CN104190862A - 一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料及其制备方法，称取镁砂粉、偏硼酸钡、水玻璃、N-甲基吡咯烷酮、活化膨润土、二甲替甲酰胺、氯化镁、二甲苯、氯化钡、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、乙酸乙酯、铝粉浆和颜料，将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混后再加入水玻璃混碾；将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与混碾后的原料混合，加入剩余原料，在三辊机中进行研磨后调节粘度即可；产品相对密度16-18，可在低温固化；耐1000-1200℃高温不脱落，对金属设备不腐蚀，保护钢材不氧化；不脱碳，可以广泛生产并不断代替现有材料。

Description

一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及机械加工用涂料，尤其涉及一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料及其制备方法，属于铸钢涂料技术领域。

背景技术

铸造涂料是重力型金属铸造的基础涂料，适用于所有金属模具。铸造涂料颗粒相对较粗，但绝热性能好，可防止铸造时铸件缺肉和冷隔。适于细薄截面铸件和大平面铸件，也适用于供料口、轮毂、活塞、连杆、气缸等。一般情况下，铸造涂料的涂挂方法有刷、浸、淋、喷或浸淋相结合几种，其中浸涂法具有生产效率高、节省涂料、涂层均匀以及对涂料的要求不高、操作简便、不需要特殊设备等优点，在实际应用中深受欢迎。采用特种硅藻土，除去了硅藻土中5—8%的结合水及有机质和杂质；AL2O3,Sio2.；铸造涂料悬浮剂（锂基凹土，有机土等）。应用于金属模具表面，铁摸/铝摸/铜摸；ZD涂料起隔热，均衡温度，免除因金属液的冲击与腐蚀性从而达到保护摸具和延长摸具使用寿命可长达1/3以上；防止铸件产品因局部冷却过快而造成的开裂和白口铁形成；吸附时间长达7天之久，透气性好，每次脱模可用乙炔烟熏处理来代替脱模剂的使用，浇注一个铸件烟熏一次即可。与磷酸盐涂料相比它特有的物理性能决定了它的优势；透气好；保温隔热效果明显，熔点在1650℃以上；喷吐后附着力强且不宜剥落，通常一周后才需修补，ZD涂料不需要象其它涂料一样每次开摸要喷涂，省却每天因喷补涂料而拆装摸具的繁琐工作；相对而言价格便宜，大大降低了因使用醇基涂料或进口涂料所带来昂贵的生产铸造成本。醇基铸造涂料优点：涂刷点燃后，型、芯表面的涂料层可自行烘干，不用进烘干窑；使用方便，生产周期短；可应用水玻璃砂的型、芯。铸件粘砂是因为涂料没有有效起到阻挡隔离作用，或涂料与高温金属液体发生化学反映。涂料附着力差：填砂震动时造成涂料剥落，引起铸件粘砂，涂料膨胀系数大：与高温金属液体接触时涂料受热体积膨胀脱离铸型导致铸件粘砂。高温液体金属被氧化与涂料和铸型发生化学反应生成金属氧化物，对涂料和型砂都有极强的粘结性，能够将型砂牢固粘附在铸件表面上形成一系列的低熔点化合物〔在铸件厚壁及转角处等，低熔点物更多，粘砂层更后），造成铸件粘砂，有时虽未产生粘砂，但在铸件表面粘附上一层难以清除的涂料，及产生粘灰。

机械涂料就是指涂装在机械表面及各类机器零部件上的涂料。机械涂料遮盖力：遮盖力通常用能使规定的黑白格掩盖所需的涂料重量来表示，重量越大遮盖力越小。涂抹附着力：表示涂膜与基层的粘合力。粘度：粘度的大小影响施工性能，不同的施工方法要求涂料有不同的粘度。细度：细度大小直接影响涂膜表面的平整性和光泽。耐污染性、耐久性：包括耐冻融、耐洗刷性、耐老化性、耐碱性：涂料的装饰对象主要是一些碱性材料，因此碱性是涂料的重要特性。、最低成膜温度：每种涂料都具有一个最低成膜温度，不同的涂料最低成膜温度不同。传统的铸造涂料大都为水基液体状，醇基液体状或膏状，这样给运输及试用均带来诸多不便，国际国内众多铸造机构不断进行开发和研究并达到共识，力图开发制造出干粉状的铸造涂料，铸造厂在使用时只需加入水或酒精等溶剂进行充分搅拌即可使用，这种干粉涂料会大大降低铸造涂料的运输成本及加工成本，铸造厂的储藏和试用也异常方便。在这样的背景下，加上中国十二五以来严厉的环保法规，国内的某精密铸造材料研究开发机构联合国内知名铸造技术专家，铸造材料专家，耐火材料专家，特种涂料专家开发出了干粉状的消失模铸造涂料，干粉状的砂型铸造涂料，已经在铸铁，铸钢，合金钢，铝合金，镁合金等有色金属的铸造工艺中使用。由于干粉状涂料的配制工艺及储藏因素决定，其所使用的辅助材料均必须为环保性的添加剂，因此干粉状铸造涂料又属绿色环保性的铸造涂料。刷涂时，涂料的厚度均匀性虽说不如喷涂法或者浸涂法，但是效果还令人满意，对于一些结构复杂的消失模模样最好选择刷涂，这样会避免采用喷涂法造成的一些“死角”部位喷涂不到的现象，同时也可以避免浸涂法难于排除某些凹槽中的推挤涂料的现象。

中国专利CN201210582801.4公开了一种金属型铸造生产普通中碳钢铸件用新型绝热复层涂料，采用在金属型的型腔表面涂覆复层涂料的技术，涂料层由底层涂料和表层涂料组成，底层采用具有良好绝热性能的涂料，表面层采用耐火度高、抗化学粘砂性好的涂料。优点是：可同时满足金属型铸造普通中碳钢铸件时对涂料绝热效果良好和抗化学粘砂能力优良的要求，既避免了钢液在金属型中因冷却速度较快，产生浇不足、冷隔、开裂等缺陷，又防止了铸钢件经常发生的表面化学及物理粘砂，导致的铸件清理和机械加工困难的问题。金属型的使用寿命也得到了提高，但是钢材易腐蚀易氧化，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，设计一种耐热温度高、不易腐蚀、不易氧化、相对密度高和不脱碳的机械铸钢加工用绝热防粘涂料及其制备方法，以满足市场需求，是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对现有水溶性涂料耐热温度低、易腐蚀、易氧化、相对密度低和易脱碳的技术问题，提供一种利用机械铸钢加工用绝热防粘涂料及其制备方法。

技术方案：

一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料，原料按重量份数配比如下：镁砂粉100份，偏硼酸钡4-16份，水玻璃0.5-4.5份，N-甲基吡咯烷酮30-50份，活化膨润土2-6份，二甲替甲酰胺25-45份，氯化镁1-5份，二甲苯5-25份，氯化钡0.1-3份，聚四氟乙烯15-35份，聚酰亚胺1-20份，乙酸乙酯7-13份，铝粉浆10-30份，颜料5-15份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述机械铸钢加工用绝热防粘涂料的原料按重量份数配比如下：镁砂粉100份，偏硼酸钡8-12份，水玻璃1.5-3.5份，N-甲基吡咯烷酮35-45份，活化膨润土3-5份，二甲替甲酰胺28-42份，氯化镁2-4份，二甲苯10-20份，氯化钡0.5-2.5份，聚四氟乙烯20-30份，聚酰亚胺5-15份，乙酸乙酯8-12份，铝粉浆15-25份，颜料9-11份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述机械铸钢加工用绝热防粘涂料的原料按重量份数配比如下：镁砂粉100份，偏硼酸钡10份，水玻璃2.5份，N-甲基吡咯烷酮40份，活化膨润土4份，二甲替甲酰胺35份，氯化镁3份，二甲苯15份，氯化钡1.5份，聚四氟乙烯25份，聚酰亚胺10份，乙酸乙酯10份，铝粉浆20份，颜料10份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述颜料采用氧化铬绿或氧化铁红。

作为本发明的一种优选技术方案：所述机械铸钢加工用绝热防粘涂料的制备方法步骤为：

第一步：将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混；

第二步：再加入水玻璃，混碾10-30min；

第三步：将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与第二步混碾后的原料混合5-10min；

第四步：加入剩余原料，在三辊机中进行研磨2-4h，调节粘度后即可使用。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第一步中的干混时间为10-30min。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中的调节粘度为将粘度控制在18-20s。

有益效果：

本发明所述一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料及其制备方法采用以上技术方案和现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品相对密度16-18，可在低温固化；2、耐1000-1200℃高温不脱落；3、对金属设备不腐蚀，保护钢材不氧化；4、不脱碳，可以广泛生产并不断代替现有材料。 

具体实施方式

实施例1:

按重量份数配比称取镁砂粉100份，偏硼酸钡4份，水玻璃0.5份，N-甲基吡咯烷酮30份，活化膨润土2份，二甲替甲酰胺25份，氯化镁1份，二甲苯5份，氯化钡0.1份，聚四氟乙烯15份，聚酰亚胺1份，乙酸乙酯7份，铝粉浆10份，氧化铁红5份。

将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混10min，再加入水玻璃，混碾10min，将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与第二步混碾后的原料混合5min，加入剩余原料，在三辊机中进行研磨2h，将粘度控制在18s即可使用。

产品相对密度16，耐1000℃高温不脱落。

 实施例2:

按重量份数配比称取镁砂粉100份，偏硼酸钡16份，水玻璃4.5份，N-甲基吡咯烷酮50份，活化膨润土6份，二甲替甲酰胺45份，氯化镁5份，二甲苯25份，氯化钡3份，聚四氟乙烯35份，聚酰亚胺20份，乙酸乙酯13份，铝粉浆30份，氧化铁红15份。

将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混30min，再加入水玻璃，混碾30min，将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与第二步混碾后的原料混合10min，加入剩余原料，在三辊机中进行研磨4h，将粘度控制在20s即可使用。

产品相对密度16.5，耐1050℃高温不脱落。

 实施例3:

按重量份数配比称取镁砂粉100份，偏硼酸钡8份，水玻璃1.5份，N-甲基吡咯烷酮35份，活化膨润土3份，二甲替甲酰胺28份，氯化镁2份，二甲苯10份，氯化钡0.5份，聚四氟乙烯20份，聚酰亚胺5份，乙酸乙酯8份，铝粉浆15份，氧化铬绿9份。

将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混15min，再加入水玻璃，混碾15min，将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与第二步混碾后的原料混合6min，加入剩余原料，在三辊机中进行研磨2.5h，将粘度控制在19s即可使用。

产品相对密度17，耐1100℃高温不脱落。

 实施例4:

按重量份数配比称取镁砂粉100份，偏硼酸钡12份，水玻璃3.5份，N-甲基吡咯烷酮45份，活化膨润土5份，二甲替甲酰胺42份，氯化镁4份，二甲苯20份，氯化钡2.5份，聚四氟乙烯30份，聚酰亚胺15份，乙酸乙酯12份，铝粉浆25份，氧化铬绿11份。

将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混25min，再加入水玻璃，混碾25min，将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与第二步混碾后的原料混合9min，加入剩余原料，在三辊机中进行研磨3.5h，将粘度控制在19s即可使用。

产品相对密度17.5，耐1150℃高温不脱落。

 实施例5:

按重量份数配比称取镁砂粉100份，偏硼酸钡10份，水玻璃2.5份，N-甲基吡咯烷酮40份，活化膨润土4份，二甲替甲酰胺35份，氯化镁3份，二甲苯15份，氯化钡1.5份，聚四氟乙烯25份，聚酰亚胺10份，乙酸乙酯10份，铝粉浆20份，氧化铬绿10份。

将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混20min，再加入水玻璃，混碾20min，将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与第二步混碾后的原料混合8min，加入剩余原料，在三辊机中进行研磨3h，将粘度控制在19s即可使用。

产品相对密度18，耐1200℃高温不脱落。

以上实施例中的所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在和本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料，其特征在于，所述机械铸钢加工用绝热防粘涂料的原料按重量份数配比如下：镁砂粉100份，偏硼酸钡4-16份，水玻璃0.5-4.5份，N-甲基吡咯烷酮30-50份，活化膨润土2-6份，二甲替甲酰胺25-45份，氯化镁1-5份，二甲苯5-25份，氯化钡0.1-3份，聚四氟乙烯15-35份，聚酰亚胺1-20份，乙酸乙酯7-13份，铝粉浆10-30份，颜料5-15份。

2.根据权利要求1所述的一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料，其特征在于，所述机械铸钢加工用绝热防粘涂料的原料按重量份数配比如下：镁砂粉100份，偏硼酸钡8-12份，水玻璃1.5-3.5份，N-甲基吡咯烷酮35-45份，活化膨润土3-5份，二甲替甲酰胺28-42份，氯化镁2-4份，二甲苯10-20份，氯化钡0.5-2.5份，聚四氟乙烯20-30份，聚酰亚胺5-15份，乙酸乙酯8-12份，铝粉浆15-25份，颜料9-11份。

3.根据权利要求1所述的一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料，其特征在于，所述机械铸钢加工用绝热防粘涂料的原料按重量份数配比如下：镁砂粉100份，偏硼酸钡10份，水玻璃2.5份，N-甲基吡咯烷酮40份，活化膨润土4份，二甲替甲酰胺35份，氯化镁3份，二甲苯15份，氯化钡1.5份，聚四氟乙烯25份，聚酰亚胺10份，乙酸乙酯10份，铝粉浆20份，颜料10份。

4.根据权利要求1所述的一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料，其特征在于：所述颜料采用氧化铬绿或氧化铁红。

5.一种权利要求1所述机械铸钢加工用绝热防粘涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：将镁砂粉、活化膨润土、氯化镁和氯化钡投入轮碾机中，干混；

第二步：再加入水玻璃，混碾10-30min；

第三步：将聚酰亚胺、聚四氟乙烯、二甲苯、乙酸乙酯和二甲替甲酰胺投入反应釜中混合均匀，再与第二步混碾后的原料混合5-10min；

第四步：加入剩余原料，在三辊机中进行研磨2-4h，调节粘度后即可使用。

6.根据权利要求5所述的一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料的制备方法，其特征在于：所述第一步中的干混时间为10-30min。

7.根据权利要求5所述的一种机械铸钢加工用绝热防粘涂料的制备方法，其特征在于：所述第四步中的调节粘度为将粘度控制在18-20s。