CN104945917B

CN104945917B - 一种精密铸造蜡

Info

Publication number: CN104945917B
Application number: CN201410119056.9A
Authority: CN
Inventors: 曾理强; 宋珊珊; 刘家芳; 李毅; 王玫; 吴茜
Original assignee: Jiangsu Taier New Material Co ltd
Current assignee: Suzhou Tyr Aeronautical Materials Co., Ltd.
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2017-07-18
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: CN104945917A

Abstract

本发明公开了一种精密铸造蜡，该铸造蜡包括石油蜡或微晶蜡中的一种或多种、合成蜡、增粘树脂、结晶促进剂和相容剂。本发明涉及的精密铸造蜡尺寸稳定性高，冷却结晶时间短而且收缩率小，适用于制作具有厚大部位结构的大型整体结构件的精密铸造模型。

Description

一种精密铸造蜡

技术领域

本发明涉及精密铸造模料领域，特别涉及一种精密铸造蜡。

背景技术

精密铸造蜡是在熔模精密铸造中制造零件铸模的专用材料，精密铸造件蜡模型的收缩率、结晶冷却时间、表面光洁度和浸润性即与耐火材料的粘附性，是决定铸件精度的重要因素。

航空航天工业领域中有许多超大型整体结构件、结构件中有较多的厚大部位，由于这种厚大整体型精密结构件的特点，要求模料收缩率小、尺寸稳定性好、流动性好、抗弯曲强度高、硬度高、表面光滑且具有润湿性使得耐火材料易于粘附在模型表面。大部分模料应用在上述厚大整体型精密结构件时在厚实部位收缩率较大，不能得到精确尺度的模型；流动性差，在薄结构部位，蜡不能很好的填充到模具中；表面光洁度不高和润湿性不够，导致制得的耐火材料模具的里面易形成凹凸、坑洼表面；抗弯曲强度和表面硬度不高，使得大型部件容易变形且很难对表面进行无损修复。

目前已知的精密铸造模料：中国专利CN200410050781.1公布了“一种精密铸造模料”，该模料包括石油蜡20％～70％，石油树脂20％～70％，高分子聚合物1％～8％，矿物蜡和动植物蜡1％～15％，该模料只适用于制作大型薄壁整体精铸结构件，线收缩率：0.5％～0.7％；中国发明专利CN200610046640.1公布了“一种饰品精密铸造模料”，该模料包括氢化微晶蜡20％～60％，石蜡10％～40％，石油树脂20％～60％，高分子聚合物20％～70％，矿物蜡和动植物蜡1％～15％，该模料适用于制作小型金银饰品精密铸造及其他饰品精密铸造的蜡模型，线收缩率：0.4％～0.6％。中国发明专利CN00119620.0公布了“饰品熔模铸造用超精细模料”，该发明的组分配比如下：石蜡34％～50％，其他蜡18％～32％，改性松香树脂15％～33％，高分子聚合物6％～12％，助溶剂0.5％～1％，适用于制作饰品精密铸造的蜡模，线收缩率：1.2％。

上述技术产品采用石油蜡、松香类或石油树脂类树脂、EVA类高分子聚合物，松香基料在使用过程中容易氧化，生成的过氧化物有致癌的危险，不利于职业健康，而且其变质容易导致模料粘度增加，使得模料工艺性能变差；且产品收缩率较大，为了减少收缩率，通常加入有机填料来弥补不足，如中国专利CN102876054A公布了“熔模精密铸造用填料模料”，该模料包含石油蜡5％～70％，树脂5％～70％，有机高分子聚合物1％～20％，木薯粉淀粉1％～40％，只适用于制作大型薄壁熔模精密铸件和表面质量要求较高的饰品铸件的模型蜡，收缩率小于0.4％。以上技术产品都不能解决蜡模型尺寸稳定性差，随着时间增加，收缩率不断加大，且不能保证各个蜡模型尺寸均一，尤其对于厚大部件的模型因其结晶冷却时间过长，导致本部位的收缩不均，变型严重；含有填料的模料虽然减少了收缩率，但填料在厚大部件中成型不能完全分布均匀，还容易产生气穴、空洼、凹陷等不良表面；特别针对航空工业等尺寸精度要求很高的产品，完全不能满足使用要求。

发明内容

为了克服上述问题，本发明公开了一种精密铸造蜡，用于制作具有厚大部位结构的大型整体结构件的精密铸造模型，其冷却结晶时间短，尺寸稳定性高而且收缩率小。

本发明的技术方案是提供一种精密铸造蜡，其特征在于，按重量计包括：

(a)石油蜡和微晶蜡其中一种或多种10～50％；

(b)合成蜡1～30％；

(c)增粘树脂10～70％；

(d)结晶促进剂0.01～10％；

(e)相容剂0.5～10％；

以上各组分含量总和为100％。

优选的，所述石油蜡熔点范围为45～90℃，所述微晶蜡滴点范围为45～160℃。

优选的，所述合成蜡用量为5～20％。

优选的，所述石油蜡为52#全精炼石蜡、54#全精炼石蜡、56#全精炼石蜡、60#全精炼石蜡、62#全精炼石蜡、64#全精炼石蜡、66#全精炼石蜡、68#全精炼石蜡、70#全精炼石蜡(购自中国石油化工股份有限公司荆门分公司)，60#半精炼石蜡、54#半精炼石蜡、52#半精炼石蜡、50#半精炼石蜡(购自中石油抚顺石化公司)，48#半精炼石蜡(购自中国石油化工股份有限公司荆门分公司)，可以是一种或多种。

优选的，所述微晶蜡为110#微晶蜡、90#微晶蜡(购自中国石油化工股份有限公司荆门分公司)，70#微晶蜡、64#微晶蜡(购自南阳石蜡精细化工厂)，60#微晶蜡、62#微晶蜡、58#微晶蜡、56#微晶蜡、54#微晶蜡、52#微晶蜡(购自中石油抚顺石化公司)，美国微晶蜡W445、德国TA38W微晶蜡、德国巴斯夫LuwaxAF30微晶蜡，可以是一种或多种。

优选的，所述合成蜡熔点范围为45～160℃，选自聚乙烯蜡(美国霍尼韦尔)、op35合成蜡(建德远方针纺有限公司)、硬质OP合成蜡(上海焦耳蜡业有限公司)、氧化聚乙烯蜡(美国霍尼韦尔)、聚丙烯蜡(瑞士科莱恩)、费托蜡(河南东洋蜡业有限公司、瑞士科莱恩)、SP-30蜡(南非沙索)、SASOLWAXC80合成蜡(南非沙索)、蒙旦酯蜡(德国科莱恩)、蒙旦蜡(德国科莱恩)、合成酰胺蜡(江西威科油脂化学有限公司)、聚酰胺蜡(SUNMIDE50，日本三合；Licolub FA1德国科莱恩)、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡(瑞士科莱恩)、SX55R合成石蜡(壳牌SX55R)、合成聚酯蜡(EUROCERAS公司)，可以是一种或多种。

优选的，所述增粘树脂为固体增粘树脂或液体型增粘树脂中的一种或其混合物，固体增粘树脂的环球软化点范围为40～180℃，液体型增粘树脂的倾点范围-57～+35℃；固体增粘树脂选自萜烯类酚醛树脂(日本荒川、美国亚利桑那化学公司)、萜烯苯乙烯树脂(广州松宝化工有限公司)，烷基苯乙烯树脂，醛酮树脂(UK500、UK300、UK100，翁开尔有限公司)，聚醛树脂(长沙倡泰实业有限公司)，改性酚醛树脂(牌号：210、开化诚信树脂有限公司)，对叔丁基苯酚甲醛树酯(重庆市恒安化工有限公司)、丁晴改性酚醛树脂(无锡市明洋粘结材料有限公司)、丙烯酸树脂(BR-85、日本三菱)、辛基酚醛增粘树脂、叔丁酚醛增粘树脂(太原市元太生物化工有限公司)、苯酚聚乙炔类树脂(KORESIN超级增粘树脂BASF德国)、古马隆树脂(上海宝钢化工宝山分公司)、氢化松香甘油酯(美国Pinova)、Escorez 5600增粘树脂(埃克森美孚公司)；液体型增粘树脂选自液体萜烯类树脂(广州松宝化工有限公司)、液态松香类树脂(广州松宝化工有限公司)、松香改性液态增粘树脂(广东林科科技开发有限公司)、液体石油类树脂C5(美国WINGTACK公司)、液体石油树脂C9(淄博市临淄齐德化工有限公司)、液体古马隆树脂(济南瀛娘化工有限公司)，可以是一种或多种。

优选的，所述增粘树脂的用量为30～60％。

优选的，所述结晶促进剂为失水山梨醇脂肪酸酯类、聚醚胺类、聚醚类，分子量分别为200～70000、200～100000、200～100000；失水山梨醇脂肪酸酯类可选S-20，S-40，S-60，S-80，S-85(江苏省海安石油化工厂)；聚醚胺类可选聚醚胺D230、D400、D2000、T403(德国巴斯夫)，聚醚胺MA-223、MA-240、MA-2200、MA-340、MA-3500(无锡阿科力科技股份有限公司)，聚醚胺T-403 2、T-5000 2、ED-900、ED-2003、T-403、T-5000、D-230、D-2000、ED-600、ED-900(苏州长科实业有限公司)；聚醚类可选聚醚多元醇(江苏省海安石油化工厂)，丙二醇嵌段聚醚(江苏省海安石油化工厂)，烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚(江苏省海安石油化工厂)，聚醚多元醇(江苏省海安石油化工厂)，无规聚醚、异构十三醇无规聚醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、月桂酸无规聚醚(江苏省海安石油化工厂)，可以为一种或多种。

优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝类聚合物，变形温度范围50～260℃，选自马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝乙丙弹性体(南京德巴化工有限公司)，苯乙烯-马来酸酐-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐无规共聚物(上海华雯电子新材料有限公司)，苯乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物(法国阿科玛)，马来酸酐接枝物(ExxelorTM，埃克森美孚)，弹性体接枝马来酸酐(Sunny-Tough，上海日之升)，苯乙烯马来酸酐酯(SMA1440Flake、SMA2625、SMA3840Flake、SMA17352，法国克雷威利CRAY VALLEY)，苯乙烯-二甲胺基丙胺马来酰亚胺共聚物(SMA1000I、SMA2000I、SMA3000I、SMA4000I，法国克雷威利CRAY VALLEY)，三元乙丙马来酸酐接枝(仪征斯瑞达塑业有限公司)，马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯(TRD-200A、美国陶氏)，可以为一种或多种。

本发明的精密铸造蜡的生产工艺流程为，按序依次加入原料：石油蜡或微晶蜡其中一种或多种10～50％，合成蜡1～30％，增粘树脂10～70％，结晶促进剂0.01～10％，相容剂0.5～10％，在100～160℃温度下熔化成透明液体，过滤后冷却成型。

本发明精密铸造蜡的性能指标为滴熔点55～100℃、环球软化点不小于50℃,25℃下的针入度约为1～4 1/10mm,抗弯强度10～15MPa,线收缩率0.2～0.4％,灰分小于0.02％，热稳定性大于50℃，无机械杂质，无腐蚀。

本发明精密铸造蜡模料通过上述组分的优选组合，得到了性能优异的精密铸造蜡模料，与现有技术相比基体有如下优点：

(1)具有良好的流动性，能确保在大型整体结构铸件模型生产中注入到边角最薄部位。

(2)具有较高的抗弯曲强度和表面硬度，可以保证精密铸造蜡模的图案在生产过程中不易断裂和能够进行表面无损修复。

(3)具有极低的收缩率且模型尺寸精度稳定，可以长时间保证精密铸件模型的尺寸精密度。

(4)具有优良的脱模型，使精密铸造蜡模型极易从模具中脱离。

(5)具有优良的表面光洁度和表面润湿性，保证耐火材料可以很好的粘附在模型表面。

(6)具有结晶冷却时间短，增加模具的使用效率，同时减小因结晶时间过长导致的模型体积收缩变形和表面气体空穴。

(7)具有极低的灰分，不会在耐火材料模型里面残留灰分。

(8)具有环境友好性，燃烧时不会产生环境有害物质和致癌物质。

(9)低成本、可复用性、易回收，无毒。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明精密铸造蜡做进一步详细的说明：

下列实验方法是实施例中所用的普通测试精密铸造蜡模料的方法

滴熔点GB/T 8036；软化点GB/T 4507；针入度GB/T 4985；运动粘度GB/T 265；抗弯强度GB/T 14235.2；线收缩率GB/T 14235.4；灰分GB/T 508；热稳定性GB/T 14235.9

按照下面的生产工艺流程完成实施例

本发明的精密铸造蜡的生产工艺流程为，按序依次加入原料：石油蜡和微晶蜡其中一种或多种10～50％，合成蜡1～30％，增粘树脂10～70％，结晶促进剂0.01～10％，相容剂0.5～3％，在100～160℃温度下熔化成透明液体，过滤后冷却成型。

实施例1

54#全精炼石蜡，中石油抚顺石化公司 9％

85#微晶蜡，中国石油化工股份有限公司荆门分公司 8％

低密度氧化聚乙烯蜡A-C629A，美国霍尼韦尔 12％

蒙旦蜡Licowax OP Flakes，德国科莱恩 5％

合成聚酯蜡691，EUROCERAS公司 4％

Escorez 5600增粘树脂，埃克森美孚公司 24％

液体石油树脂C5 Wingtack 10，美国WINGTACK公司 25％

S-80，江苏省海安石油化工厂 8％

聚醚胺D230，德国巴斯夫 2％

马来酸酐功能化聚乙烯共聚物ExxelorTM VA 1840，埃克森美孚公司 0.5％

实施例2

52#半精炼石蜡，中石油抚顺石化公司 13％

Luwax AF30微晶蜡，德国巴斯夫 5％

费托蜡SX105，壳牌公司 15％

SP30蜡，南非沙索 4％

803-L 萜烯酚醛树脂，日本荒川 18％

液体萜烯类树脂(MK)Tq20，广州松宝化工有限公司 35％

丙二醇嵌段聚醚F68，江苏省海安石油化工厂 2％

SMA2021 苯乙烯马来酸酐共聚物，法国克雷威利CRAY VALLEY 5％

实施例3

64#全精炼石蜡中石油抚顺石化公司30％

合成聚酯蜡691 EUROCERAS 公司 12％

酚醛改性萜烯树脂 Sylvares TP2019 美国亚利桑那化学(Arizona Chemical)公司 22％

氢化松香甘油酯 Staybelite^TM Ester 3 美国Pinova 33％

聚醚胺D400，德国巴斯夫 1％

马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯(TRD-200A、美国陶氏) 2％

实施例4

64#微晶蜡中石油抚顺石化公司 35％

聚酰胺蜡 Licolub FA1德国科莱恩 12％

对叔丁基苯酚甲醛树酯 2402树酯重庆市恒安化工有限公司 38％

月桂酸无规聚醚江苏省海安石油化工厂 10％

苯乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物LOTADER 4210 法国阿科玛ARKEMA 5％

上述实施例的测试结果见表1

表1 理化性能测试结果

从上表测试数据可知，本发明制得的精密铸造蜡具有较高的抗弯曲强度和表面硬度，可以保证精密铸造蜡模的图案在生产过程中不易断裂和能够进行表面无损修复；具有极低的收缩率且模型尺寸精度稳定，可以长时间保证精密铸件模型的尺寸精密度；具有极低的灰分，不会在耐火材料模型里面残留灰分；同时具有良好的复用性，进而降低成本。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种精密铸造蜡，其特征在于，按重量计包括：

(a)石油蜡10～50％；

(b)合成蜡1～30％；

(c)增粘树脂10～70％；

(d)结晶促进剂0.01～10％，所述结晶促进剂为分子量为200～7000的失水山梨醇脂肪酸酯类、分子量为200～10000的聚醚胺类、分子量为200～100000的聚醚类中的一种或多种；

(e)相容剂0.5～10％，所述相容剂为马来酸酐接枝类聚合物中的一种或多种，所述相容剂热变形温度范围为50～260℃；

以上所有组分含量总和为100％。

2.根据权利要求1所述的铸造蜡，其特征在于：所述石油蜡熔点范围为45～90℃。

3.根据权利要求2所述的铸造蜡，其特征在于：所述合成蜡熔点范围为45～160℃。

4.根据权利要求3所述的铸造蜡，其特征在于：所述合成蜡用量为5～20％。

5.根据权利要求4所述的铸造蜡，其特征在于：所述合成蜡为聚乙烯蜡、op35合成蜡、硬质OP合成蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、费托蜡、SP-30蜡、SASOLWAX C80合成蜡、蒙旦蜡、合成酰胺蜡、聚酰胺蜡、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、合成聚酯蜡中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的铸造蜡，其特征在于：所述增粘树脂为固体型增粘树脂或液体型增粘树脂中的一种或其混合物，所述固体型增粘树脂软化点范围为40～180℃，所述液体型增粘树脂倾点范围为-57～+35℃。

7.根据权利要求6所述的铸造蜡，其特征在于：所述增粘树脂的用量为30～60％。

8.根据权利要求7所述的铸造蜡，其特征在于：所述固体增粘树脂为萜烯苯乙烯树脂、烷基苯乙烯树脂、醛酮树脂、聚醛树脂、对叔丁基苯酚甲醛树酯、改性的酚醛树脂、丙烯酸树脂、苯酚聚乙炔树脂、古马隆树脂、氢化松香甘油酯、Escorez 5600增粘树脂中的一种或多种；所述液体增粘树脂为液体萜烯树脂、液态松香树脂、松香改性液态增粘树脂、液体石油类树脂C5、液体石油树脂C9、液体古马隆树脂中的一种或多种。