CN110614343A

CN110614343A - 一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料及其制备和使用方法

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Publication number: CN110614343A
Application number: CN201911016815.8A
Authority: CN
Inventors: 柴知章; 张椿英; 王宜飞; 赵浩峰; 黄自成
Original assignee: Anhui Institute of Information Engineering
Current assignee: Anhui Institute of Information Engineering
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2019-12-27

Abstract

本发明公开了一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料及其制备和使用方法，所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料包括以下原料：铝钒土、石英粉，硅溶胶，钠基膨润土，白乳胶，ZnO，KMnO₄，有机膨润土、有机短纤维，CMC，氧化铁，聚氧乙烯醚，正辛醇，甲醛水溶液、水；本发明通提供的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料具有良好的耐高温性、透气性、润湿性、粘附性、涂挂性、烧结性及剥离性，且所形成涂层的发气量小，干燥速度快，用于汽车覆盖件模具的生产时，得到的模具的表面光洁，无气孔、粘砂等缺陷。

Description

一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料及其制备和使用方法

技术领域

本发明属于消失模用涂料技术领域，具体涉及一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料及其制备和使用方法。

背景技术

我国的消失模铸造已经不再是以前的摸索阶段，我们正处于技术革新阶段。对于消失模铸造来讲消失模的涂料也是不可缺少的，消失模涂料的发展会直接影响到消失模铸造的发展。涂料性能的优劣以及成本的高低直接影响到消失模铸造能否满足生产需求及利润的高低。

在现代社会中汽车已经走进我们的生活，汽车在生活中无处不在，人们不仅在享受汽车带来的快捷时，而且对汽车本身的质量提出了更高的要求。而汽车有很多覆盖件，汽车覆盖件模具基本是用消失模生产，消失模铸造就是将泡沫塑料模样组合成模型，刷上涂料后放在烘干架上烘干后，利用干砂振动造型或者利用树脂砂造型，在金属浇注下、使模型气化消失，模型位置被金属液所占住，金属凝固冷却以后形成铸件的铸造方法。

支撑和保护泡沫模型是消失模涂料的作用，同时涂上消失模涂料是为了防止液态金属在浇铸过程中因泡沫模型融解时金属液体进入型腔时带入砂子，防止铸件粘砂；并且涂料的使用不仅仅是防止粘砂，因为泡沫模型融解会产生气体和其他产物，这时涂料就会吸收分解泡沫模型融解的产物，还可以使因分解产生气体的通过涂层而不留在型腔中，避免产生气孔。因此消失模涂料必须具有耐高温性、好的涂挂性以及流平性，让金属在浇铸的过程中以及在成型的过程中保持好的性能。

但是目前用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的耐高温性、涂挂性以及流平性均较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料及其制备和使用方法，所述消失模涂料具有良好的耐高温性、透气性、润湿性、粘附性、涂挂性、流平性及触变性。

本发明采取的技术方案为：

一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，包括以下重量百分比的原料：铝钒土50-53％、石英粉30-35％，硅溶胶1.5-2.5％，钠基膨润土2-4％，白乳胶1-1.5％，ZnO 1-3％，KMnO₄ 0.5-1％，有机膨润土0.8～1.3％、有机短纤维0.5～0.8％，CMC 1.0～2.0％，氧化铁2.5～3.5％，聚氧乙烯醚0.1～0.2％，正辛醇0.01～0.03％，甲醛水溶液0.02～0.04％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

进一步地，优选为包括以下重量百分比的原料：铝钒土50.94％、石英粉35％，硅溶胶1.5％，钠基膨润土3％，白乳胶1.2％，ZnO 1.6％，KMnO₄ 0.5％，有机膨润土1％、有机短纤维0.6％，CMC 1.5％，氧化铁3.0％，聚氧乙烯醚0.1％，正辛醇0.02％，甲醛水溶液0.04％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

优选为包括以下重量百分比的原料：铝钒土51％、石英粉34％，硅溶胶2.3％，钠基膨润土2％，白乳胶1.3％，ZnO 2.26％，KMnO₄ 0.5％，有机膨润土1.2％、有机短纤维0.7％，CMC 1.5％，氧化铁3.0％，聚氧乙烯醚0.2％，正辛醇0.02％，甲醛水溶液0.02％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

所述铝钒土、石英粉的粒度为150-300目；所述有机短纤维的长度为35-65mm；所述甲醛水溶液为市售。

本发明还提供了所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将除铝钒土、石英粉以外的配方量的原料加入到水中，搅拌混合均匀后，加入配方量的铝钒土、石英粉，搅拌混合均匀，调整体系的粘度至22-26Pa.s，即可得到所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料。

根据本发明的制备方法制备得到的所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的波美度为65-68Be，密度为1.60-1.67g.cm³。

本发明还提供了所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的使用方法，将所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料喷涂至消失模表面，干燥后，重复喷涂2～3次，使涂层厚度达到0.5～2mm，这样的涂层厚度下，具有良好的耐高温性和透气性。

进一步地，所述干燥可在自然环境下干燥，或者在45～50℃下烘干。

本发明提供的所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的配方中，以不同种类的铝钒土和石英粉作为耐火骨料，两者的价格便宜且来源丰富，石英粉的耐火度较低但是线膨胀系数大，铝钒土的耐火度高但是线膨胀系数小，两者配合作为涂料的耐火骨料，得到的涂层可获得良好的透气性和耐高温性；并在涂料中加入有机短纤维，因其气化温度低，可以先于消失模气化，从而在涂料层上留下大量贯通蜂孔，有利于消失模气化后气体排出，通过控制有机短纤维的长度35-65mm而又不会造成涂层本身孔隙大带来粘砂。

选用无机粘结剂钠基膨润土和有机粘结剂硅溶胶、白乳胶配合使用，三者合用可提高涂料的强度、涂挂性、悬浮性及附着性，且有机粘结剂可在高温下分解形成孔洞从而增加了涂层的高温透气性。三者的使用量需分别严格控制在2-4％、1.5-2.5％、1-1.5％的范围内；因为随着钠基膨润土的使用量增加涂料的强度逐渐降低，而涂料的粘度、悬浮性逐渐上升；而随着硅溶胶的使用量增加涂料的强度随着增大，但随着硅溶胶的含量继续增大涂料的粘度却逐渐减小，硅溶胶含量到达4.3％左右时涂料的粘度达到最低，随着硅溶胶的用量增加粘度又逐渐上升，但是硅溶胶的用量过大时会造成涂料的透气性变差，因此需要配合白乳胶一起作为有机粘结剂，并将三者的用量进行严格的控制，以保证涂料具有适当粘度和悬浮性的同时，喷涂之后的涂层具有良好的透气性。

配方中还加入了KMnO₄作为的氧化剂，泡沫塑料模在高温下不完全分解时会在涂料表面沉积一些碳，阻塞排气通道，从而降低了涂料的高温透气性，加入一些氧化剂可以加速泡沫塑料模的分解，从而防止碳的沉积，增加涂料的透气性；聚苯乙烯泡沫塑料为非极性材料，表面张力低，不易被水基涂料润湿、渗透，因此，涂料中加入少量的聚氧乙烯醚作为表面活性剂；并加入了正辛醇作为消泡剂，甲醛水溶液作为防腐剂，以及加入了CMC来提高涂料的涂层的屈服强度和塑性变形能力，为了提高涂层的自剥离和抗氮气孔能力，本发明还加入了氧化铁粉。

本发明通过控制以上各原料的用量，配制得到的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料具有良好的耐高温性、透气性、润湿性、粘附性、涂挂性、烧结性及剥离性，且所形成涂层的发气量小，干燥速度快，用于汽车覆盖件模具的生产时，得到的模具的表面光洁，无气孔、粘砂等缺陷。

附图说明

图1为钠基膨润土用量对消失模涂料强度的影响图；

图2为钠基膨润土用量对消失模涂料粘度的影响图；

图3为钠基膨润土用量对消失模涂料悬浮性的影响图；

图4为硅溶胶用量对消失模涂料强度的影响图；

图5为硅溶胶用量对消失模涂料粘度的影响图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，包括以下重量百分比的原料：铝钒土50.94％、石英粉35％，硅溶胶1.5％，钠基膨润土3％，白乳胶1.2％，ZnO 1.6％，KMnO₄0.5％，有机膨润土1％、有机短纤维0.6％，CMC 1.5％，氧化铁3.0％，聚氧乙烯醚0.1％，正辛醇0.02％，甲醛水溶液0.04％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的制备方法为：将除铝钒土、石英粉以外的配方量的原料加入到水中，搅拌混合均匀后，加入配方量的铝钒土、石英粉，搅拌混合均匀，调整体系的粘度至22-26Pa.s，即可得到所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，所得涂料的波美度在65-68Be的范围内，密度在1.60-1.67g.cm³的范围内。

实施例2

一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，包括以下重量百分比的原料：铝钒土51％、石英粉34％，硅溶胶2.3％，钠基膨润土2％，白乳胶1.3％，ZnO2.26％，KMnO₄0.5％，有机膨润土1.2％、有机短纤维0.7％，CMC 1.5％，氧化铁3.0％，聚氧乙烯醚0.2％，正辛醇0.02％，甲醛水溶液0.02％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的制备方法为：将除铝钒土、石英粉以外的配方量的原料加入到水中，搅拌混合均匀后，加入配方量的铝钒土、石英粉，搅拌混合均匀，调整体系的粘度至22-26Pa.s，即可得到所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，所得涂料的波美度在65-68Be的范围内，密度在1.60-1.67g.cm³的范围内。和

比较例1

其他同实施例1，只是将其中的钠基膨润土、白乳胶均替换为了硅溶胶。

比较例2

其他同实施例1，只是将其中的KMnO₄和氧化铁均替换为了石英粉。

将上述各实施例和比较例制备得到的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料喷涂至消失模表面，自然干燥后，重复喷涂2～3次，使涂层厚度达到0.5～2mm，然后用于汽车覆盖件模具的生产，经反复实验后，实施例中的生产得到的汽车覆盖件模具的表面光洁，出现的气孔、粘砂等缺陷较少，显著低于比较例。

上述参照实施例对一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料及其制备和使用方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：铝钒土50-53％、石英粉30-35％，硅溶胶1.5-2.5％，钠基膨润土2-4％，白乳胶1-1.5％，ZnO 1-3％，KMnO₄ 0.5-1％，有机膨润土0.8～1.3％、有机短纤维0.5～0.8％，CMC1.0～2.0％，氧化铁2.5～3.5％，聚氧乙烯醚0.1～0.2％，正辛醇0.01～0.03％，甲醛水溶液0.02～0.04％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

2.根据权利要求1所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：铝钒土50.94％、石英粉35％，硅溶胶1.5％，钠基膨润土3％，白乳胶1.2％，ZnO 1.6％，KMnO₄ 0.5％，有机膨润土1％、有机短纤维0.6％，CMC 1.5％，氧化铁3.0％，聚氧乙烯醚0.1％，正辛醇0.02％，甲醛水溶液0.04％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

3.根据权利要求1所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：铝钒土51％、石英粉34％，硅溶胶2.3％，钠基膨润土2％，白乳胶1.3％，ZnO 2.26％，KMnO₄ 0.5％，有机膨润土1.2％、有机短纤维0.7％，CMC 1.5％，氧化铁3.0％，聚氧乙烯醚0.2％，正辛醇0.02％，甲醛水溶液0.02％；还包括占上述原料总量的80-90％的水作为溶剂。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，其特征在于，所述铝钒土、石英粉的粒度为150-300目。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料，其特征在于，所述有机短纤维的长度为35-65mm。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将除铝钒土、石英粉以外的配方量的原料加入到水中，搅拌混合均匀后，加入配方量的铝钒土、石英粉，搅拌混合均匀，调整体系的粘度至22-26Pa.s，即可得到所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的波美度为65-68Be，密度为1.60-1.67g.cm³。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的使用方法，其特征在于，将所述用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料喷涂至消失模表面，干燥后，重复喷涂2～3次，使涂层厚度达到0.5～2mm。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的用于生产汽车覆盖件模具的消失模涂料的使用方法，其特征在于，所述干燥可在自然环境下干燥，或者在45～50℃下烘干。