CN103100657B - 一种强耐磨性实型铸造涂料的制备方法 - Google Patents
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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
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,该涂料由以下重量份的原料制备得到: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。
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