CN105880465A - 一种消失模涂料用膏状添加剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消失模涂料用膏状添加剂及制备方法。这种添加剂各组分为：悬浮剂由累托石55~60重量份、钠基膨润土36~41重量份、海泡石27~32重量份复合制成；三聚磷酸钠16~20重量份；糊精12~16重量份；CMC粉11~15重量份；废纸纤维9~13重量份；聚乙烯醇6~9重量份；脂肪醇醚硫酸钠3~5重量份；聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~8重量份；水220~300重量份。这种膏状添加剂可以与耐火骨料一次性混合，通过搅拌就能制得各种铸造合金用消失模铸造涂料，适用于铸造企业用各种消失模涂料生产现场制作。用这种添加剂制得的消失模涂料，具有良好的悬浮性、涂挂性、涂层强度等特点。

Description

一种消失模涂料用膏状添加剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种消失模涂料用膏状添加剂及制备方法，属于铸造用造型材料领域。

背景技术

消失模铸造工艺方法是用聚苯乙烯泡沫制作铸件模型，再在模型上涂刷专用的消失模涂料，风干后，将模型埋入干砂中，再抽真空，形成砂型强度，并浇注金属液，冷却后得到铸件的一种方法。用消失模铸造工艺生产的各类铸钢件、铸铁件和有色合金铸件，其表面光洁、尺寸精度高，应用面也越来越广。消失模铸造最关键的技术之一是消失模涂料，没有好的消失模涂料，铸件在浇注时将会塌箱而报废，或者铸件产生粘砂、气孔的缺陷，导致废品率升高，生产成本增大。

消失模涂料一般由耐火骨料、悬浮剂、粘结剂、表面活性剂和载体组成，消失模涂料根据铸造合金分类，如铸钢件用消失模涂料、铸铁件用消失模涂料、铸铝件用消失模涂料等。铸钢件用消失模涂料耐火骨料多用石英粉、铝矾土、刚玉粉、莫来石粉；铸铁件用消失模涂料耐火骨料多用石墨粉、滑石粉、云母粉和铝矾土粉等；铸铝件用消失模涂料耐火骨料多用滑石粉、铝矾土粉等。消失模涂料用悬浮剂主要有钠基膨润土，凹凸棒石、海泡石等，粘结剂多用水玻璃、磷酸盐、酚醛树脂等。一般把消失模涂料中除耐火骨料和载体以外的其它材料统称消失模涂料用添加剂（如果是膏状添加剂则包含部分载体，如水或者醇类）。传统的消失模涂料的生产工艺为：根据铸造合金种类选择耐火骨料、单一的悬浮剂、粘结剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂和载体（水或醇）等，并按比例称取后倒入搅拌机中，搅拌均匀后就使用。这样制得的消失模涂料的质量没有保证，经常出现涂料悬浮稳定性不好，易沉淀，涂挂不均匀，涂层开裂，透气性不好等问题。

已有的商品消失模涂料用添加剂多为粉状物，是由单一粉状的悬浮剂、粉状粘结剂、粉状增稠剂等少数几种粉状物混合而成，性能不够完备，没有经过特殊工艺或设备精制，无法完全挖掘各种材料性能，制作方法与一般消失模涂料制作方法一样，也是与耐火骨料和载体倒入搅拌机中，搅拌而成，所制得的消失模涂料也存在性能悬浮稳定较差、易沉淀板结、涂挂性不好，质量不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种消失模涂料用膏状添加剂及其制备方法。

本发明所制备的消失模涂料用膏状添加剂，其组分由悬浮剂、常温粘结剂、高温粘结剂、增稠剂、触变剂、涂层增强剂、润湿剂、消泡剂和水构成。

悬浮剂由累托石55~60重量份、钠基膨润土36~41重量份、海泡石27~32重量份复合制成；高温粘结剂为三聚磷酸钠16~20重量份；常温粘结剂为糊精12~16重量份；增稠剂为羧甲基纤维素钠（CMC粉）11~15重量份；涂层增强剂为废纸纤维9~13重量份；触变剂为聚乙烯醇6~9重量份；润湿剂为脂肪醇醚硫酸钠3~5重量份；消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~8重量份；水220~300重量份。

上述消失模涂料用添加剂中，累托石的粒度为500~600目；钠基膨润土的粒度为150~200目，胶质价大于90%；海泡石的粒度为800~1250目；废纸纤维由废旧书报粉碎成2~3mm长纸纤维粉。

这种消失模涂料用膏状添加剂可以与耐火骨料、水一次性混合，通过搅拌就能制得各种铸造合金用消失模铸造涂料，使得消失模涂料的制作工艺得到简化，适用于铸造企业用各种消失模涂料生产现场制作，方便了消失模铸造生产。

本发明所述消失模涂料用膏状添加剂的制备方法为：

步骤一：将11~15重量份的CMC粉和6~9重量份聚乙烯醇与180~250重量份的水混合搅匀，并加热至80~90℃度，让CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明胶状液为止，再加入12~16重量份的糊精，继续搅拌20~30min直至溶解成稠状胶液；

步骤二：将9~13重量份的废报纸放入粉碎机中粉碎成2~3mm长的纤维粉，再将纤维粉加入步骤一制得的稠状胶液中，搅拌均匀，倒入胶体磨中，研磨5~10min，制成混合纤维胶液料；

步骤三：将16~20重量份三聚磷酸钠加入40~50重量份的水，并加热到100℃沸腾直至溶解，然后加入3~5重量份的脂肪醇醚硫酸钠和6~8重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成三聚磷酸钠溶液；

步骤四：将55~60重量份的累托石、36~41重量份的钠基膨润土、27~32重量份的海泡石倒入搅拌机中，搅拌均匀，将步骤三制得的三聚磷酸钠溶液、步骤二制得的混合纤维胶液料倒入搅拌机中搅拌均匀，制成初级混合膏状料；

步骤五：将步骤四制得的初级混合膏状料倒入捏合机中，捏合挤压加工20~30min，即制得消失模涂料用膏状添加剂成品。

本发明消失模涂料用膏状添加剂，所用悬浮剂采用了复合悬浮剂，充分发挥了各单一悬浮剂的优点，又避免了某单一悬浮剂性能不足的缺陷。如累托石具有高温稳定性好，烧结不开裂的优点，但有在室温下做成涂料触变性极低，涂料易流淌的缺点；膨润土具有增稠的特点，但遇碱性物质易变稀的缺点；海泡石有较强的增稠触变效果，能显著提高涂料的触变性，使得涂料凃挂后不流淌的优点，但耐火度不高。高温粘结剂采用三聚磷酸钠，具有强度高，不吸潮等优点，避免采用水玻璃，熔点低易吸潮的缺点，常温粘结剂不用酚醛树脂等高污染环境的有毒树脂，而是采用无毒的玉米糊精做常温粘结剂，且使涂料干燥快。针对涂料涂刷后干燥后易开裂的缺点，采用废纸纤维来加强涂层，很好的解决了涂层开裂的难题，同时降低了生产成本。

本发明的消失模涂料用膏状添加剂制备方法，是将涂料用多种悬浮剂、高温粘结剂、低温粘结剂、涂层增强剂、触变剂、消泡剂、润湿剂和水等材料，经过专门制作工艺制成膏状料。生产消失模涂料时，先根据铸造合金种类按比例称取不同种类的耐火骨料和这种膏状消失模涂料用添加剂，倒入搅拌机中，并按比例加入水，搅拌一定时间后即成。用本发明制得的消失模涂料用膏状添加剂可用于铸钢件、铸铁件和铸铝件消失模涂料的便捷生产，解决了传统消失模涂料生产工艺复杂、质量不稳定的问题，对消失模涂料的生产开辟了一种新的技术实现途径。用本消失模涂料用膏状添加剂生产出的涂料具有很高的悬浮稳定性，较好的涂挂性，不吸潮，不开裂，透气性好等优点，而且这种消失模涂料用膏状添加剂无毒环保。

本发明制得的消失模涂料用膏状添加剂的技术指标见表1。

表1消失模涂料用膏状添加剂的技术指标

技术指标	密度(g/cm3)	颜色	含水量%	pH值
						1.6~2.0	深灰色	55~58	7~9

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例，对本发明进行详细说明。实施例中的数据不是对本发明的限制和约束，只是为了说明各物质的组分配合比例。

实施例1，消失模涂料用膏状添加剂制作方法一

步骤一：将11重量份的CMC粉和6重量份聚乙烯醇与180重量份的水混合搅匀，并加热至80℃度，让CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明胶状液为止，再加入12重量份的糊精，继续搅拌20min直至溶解成稠状胶液。

步骤二：将9重量份的废报纸放入粉碎机中粉碎成2~3mm长的纤维粉，再将纤维粉加入步骤一制得的稠状胶液中，搅拌均匀，倒入胶体磨中，研磨5min，制成混合纤维胶液料。

步骤三：将16重量份三聚磷酸钠加入40重量份的水，并加热到100℃沸腾直至溶解，然后加入3重量份的脂肪醇醚硫酸钠和6重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成三聚磷酸钠溶液。

步骤四：将55重量份的累托石、36重量份的钠基膨润土、27重量份的海泡石倒入搅拌机中，搅拌均匀，将步骤三制得的三聚磷酸钠溶液、步骤二制得的混合纤维胶液料倒入搅拌机中搅拌均匀，制成初级混合膏状料。

步骤五：将步骤四制得的初级混合膏状料倒入捏合机中，捏合挤压加工20min，即制得消失模涂料用膏状添加剂成品。

实施例2，消失模涂料用膏状添加剂制作二

步骤一：将15重量份的CMC粉和9重量份聚乙烯醇与250重量份的水混合搅匀，并加热至90℃度，让CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明胶状液为止，再加入16重量份的糊精，继续搅拌30min直至溶解成稠状胶液。

步骤二：将13重量份的废报纸放入粉碎机中粉碎成2~3mm长的纤维粉，再将纤维粉加入步骤一制得的稠状胶液中，搅拌均匀，倒入胶体磨中，研磨10min，制成混合纤维胶液料。

步骤三：将20重量份三聚磷酸钠加入50重量份的水，并加热到100℃沸腾直至溶解，然后加入5重量份的脂肪醇醚硫酸钠和8重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成三聚磷酸钠溶液。

步骤四：将60重量份的累托石、41重量份的钠基膨润土、32重量份的海泡石倒入搅拌机中，搅拌均匀，将步骤三制得的三聚磷酸钠溶液、步骤二制得的混合纤维胶液料倒入搅拌机中搅拌均匀，制成初级混合膏状料。

步骤五：将步骤四制得的初级混合膏状料倒入捏合机中，捏合挤压加工30min，即制得消失模涂料用膏状添加剂成品。

实施例3，消失模涂料用膏状添加剂制作三

步骤一：将13重量份的CMC粉和7重量份聚乙烯醇与220重量份的水混合搅匀，并加热至85℃度，让CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明胶状液为止，再加入14重量份的糊精，继续搅拌25直至溶解成稠状胶液。

步骤二：将11重量份的废报纸放入粉碎机中粉碎成2~3mm长的纤维粉，再将纤维粉加入步骤一制得的稠状胶液中，搅拌均匀，倒入胶体磨中，研磨8min，制成混合纤维胶液料。

步骤三：将18重量份三聚磷酸钠加入45重量份的水，并加热到100℃沸腾直至溶解，然后加入4重量份的脂肪醇醚硫酸钠和7重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成三聚磷酸钠溶液。

步骤四：将57重量份的累托石、38重量份的钠基膨润土、30重量份的海泡石倒入搅拌机中，搅拌均匀，将步骤三制得的三聚磷酸钠溶液、步骤二制得的混合纤维胶液料倒入搅拌机中搅拌均匀，制成初级混合膏状料。

步骤五：将步骤四制得的初级混合膏状料倒入捏合机中，捏合挤压加工25min，即制得消失模涂料用膏状添加剂成品。

消失模涂料用膏状添加剂应用实例

消失模涂料用膏状添加剂可用于制作各种消失模涂料，其涂料配方和制作工艺如下：

1.铸钢件用石英粉消失模涂料

称取270~325目石英粉100重量份、消失模涂料用膏状添加剂16重量份、水53重量份，倒入搅拌机中搅拌2小时即为铸钢件用石英粉消失模涂料成品。

2．铸钢件用铝矾土消失模涂料

称取270~325目铝矾土100重量份、消失模涂料用膏状添加剂11重量份、水41重量份，倒入搅拌机中搅拌2小时即为铸钢件用铝矾土消失模涂料成品。

3. 铸钢件用刚玉消失模涂料

称取270~325目刚玉粉95重量份、325目碳酸钙粉5重量份，消失模涂料用膏状添加剂13重量份、水46重量份，倒入搅拌机中搅拌2小时即为铸钢件用刚玉消失模涂料成品。

4. 铸钢件用石英粉复合消失模涂料

称取270~325目石英粉60重量份、270~325目铝矾土40重量份、消失模涂料用膏状添加剂13重量份、水46重量份，倒入搅拌机中搅拌2小时即为铸钢件用石英粉复合消失模涂料成品。

5. 铸铁件用石墨复合消失模涂料

称取200目鳞片石墨15重量份、270~325目土状石墨60重量份、270~325目铝矾土25重量份，消失模涂料用膏状添加剂15重量份、水60重量份，倒入搅拌机中搅拌2小时即为铸铁件用石墨复合消失模涂料成品。

6． 铸铁件用浅色消失模涂料

称取270~325目土状石墨40重量份、270~325目铝矾土40重量份，270~325目叶腊石20重量份、消失模涂料用膏状添加剂14重量份、水53重量份，倒入搅拌机中搅拌2小时即为铸铁件用浅色消失模涂料成品。

7. 铸铝件用消失模涂料

称取270~325目铝矾土40重量份、270~325目云母粉15重量份、270~325目叶腊石30重量份、270~325目煅烧高岭土15重量份、消失模涂料用膏状添加剂17重量份、水58重量份，倒入搅拌机中搅拌2小时即为铸铝件用消失模涂料成品。

Claims (7)

1.一种消失模涂料用膏状添加剂，其特征在于，其组分由悬浮剂、常温粘结剂、高温粘结剂、增稠剂、触变剂、涂层增强剂、润湿剂、消泡剂和水构成；

悬浮剂由累托石55~60重量份、钠基膨润土36~41重量份、海泡石27~32重量份复合制成；高温粘结剂为三聚磷酸钠16~20重量份；常温粘结剂为糊精12~16重量份；增稠剂为羧甲基纤维素钠11~15重量份；涂层增强剂为废纸纤维9~13重量份；触变剂为聚乙烯醇6~9重量份；润湿剂为脂肪醇醚硫酸钠3~5重量份；消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~8重量份；水220~300重量份。

2.根据权利要求1所述的消失模涂料用膏状添加剂，其特征在于累托石的粒度为500~600目。

3.根据权利要求1所述的消失模涂料用膏状添加剂，其特征在于钠基膨润土的粒度为150~200目，胶质价大于90%。

4.根据权利要求1所述的消失模涂料用膏状添加剂，其特征在于海泡石的粒度为800~1250目。

5.根据权利要求1所述的消失模涂料用膏状添加剂，其特征在于废纸纤维由废报纸粉碎成2~3mm长纤维而成。

6.根据权利要求1所述的消失模涂料用膏状添加剂，其特征在于糊精粉的细度为300~400目。

7.权利要求1所述的消失模涂料用膏状添加剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将11~15重量份的CMC粉和6~9重量份聚乙烯醇与180~250重量份的水混合搅匀，并加热至80~90℃度，让CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明胶状液为止，再加入12~16重量份的糊精，继续搅拌20~30min直至溶解成稠状胶液；

步骤二：将9~13重量份的废报纸放入粉碎机中粉碎成2~3mm长的纤维粉，再将纤维粉加入步骤一制得的稠状胶液中，搅拌均匀，倒入胶体磨中，研磨5~10min，制成混合纤维胶液料；

步骤三：将16~20重量份三聚磷酸钠加入40~50重量份的水，并加热到100℃沸腾直至溶解，然后加入3~5重量份的脂肪醇醚硫酸钠和6~8重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成三聚磷酸钠溶液；

步骤四：将55~60重量份的累托石、36~41重量份的钠基膨润土、27~32重量份的海泡石倒入搅拌机中，搅拌均匀，将步骤三制得的三聚磷酸钠溶液、步骤二制得的混合纤维胶液料倒入搅拌机中搅拌均匀，制成初级混合膏状料；

步骤五：将步骤四制得的初级混合膏状料倒入捏合机中，捏合挤压加工20~30min，即制得消失模涂料用膏状添加剂成品。