CN107096874A - 一种高透气性醇基消失模涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透气性醇基消失模涂料，按照质量百分比由以下原料组成：醇基溶剂为20％～40％；耐火骨料为40％～60％；聚乙烯醇缩甲醛为0.5％～5％；硅溶胶为0.5％～5％；悬浮剂为0.5％～5％；表面活性剂为0.05％～0.2％；配料为0.1～1％，合计为100％。本发明还公开了该种高透气性醇基消失模涂料的制备方法，将称取的原料按照一定的添加顺序混合搅拌均匀即可。本发明的涂料，可在不烘干的情况下快速自干，所添加的聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒在浇注时遇到高温液体金属会气化,在涂料层中形成小孔，大大提高了涂料的透气性；具有良好的附着力、抗粘砂性。
Description
技术领域
本发明属于消失模涂料技术领域，涉及一种高透气性醇基消失模涂料，本发明还涉及该种高透气性醇基消失模涂料的制备方法。
背景技术
消失模铸造技术是铸造行业中新兴的一种铸造工艺方法，具有设计灵活、生产周期短、铸造精度高、操作简单等特点，被国内外誉为“21世纪的绿色铸造”。随着该技术发展与应用以及越来越高的生产技术要求的限制，使得消失模铸造技术面临许多问题。其中涂料性能是影响铸件质量的关键因素之一。合适的涂料能够很大程度的提高模样的刚度；能够在在液态金属和干砂之间充当隔离介质，保证铸件表面精度的同时也能够防止铸型坍塌；能让浇注时产生的气体顺利排逸到铸型外，防止铸件出现气孔等缺陷。
消失模涂料的透气性是衡量涂料性能的重要指标之一。铸件在浇注过程中所产生的气体只能通过涂层排出，若涂层透气性差，气体无法顺利排出就会使铸件产生大量气孔，影响铸件的性能，甚至使铸件报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高透气性醇基消失模涂料，解决了现有技术消失模涂料的透气性不理想，影响铸件性能的问题。
本发明的另一目的在于提供该种高透气性醇基消失模涂料的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种高透气性醇基消失模涂料，按照质量百分比由以下原料组成：醇基溶剂为20％～40％；耐火骨料为40％～60％；聚乙烯醇缩甲醛为0.5％～5％；硅溶胶为0.5％～5％；悬浮剂为0.5％～5％；表面活性剂为0.05％～0.2％；配料为0.1～1％，合计为100％。
本发明所采用的另一技术方案是，一种高透气性醇基消失模涂料的制备方法，按照以下步骤具体实施：
步骤1、称取原料
按照质量百分比分别称取以下原料：醇基溶剂20％～40％；耐火骨料40％～60％；聚乙烯醇缩甲醛0.5％～5％和硅溶胶0.5％～5％；有机蒙脱土0.5％～5％；JFC0.05％～0.2％；聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒0.1～1％，合计100％；
步骤2、制备高透气性醇基消失模涂料
2.1)按照质量比1：1，将步骤1中称取的有机蒙脱土与醇基溶剂混合搅拌30～40分钟，得到混合物A，密封静置24小时后备用；
2.2)按照质量比1：1，将步骤1中称取的聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶与醇基溶剂混合搅拌20～30分钟，得到混合物B，密封保存备用；
2.3)将剩余醇基溶液倒入耐火骨料中，搅拌10～20分钟，再加入步骤2.1)得到的混合物A中，再搅拌20～30分钟，得到混合物C；
2.4)将步骤2.2)得到的混合物B和步骤1所称取的表面活性剂JFC倒入步骤2.3)得到的混合物C中，搅拌40～80分钟，得到混合物D；
2.5)将聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒加入到步骤2.4)得到的混合物D中，搅拌20～40分钟，最终得到高透气性醇基消失模涂料。
本发明的有益效果是，1)按照上述配比和混制工艺可使醇基涂料具有良好的悬浮稳定性，有机蒙脱土作为悬浮剂可明显提高涂料的悬浮性和良好的刷涂性；2)本发明的涂料在涂刷后可在不烘干的情况下快速自干，抗粘砂性能好，有较强的附着力；3)本发明所用的聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒在浇注时遇到高温液体金属会气化，在涂料层中形成小孔，增强了消失模涂料的透气性，从而降低铸件的报废率；4)本发明方法选用的原料来源广泛，成本低廉，制备工艺简单，分批次操作，更能保证涂料的性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的高透气性醇基消失模涂料，按照质量百分比由以下原料组成：醇基溶剂为20％～40％；耐火骨料为40％～60％；聚乙烯醇缩甲醛为0.5％～5％；硅溶胶为0.5％～5％；悬浮剂为0.5％～5％；表面活性剂为0.05％～0.2％；配料为0.1～1％，合计为100％。
其中，醇基溶剂选用甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或两种组合，两种组合时对半用量；耐火骨料选用宝珠砂、石英粉、锆英粉、莫来石、刚玉粉中的一种，耐火骨料的粒度为200～300目；聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶一起称为粘结剂；悬浮剂选用有机蒙脱土；表面活性剂选用JFC；配料选用聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒，该微珠粒的粒径为0.05～0.5mm。
本发明高透气性醇基消失模涂料的制备方法，按照以下步骤具体实施：
步骤1、称取原料
按照质量百分比分别称取以下原料：醇基溶剂(甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或两种组合)20％～40％；耐火骨料(宝珠砂、石英粉、锆英粉、莫来石、刚玉粉其中的一种)40％～60％；聚乙烯醇缩甲醛0.5％～5％和硅溶胶0.5％～5％；有机蒙脱土0.5％～5％；JFC0.05％～0.2％；聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒0.1～1％，合计100％；
步骤2、制备高透气性醇基消失模涂料
2.1)按照质量比1：1，将步骤1中称取的有机蒙脱土与醇基溶剂混合搅拌30～40分钟，得到混合物A，密封静置24小时后备用；
2.2)按照质量比1：1，将步骤1中称取的聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶与醇基溶剂混合搅拌20～30分钟，得到混合物B，密封保存备用；
2.3)将剩余醇基溶液倒入耐火骨料中，搅拌10～20分钟，再加入步骤2.1)得到的混合物A中，再搅拌20～30分钟，得到混合物C；
2.4)将步骤2.2)得到的混合物B和步骤1所称取的表面活性剂JFC倒入步骤2.3)得到的混合物C中，搅拌40～80分钟，得到混合物D；
2.5)将聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒加入到步骤2.4)得到的混合物D中，搅拌20～40分钟，最终得到高透气性醇基消失模涂料，即成。
实施例1
步骤1、按照质量百分比分别称取以下原料：乙醇25％；宝珠砂60％；聚乙烯醇缩甲醛5％和硅溶胶5％；有机蒙脱土4.8％；JFC0.1％；聚氨酯泡沫微珠粒0.1％，合计100％。
其中耐火骨料宝珠砂粒度为200目左右；聚氨酯泡沫微珠粒粒径为0.05mm左右。
步骤2、制备高透气性醇基消失模涂料
2.1)按照质量比1:1，将步骤1中称取的有机蒙脱土与醇基溶剂混合搅拌30分钟，得到混合物A，密封静置24小时后备用；
2.2)按照质量比1:1，将步骤1中称取的聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶与醇基溶剂混合搅拌20分钟，得到混合物B，密封保存备用；
2.3)将剩余醇基溶液倒入耐火骨料中，搅拌10分钟，加入步骤2.1)得到的混合物A，再搅拌20分钟，得到混合物C；
2.4)将步骤2.2)得到的混合物B和步骤1所称取的表面活性剂JFC倒入步骤2.3)得到的混合物C中，搅拌40分钟，得到混合物D；
2.5)将聚氨酯泡沫微珠粒加入到步骤2.4)得到的混合物D中，搅拌20分钟，最终得到高透气性醇基消失模涂料，即成。
实施例2
步骤1、按照质量百分比分别称取以下原料：甲醇35％；锆英粉54％；聚乙烯醇缩甲醛3.5％和硅溶胶3.3％；有机蒙脱土3.5％；JFC0.2％；可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒0.5％，合计100％。
其中耐火骨料锆英粉粒度为250目左右；可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒粒径为0.2mm左右。
步骤2、制备高透气性醇基消失模涂料
2.1)按照质量比1:1，将步骤1中称取的有机蒙脱土与醇基溶剂混合搅拌35分钟，得到混合物A，密封静置24小时后备用；
2.2)按照质量比1:1，将步骤1中称取的聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶与醇基溶剂混合搅拌25分钟，得到混合物B，密封保存备用；
2.3)将剩余醇基溶液倒入耐火骨料中，搅拌15分钟，加入步骤2.1)得到的混合物A，再搅拌25分钟，得到混合物C；
2.4)将步骤2.2)得到的混合物B和步骤1所称取的表面活性剂JFC倒入步骤2.3)得到的混合物C中，搅拌60分钟，得到混合物D；
2.5)将可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒加入到步骤2.4)得到的混合物D中，搅拌30分钟，最终得到高透气性醇基消失模涂料，即成。
实施例3
步骤1、按照质量百分比分别称取以下原料：异丙醇40％；莫来石43.8％；聚乙烯醇缩甲醛5％和硅溶胶5％；有机蒙脱土5％；JFC0.2％；聚氨酯泡沫微珠粒1％，合计100％。
其中耐火骨料莫来石粒度为300目；聚氨酯泡沫微珠粒粒径为0.5mm左右。
步骤2、制备高透气性醇基消失模涂料
2.1)按照质量比1:1，将步骤1中称取的有机蒙脱土与醇基溶剂混合搅拌40分钟，得到混合物A，密封静置24小时后备用；
2.2)按照质量比1:1，将步骤1中称取的聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶与醇基溶剂混合搅拌30分钟，得到混合物B，密封保存备用；
2.3)将剩余醇基溶液倒入耐火骨料中，搅拌20分钟，加入步骤2.1)得到的混合物A，再搅拌30分钟，得到混合物C；
2.4)将步骤2.2)得到的混合物B和步骤1所称取的表面活性剂JFC倒入步骤2.3)得到的混合物C中，搅拌80分钟，得到混合物D；
2.5)将聚氨酯泡沫微珠粒加入到步骤2.4)得到的混合物D中，搅拌40分钟，最终得到高透气性醇基消失模涂料，即成。
本发明方法制备的高透气性醇基消失模涂料，与现有技术制备的消失模涂料的主要性能对比见表1：
表1、本发明与现有技术的消失模涂料主要性能对比表
| 类别 | 耐火骨料粒度 | 涂层厚度 | 微珠粒(质量比) | 透气性cm4/g·min |
| 一般涂料 | 200～300目 | 1～1.5mm | 不加 | 2～2.5 |
| 本发明涂料 | 200～300目 | 1～1.5mm | 0.1～1％ | 15～20 |
由上表可见，本发明的高透气性醇基消失模涂料，主要性能均优于现有技术的消失模涂料。
Claims (5)
1.一种高透气性醇基消失模涂料，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成：醇基溶剂为20％～40％；耐火骨料为40％～60％；聚乙烯醇缩甲醛为0.5％～5％；硅溶胶为0.5％～5％；悬浮剂为0.5％～5％；表面活性剂为0.05％～0.2％；配料为0.1～1％，合计为100％。
2.根据权利要求1所述的高透气性醇基消失模涂料，其特征在于，所述醇基溶剂选用甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或两种组合，两种组合时对半用量；耐火骨料选用宝珠砂、石英粉、锆英粉、莫来石、刚玉粉中的一种；粘结剂包括聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶；悬浮剂选用有机蒙脱土；表面活性剂选用JFC；配料选用聚氨酯泡沫微珠粒或可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒。
3.根据权利要求2所述的高透气性醇基消失模涂料，其特征在于：所述的耐火骨料的粒度为200～300目，所述的聚氨酯泡沫微珠粒或可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒的粒径为0.05～0.5mm。
4.一种高透气性醇基消失模涂料的制备方法，其特征在于，按照以下步骤具体实施：
步骤1、称取原料
按照质量百分比分别称取以下原料：醇基溶剂20％～40％；耐火骨料40％～60％；聚乙烯醇缩甲醛0.5％～5％和硅溶胶0.5％～5％；有机蒙脱土0.5％～5％；JFC0.05％～0.2％；聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒0.1～1％，合计100％；
步骤2、制备高透气性醇基消失模涂料
2.1)按照质量比1：1，将步骤1中称取的有机蒙脱土与醇基溶剂混合搅拌30～40分钟，得到混合物A，密封静置24小时后备用；
2.2)按照质量比1：1，将步骤1中称取的聚乙烯醇缩甲醛和硅溶胶与醇基溶剂混合搅拌20～30分钟，得到混合物B，密封保存备用；
2.3)将剩余醇基溶液倒入耐火骨料中，搅拌10～20分钟，再加入步骤2.1)得到的混合物A中，再搅拌20～30分钟，得到混合物C；
2.4)将步骤2.2)得到的混合物B和步骤1所称取的表面活性剂JFC倒入步骤2.3)得到的混合物C中，搅拌40～80分钟，得到混合物D；
2.5)将聚氨酯泡沫微珠粒或者可发泡聚甲基丙烯酸甲酯微珠粒加入到步骤2.4)得到的混合物D中，搅拌20～40分钟，最终得到高透气性醇基消失模涂料。
5.根据权利要求4所述的高透气性醇基消失模涂料的制备方法，其特征在于：所述的醇基溶剂选用甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或两种组合，两种组合时对半用量；所述的耐火骨料选用宝珠砂、石英粉、锆英粉、莫来石、刚玉粉中的一种。
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