒土、粘接剂及辅料的组成及各自的含量，使得上述各组份之间的作用达到协同，使涂料的综合性能提高。本发明的实型铸造涂料既达到高的抗粘砂能力、提高模样的刚度和耐高温性能，又尽量降低成本。经过骨料及各种添加剂的优化调配，形成强流变性流体，与泡沫塑料模型润湿性及涂刷性均达到较好状态。实践证明，该涂料经过2遍涂刷就可达到1.7mm以上涂料厚度，能满足大型铸件的抗粘砂要求及搬运需要。

2)本发明的实型铸造涂料，具有良好的悬浮性和触变性，还具有良好的透气性和较高的表面强度，并且制备工艺简单、操作方便、原材料丰富、生产成本低。用其生产的实型铸件表面光洁，无皱皮等碳缺陷；涂层易于剥离，便于清理。

具体实施方式

一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法，以重量份（公斤）计由下列组份组成：石英粉75份，硅藻土7份，树木灰烬10份，钠基膨润土12 份，纳米凹凸棒土4份，木质素磺酸2 份，羧甲基纤维素钠1.5 份，淀粉浆糊7份，硅溶胶1.6 份，纳米级陶瓷粉末2 份，氧化铁红粉0.8 份，锆英粉1份，磷酸铝3份，水60-75  份，制备方法包括如下步骤：

1)将硅藻土用15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时后，加入相当于其重量5-8%的淀粉浆糊、5-9%的氢氧化钠粉、适量水混合后造粒粉碎成改性硅藻土颗粒；

2)将上述步骤得到的改性硅藻土颗粒与纳米凹凸棒土、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160℃，保温1-2小时，炉冷至50℃，保温2小时，再加热至100-120℃，保温1小时，以20℃/小时冷却至常温；

3）将上述重量份的树木灰烬、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、淀粉浆糊、羧甲基纤维素钠与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置40-60min，然后缓慢加热至75-85℃并充分搅拌；

4)将步骤2)产物、步骤3）产物、石英粉、硅溶胶、氧化铁红粉、锆英粉、磷酸铝、剩余重量的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：110-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至75-85℃，恒温搅拌14-18min，研磨、即可。

利用本发明的方法制备的涂料的放置42小时后的悬浮率大于90%；涂料的剪切应力限为18-22Pa；用涂4粘度计测定涂料的表观粘度值为41-43s，触变率17-18%，涂料的涂刷指数、滴淌量和滴淌时间分别为5.7，0.6g和9s。涂层的常温强度高于680g/mm。经过1200℃焙烧后涂料涂层的强度高于490g/mm。涂层的常温透气性高于12cm²·（kPa·min）^-1，高温透气性大于22cm²·（kPa·min）^-1。

Claims (1)

1.一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法，其特征在于，以重量份计由下列组份组成：石英粉65-75份，硅藻土5-7份，树木灰烬10-12 份，钠基膨润土10-12 份，纳米凹凸棒土4-6 份，木质素磺酸1-2 份，羧甲基纤维素钠0.8-1.5 份，淀粉浆糊5-7份，硅溶胶1.4-1.6 份，纳米级陶瓷粉末1-2 份，氧化铁红粉0.5-0.8 份，锆英粉1-2份，磷酸铝2-3份，水60-75 份，所述制备方法包括如下步骤：

1)将硅藻土用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时后，加入相当于其重量5-8%的淀粉浆糊、5-9%的氢氧化钠粉、适量水混合后造粒粉碎成改性硅藻土颗粒；

2)将上述步骤得到的改性硅藻土颗粒与纳米凹凸棒土、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160℃，保温1-2小时，炉冷至50℃，保温2小时，再加热至100-120℃，保温1小时，以20℃/小时冷却至常温；

3）将上述重量份的树木灰烬、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、淀粉浆糊、羧甲基纤维素钠与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置40-60min，然后缓慢加热至75-85℃并充分搅拌；

4)将步骤2)产物、步骤3）产物、石英粉、硅溶胶、氧化铁红粉、锆英粉、磷酸铝、剩余重量的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：110-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至75-85℃，恒温搅拌14-18min，研磨、即可。