CN116372096B - 一种消失模铸造用涂料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及消失模铸造技术领域，具体公开一种消失模铸造用涂料及其制备工艺。所述涂料包括组分：改性微粒300~380份、粘接剂7~15份、增稠剂6~12份、悬浮剂15~21份、表面活性剂4~7份、消泡剂5~9份、防腐剂3~5份、水350~400份。所述改性微粒是由表面包覆了氢氧化锌包覆层的多孔二氧化硅形成的核壳式结构，所述多孔二氧化硅的微孔中填充有四氧化三铁。本发明以表面具有氢氧化锌包覆层并且内部填充有四氧化三铁磁性粒子的多孔二氧化硅形成的核壳式改性微粒为涂料的耐火材料，从而使涂料不仅能够利用铸造时高温熔融金属液形成的高温环境增大涂料层的透气性，而且能够提高脱模性，使涂料层更易于从铸件表面分离。
Description
技术领域
本发明涉及消失模铸造技术领域，尤其涉及一种消失模铸造用涂料及其制备工艺。
背景技术
消失模铸造是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，在其外表面刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，然后在负压下浇注熔融的金属液使模型气化，而金属液占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造具有铸件精度高、设计灵活、无需传统铸造的砂芯等方面的技术优势。用于涂刷在泡沫模型表面的所述涂料是消失模铸造工艺必不可少的材料，其主要用于支撑和保护泡袜模型，防止浇铸在泡袜模型中的高温熔融金属液渗入外部的石英砂中，提高铸件表面的光洁度，同时也起到便于泡袜模型分解后产生的气体透过排出的作用。因此，这类涂料普遍需要具备良好的透气性。目前，消失模铸造采用的涂料中的主要耐火材料包括石英砂、刚玉、锆砂等，其和粘结剂、溶剂载体、助剂等混合后形成浆体状的涂料。由于为保证铸件表面的光洁度，所述耐火材料的粒径普遍很小，导致形成的涂料的透气性不足，经常出现铸件表面存在气孔、增碳的现象，不仅影响铸件的表面质量，而且对低碳钢铸件而言，其表面增碳后容易造成脆性增大、在服役过程中开裂等方面的问题。
发明内容
针对上述的问题，本发明提供一种消失模铸造用涂料及其制备工艺，该涂料不仅能够利用铸造时高温熔融金属液形成的高温环境增大涂料层的透气性，而且能够提高脱模性，使涂料层更易于从铸件表面分离。为实现上述目的，本发明公开如下的技术方案。
首先，本发明公开一种消失模铸造用涂料，以重量份计，该涂料包括如下组分：改性微粒300~380份、粘接剂7~15份、增粘剂2~3.5份、增稠剂6~12份、悬浮剂15~21份、表面活性剂4~7份、消泡剂5~9份、防腐剂3~5份、水350~400份。其中：所述改性微粒是由表面包覆了氢氧化锌包覆层的多孔二氧化硅形成的核壳式结构，所述多孔二氧化硅的微孔中填充有四氧化三铁。
进一步地，所述粘接剂包括磷酸盐、水玻璃等中的任意一种，如偏磷酸钠、硅酸钠、硅酸钾等。所述粘接剂主要用于将各组分粘接在泡沫模型表面，并在浇铸过程中保持涂料层的稳定，防止涂料层垮塌。
进一步地，所述增稠剂包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠等中的任意一种，其主要用于增加涂料的粘度，便于在泡沫模型表面挂浆。
进一步地，所述悬浮剂包括膨润土、硅酸铝镁、凹凸棒土等中的任意一种。可选地，所述悬浮剂的粒径在400~500目之间。
进一步地，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等中的任意一种。
进一步地，所述多孔二氧化硅的粒径为200~300目。
进一步地，所述消泡剂包括乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、炔二醇等中的任意一种。所述消泡剂主要用于消除涂料中的气泡，提高铸件的表面质量。
进一步地，所述防腐剂包括山梨酸钾、苯甲酸钠、丙酸钙等中的任意一种。所述防腐剂主要用于防止涂料发霉变质。
其次，本发明公开所述消失模铸造用涂料中的改性微粒、增粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
（1）将多孔二氧化硅微粉加入FeCl2和FeCl3的混合液中，且所述FeCl3处于饱和态，静置后固液分离，得初级改性多孔二氧化硅。
（2）将所述初级改性多孔二氧化硅置于反应容器中氨水的上方，然后向反应容器中通入惰性气体排出其中空气。然后加热利用氨气和水汽对所述初级改性多孔二氧化硅进行蒸养，得二级改性多孔二氧化硅，将其洗涤后干燥，备用。
（3）将干燥后的所述二级改性多孔二氧化硅置于饱和ZnCl2溶液中搅拌分散，然后在搅拌条件下逐滴加入碱液，待反应完成后对得到的反应体系进行磁选分离，然后洗涤、干燥磁选分离出的固体产物，即得所述改性微粒。
（4）将所述磁选分离后剩余的反应体系和步骤（1）固液分离得到的液相混合，然后加入盐酸反应至氢氧化锌沉淀完全溶解，且将体系调节为中性。然后加入FeCl2、FeCl3、ZnCl2调节为Fe2+、Fe3+、Zn2+的饱和液。然后将该饱和液滴加至沸水中，然后继续煮沸至溶液呈红褐色后停止加热，即得胶状的所述增粘剂。
进一步地，步骤（1）中，所述混合液中Fe2+和Fe3+的摩尔比为1.1~1.25：2。
进一步地，步骤（1）中，所述静置时间为30~45min，使所述多孔二氧化硅利用其多孔性充分吸附Fe2+、Fe3+。
进一步地，步骤（2）中，所述氨水的质量分数为20~25%，所述加热温度为80~90℃，所述蒸养时间为1.5~2h。在此过程中，所述氨水被加热挥发后形成的氨水和水汽进入多孔二氧化硅中后形成碱液与Fe2+、Fe3+反应形成四氧化三铁磁性粒子（Fe2++Fe3++NH·H2O→Fe3O4↓+NH4 ++H2O）填充在所述多孔二氧化硅的孔隙中。
进一步地，步骤（2）中，将所述二级改性多孔二氧化硅用清水洗涤至中性后在70~90℃干燥1~2h，以去除所述二级改性多孔二氧化硅上的残液。
进一步地，步骤（3）中，所述二级改性多孔二氧化硅与饱和ZnCl2的溶液的料液比为1：25~40。
进一步地，步骤（3）中， 所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等中的任意一种，以在所述二级改性多孔二氧化硅的表面形成氢氧化锌包覆层。
进一步地，步骤（3）中，将所述磁选分离出来的固相产物用清水洗涤至中性后自然干燥24~72h。
进一步地，步骤（4）中，所述饱和液和沸水的体积比为1~2：20。
与现有技术相比，本发明取得的有益技术效果包括：本发明以表面具有氢氧化锌包覆层并且内部填充有四氧化三铁磁性粒子的多孔二氧化硅形成的核壳式改性微粒为消失模铸造用涂料的耐火材料，从而使本发明的涂料不仅能够利用铸造时高温熔融金属液形成的高温环境增大涂料层的透气性，而且能够提高脱模性，使涂料层更易于从铸件表面分离。这是由于在熔融金属液浇铸在泡沫模型中的过程中，所述改性微粒表面的氢氧化锌在高温下分解形成水汽和氧化锌，由于所述水汽的分离脱出，使改性微粒之间形成孔隙，从而增大了涂料层的透气性，使泡沫模型分解产生的大量气体能够及时从涂料层排出，防止积攒在模型内部造成铸件表面气孔、增碳等问题。同时，所述氢氧化锌的分解使铸件表面与涂料层之间形成微间隙，再加上分解产生的氧化锌起到的润滑作用，可使所述涂料层更加易于和铸件分离，提高脱壳率。
进一步地，为实现上述目的，本发明提出了改性微粒的制备工艺，并且利用其产生的废液制备了增粘剂。具体地，本发明首先利用多孔二氧化硅的多孔性吸附铁离子和亚铁离子，继而利用碱性蒸汽中对所述多孔二氧化硅进行蒸养，从而在多孔二氧化硅中形成四氧化三铁磁性粒子，这种工艺避免了从液相中分离多孔二氧化硅时存在的难以实现分离，掺杂有其他产物的问题。同时，也为在所述多孔二氧化硅表面包覆氢氧化锌形成改性微粒后，从溶液中分离出该改性微粒奠定了基础，这是由于在采用沉淀法制备所述氢氧化锌包覆层时，在体系中同时会产生大量的游离的氢氧化锌，由于所述改性微粒中含有四氧化三铁磁性粒子，从而可以方便地从反应体系中将改性微粒与氢氧化锌磁选分离。进一步地，本发明利用制备所述初级改性多孔二氧化硅、改性微粒产生的废液制备胶状增粘剂，不仅有助于提高涂料在泡沫模型表面的挂浆能力，而且避免了废液的产生和原料的浪费。同时，所述胶状增粘剂中的主要成分氢氧化铁、氢氧化锌在高温下分解形成的水汽从涂料层脱除后也会使涂料层形成孔隙，从而进一步提升涂料层的透气性。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。现通过具体实施对本发明进一步说明。
实施例1
1、一种改性微粒、增粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
（1）在饱和FeCl3溶液中按照中Fe2+和Fe3+的摩尔比为1.2：2的比例加入FeCl2，然后加入粒径分布在200~300目之间的多孔二氧化硅后搅拌均匀，然后静置40min，使多孔二氧化硅充分吸收Fe2+、Fe3+。然后过滤进行固液分离，收集得到固体产物，即得初级改性多孔二氧化硅。同时收集滤液，备用。
（2）在反应釜中加入质量分数为25%的氨水，然后在其中放入支架使其位于氨水液面上方，将盛装所述初级改性多孔二氧化硅的容器放在所述支架上。关闭反应釜后向其中通入氩气排出其中空气。然后加热至85℃利用氨水形成的氨气和水汽对所述初级改性多孔二氧化硅蒸养2h。完成后得到二级改性多孔二氧化硅，将所述二级改性多孔二氧化硅用清水洗涤至中性后在80℃干燥1.5h，备用。
（3）按照1：30的料液比，将干燥后的所述二级改性多孔二氧化硅置于饱和ZnCl2溶液中搅拌分散，然后在缓慢搅拌下逐滴加入氢氧化钠溶液并使体系最终pH维持在8.0±0.2，然后静置10min，反应完成。然后利用磁铁对得到的固相产物进行磁选分离，并将分离得到的磁性产物用清水洗涤至中性后在自然通风环境中干燥48h，即得改性微粒，备用。同时收集磁选分离后剩余的含有氢氧化锌沉淀的碱性反应体系，备用。
（4）将所述碱性反应体系和步骤（1）的所述滤液混合，然后加入盐酸反应至氢氧化锌沉淀完全溶解，并将体系中和为中性。然后加入氯化铁、氯化亚铁、氯化锌调节为Fe2+、Fe3 +、Zn2+的饱和液。然后将该饱和液滴加至沸水中，所述饱和液和沸水的体积比为1.5：20。然后继续煮沸至溶液呈红褐色后停止加热，即得胶状的增粘剂，备用。
2、一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：本实施例制备的所述改性微粒355份、偏磷酸钠11份、本实施例制备的所述增粘剂3份、羟甲基纤维素8份、粒径分布在400~500目之间的膨润土17份、脂肪醇聚氧乙烯醚6份、乳化硅油消泡剂7份、苯甲酸钠防腐剂4份、水380份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）将本实施制备的所述涂料涂刷在石英板表面形成涂料层，然后将其加热至160℃保温1h，便于所述涂料层中改性微粒表面的氢氧化锌充分分解，然后冷却至室温后利用透气性测定仪测试透气性，结果为0.374cm2/(pa·min)。（2）将本实施例制备的所述涂料涂刷在泡沫模型表面形成涂料层，然后观察涂料层的涂挂现象，结果显示涂挂性能良好。然后将涂料层烘干，将1500℃的钢水浇铸在泡沫模型中，12h后落砂取出钢铸件，敲击所述钢铸件使涂料层自然碎裂并脱落，测试脱壳率为93.21%，用抛丸机对脱壳后的所述钢铸件进行表面清理5min后，观察到钢铸件的表面光洁、无粘砂现象。
实施例2
1、一种改性微粒、增粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
（1）在饱和FeCl3溶液中按照中Fe2+和Fe3+的摩尔比为1.1：2的比例加入FeCl2，然后加入粒径分布在200~300目之间的多孔二氧化硅后搅拌均匀，然后静置45min，使多孔二氧化硅充分吸收Fe2+、Fe3+。然后过滤进行固液分离，收集得到固体产物，即得初级改性多孔二氧化硅。同时收集滤液，备用。
（2）在反应釜中加入质量分数为25%的氨水，然后在其中放入支架使其位于氨水液面上方，将盛装所述初级改性多孔二氧化硅的容器放在所述支架上。关闭反应釜后向其中通入氩气排出其中空气。然后加热至80℃利用氨水形成的氨气和水汽对所述初级改性多孔二氧化硅蒸养2h。完成后得到二级改性多孔二氧化硅，将所述二级改性多孔二氧化硅用清水洗涤至中性后在70℃干燥2h，备用。
（3）按照1：25的料液比，将干燥后的所述二级改性多孔二氧化硅置于饱和ZnCl2溶液中搅拌分散，然后在缓慢搅拌下逐滴加入氨水并使体系最终pH维持在8.5±0.2，然后静置10min，反应完成。然后利用磁铁对得到的固相产物进行磁选分离，并将分离得到的磁性产物用清水洗涤至中性后在自然通风环境中干燥24h，即得改性微粒，备用。同时收集磁选分离后剩余的含有氢氧化锌沉淀的碱性反应体系，备用。
（4）将所述碱性反应体系和步骤（1）的所述滤液混合，然后加入盐酸反应至氢氧化锌沉淀完全溶解，并将体系中和为中性。然后加入氯化铁、氯化亚铁、氯化锌调节为Fe2+、Fe3 +、Zn2+的饱和液。然后将该饱和液滴加至沸水中，所述饱和液和沸水的体积比为1.0：20。然后继续煮沸至溶液呈红褐色后停止加热，即得胶状的增粘剂，备用。
2、一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：本实施例制备的所述改性微粒380份、硅酸钠13份、本实施例制备的所述增粘剂3.5份、羧甲基纤维素钠11份、粒径分布在400~500目之间的硅酸铝镁21份、脂肪醇聚氧乙烯醚7份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚消泡剂8份、山梨酸钾防腐剂4份、水400份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）采用同上述实施例1相同的方法测试本实施制备的所述涂料的透气性、涂挂性能和脱壳率，结果显示透气性为0.387cm2/(pa·min)，涂挂性能良好，脱壳率为94.56%，对脱壳后的所述钢铸件进一步用抛丸机进行表面清理5min后，观察到钢铸件表面光洁、无粘砂现象。
实施例3
1、一种改性微粒、增粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
（1）在饱和FeCl3溶液中按照中Fe2+和Fe3+的摩尔比为1.25：2的比例加入FeCl2，然后加入粒径分布在200~300目之间的多孔二氧化硅后搅拌均匀，然后静置30min，使多孔二氧化硅充分吸收Fe2+、Fe3+。然后过滤进行固液分离，收集得到固体产物，即得初级改性多孔二氧化硅。同时收集滤液，备用。
（2）在反应釜中加入质量分数为20%的氨水，然后在其中放入支架使其位于氨水液面上方，将盛装所述初级改性多孔二氧化硅的容器放在所述支架上。关闭反应釜后向其中通入氩气排出其中空气。然后加热至85℃利用氨水形成的氨气和水汽对所述初级改性多孔二氧化硅蒸养1.5h。完成后得到二级改性多孔二氧化硅，将所述二级改性多孔二氧化硅用清水洗涤至中性后在85℃干燥1.5h，备用。
（3）按照1：35的料液比，将干燥后的所述二级改性多孔二氧化硅置于饱和ZnCl2溶液中搅拌分散，然后在缓慢搅拌下逐滴加入氢氧化钾并使体系最终pH维持在8.0±0.2，然后静置10min，反应完成。然后利用磁铁对得到的固相产物进行磁选分离，并将分离得到的磁性产物用清水洗涤至中性后在自然通风环境中干燥72h，即得改性微粒，备用。同时收集磁选分离后剩余的含有氢氧化锌沉淀的碱性反应体系，备用。
（4）将所述碱性反应体系和步骤（1）的所述滤液混合，然后加入盐酸反应至氢氧化锌沉淀完全溶解，并将体系中和为中性。然后加入氯化铁、氯化亚铁、氯化锌调节为Fe2+、Fe3 +、Zn2+的饱和液。然后将该饱和液滴加至沸水中，所述饱和液和沸水的体积比为2：20。然后继续煮沸至溶液呈红褐色后停止加热，即得胶状的增粘剂，备用。
2、一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：本实施例制备的所述改性微粒330份、硅酸钠15份、本实施例制备的所述增粘剂2份、羟乙基纤维素6份、粒径分布在400~500目之间的凹凸棒土15份、烷基酚聚氧乙烯醚4份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚消泡剂5份、丙酸钙防腐剂3份、水370份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）采用同上述实施例1相同的方法测试本实施制备的所述涂料的透气性、涂挂性能和脱壳率，结果显示透气性为0.358cm2/(pa·min)，涂挂性能良好，脱壳率为92.07%，对脱壳后的所述钢铸件进一步用抛丸机进行表面清理5min后，观察到钢铸件表面光洁、无粘砂现象。
实施例4
1、一种改性微粒、增粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
（1）在饱和FeCl3溶液中按照中Fe2+和Fe3+的摩尔比为1.15：2的比例加入FeCl2，然后加入粒径分布在200~300目之间的多孔二氧化硅后搅拌均匀，然后静置35min，使多孔二氧化硅充分吸收Fe2+、Fe3+。然后过滤进行固液分离，收集得到固体产物，即得初级改性多孔二氧化硅。同时收集滤液，备用。
（2）在反应釜中加入质量分数为25%的氨水，然后在其中放入支架使其位于氨水液面上方，将盛装所述初级改性多孔二氧化硅的容器放在所述支架上。关闭反应釜后向其中通入氩气排出其中空气。然后加热至85℃利用氨水形成的氨气和水汽对所述初级改性多孔二氧化硅蒸养2h。完成后得到二级改性多孔二氧化硅，将所述二级改性多孔二氧化硅用清水洗涤至中性后在90℃干燥1h，备用。
（3）按照1：40的料液比，将干燥后的所述二级改性多孔二氧化硅置于饱和ZnCl2溶液中搅拌分散，然后在缓慢搅拌下逐滴加入氢氧化钠溶液并使体系最终pH维持在9.0±0.2，然后静置10min，反应完成。然后利用磁铁对得到的固相产物进行磁选分离，并将分离得到的磁性产物用清水洗涤至中性后在自然通风环境中干燥48h，即得改性微粒，备用。同时收集磁选分离后剩余的含有氢氧化锌沉淀的碱性反应体系，备用。
（4）将所述碱性反应体系和步骤（1）的所述滤液混合，然后加入盐酸反应至氢氧化锌沉淀完全溶解，并将体系中和为中性。然后加入氯化铁、氯化亚铁、氯化锌调节为Fe2+、Fe3 +、Zn2+的饱和液。然后将该饱和液滴加至沸水中，所述饱和液和沸水的体积比为1.8：20。然后继续煮沸至溶液呈红褐色后停止加热，即得胶状的增粘剂，备用。
2、一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：本实施例制备的所述改性微粒300份、硅酸钾7份、本实施例制备的所述增粘剂3.5份、羧甲基纤维素钠12份、粒径分布在400~500目之间的膨润土15份、脂肪醇聚氧乙烯醚4份、炔二醇消泡剂（SUrfynol DF-110D）5份、苯甲酸钠防腐剂3份、水350份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）采用同上述实施例1相同的方法测试本实施制备的所述涂料的透气性、涂挂性能和脱壳率，结果显示透气性为0.346cm2/(pa·min)，涂挂性能良好，脱壳率为91.44%，对脱壳后的所述钢铸件进一步用抛丸机进行表面清理5min后，观察到钢铸件表面光洁、无粘砂现象。
实施例5
一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：粒径分布在200~300目之间的多孔二氧化硅355份、偏磷酸钠11份、实施例1制备的所述增粘剂3份、羟甲基纤维素8份、粒径分布在400~500目之间的膨润土17份、脂肪醇聚氧乙烯醚6份、乳化硅油消泡剂7份、苯甲酸钠防腐剂4份、水380份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）采用同上述实施例1相同的方法测试本实施制备的所述涂料的透气性、涂挂性能和脱壳率，结果显示透气性为0.271cm2/(pa·min)，涂挂性能良好，脱壳率为84.63%，对脱壳后的所述钢铸件进一步用抛丸机进行表面清理5min后，观察钢铸件表面存在粘砂现象。
实施例6
一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：实施例2制备的所述改性微粒380份、硅酸钠13份、羧甲基纤维素钠11份、粒径分布在400~500目之间的硅酸铝镁21份、脂肪醇聚氧乙烯醚7份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚消泡剂8份、山梨酸钾防腐剂4份、水400份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）采用同上述实施例1相同的方法测试本实施制备的所述涂料的透气性、涂挂性能和脱壳率，结果显示透气性为0.315cm2/(pa·min)，涂挂性能一般，脱壳率为90.27%，对脱壳后的所述钢铸件进一步用抛丸机进行表面清理5min后，观察到钢铸件表面光洁、无明显粘砂现象。
实施例7
1、一种改性微粒、增粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
（3）按照1：35的料液比，将多孔二氧化硅置于饱和ZnCl2溶液中搅拌分散，然后在缓慢搅拌下逐滴加入氢氧化钾并使体系最终pH维持在8.0±0.2，然后静置10min，反应完成。然后进行固液分离，然后将分离得到的固相产物用清水洗涤至中性后在自然通风环境中干燥72h，即得改性微粒，备用。
2、一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：本实施例制备的所述改性微粒330份、硅酸钠15份、实施例3制备的所述增粘剂2份、羟乙基纤维素6份、粒径分布在400~500目之间的凹凸棒土15份、烷基酚聚氧乙烯醚4份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚消泡剂5份、丙酸钙防腐剂3份、水370份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）采用同上述实施例1相同的方法测试本实施制备的所述涂料的透气性、涂挂性能和脱壳率，结果显示透气性为0.468cm2/(pa·min)，涂挂性能良好，脱壳率为80.14%，对脱壳后的所述钢铸件进一步用抛丸机进行表面清理5min后，观察到钢铸件存在明显的粘砂现象，这是由于所述涂料层的孔隙过大，造成钢液渗入涂料层中与涂料层发生的粘接，导致脱壳不畅，表面存在粘砂的现象。
实施例8
1、一种改性微粒、增粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
（1）在饱和FeCl3溶液中按照中Fe2+和Fe3+的摩尔比为1.15：2的比例加入FeCl2，然后加入粒径分布在200~300目之间的多孔二氧化硅后搅拌均匀，然后静置35min，使多孔二氧化硅充分吸收Fe2+、Fe3+。然后过滤进行固液分离，收集得到固体产物，即得初级改性多孔二氧化硅。同时收集滤液，备用。
（2）在反应釜中加入质量分数为25%的氨水，然后在其中放入支架使其位于氨水液面上方，将盛装所述初级改性多孔二氧化硅的容器放在所述支架上。关闭反应釜后向其中通入氩气排出其中空气。然后加热至85℃利用氨水形成的氨气和水汽对所述初级改性多孔二氧化硅蒸养2h。完成后得到二级改性多孔二氧化硅，将所述二级改性多孔二氧化硅用清水洗涤至中性后在90℃干燥1h，即得改性微粒，备用。
2、一种消失模铸造用涂料的制备工艺，包括如下步骤：以下重量份计，准备如下原料：本实施例制备的所述改性微粒300份、硅酸钾7份、实施例4制备的所述增粘剂3.5份、羧甲基纤维素钠12份、粒径分布在400~500目之间的膨润土15份、脂肪醇聚氧乙烯醚4份、炔二醇消泡剂（SUrfynol DF-110D）5份、苯甲酸钠防腐剂3份、水350份。将上述各原料按比例混合后搅拌均匀，即得涂料。
性能测试：（1）采用同上述实施例1相同的方法测试本实施制备的所述涂料的透气性、涂挂性能和脱壳率，结果显示透气性为0.252cm2/(pa·min)，涂挂性能良好，脱壳率为82.62%，对脱壳后的所述钢铸件进一步用抛丸机进行表面清理5min后，观察到钢铸件存在明显的粘砂现象。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种消失模铸造用涂料，其特征在于，以重量份计，该涂料包括如下组分：改性微粒300~380份、粘接剂7~15份、增粘剂2~3.5份、增稠剂6~12份、悬浮剂15~21份、表面活性剂4~7份、消泡剂5~9份、防腐剂3~5份、水350~400份；其中：所述改性微粒是由表面包覆了氢氧化锌包覆层的多孔二氧化硅形成的核壳式结构，所述多孔二氧化硅的微孔中填充有四氧化三铁；
所述改性微粒、增粘剂的制备工艺包括如下步骤：
（1）将多孔二氧化硅微粉加入FeCl2和FeCl3的混合液中，且所述FeCl3处于饱和态，静置后固液分离，即得初级改性多孔二氧化硅；
（2）将所述初级改性多孔二氧化硅置于反应容器中氨水的上方，然后向反应容器中通入惰性气体排出其中空气；然后加热利用氨气和水汽对所述初级改性多孔二氧化硅进行蒸养，得二级改性多孔二氧化硅，将其洗涤后干燥，备用；
（3）将干燥后的所述二级改性多孔二氧化硅置于饱和ZnCl2溶液中搅拌分散，然后在搅拌条件下逐滴加入碱液，待反应完成后对得到的反应体系进行磁选分离，然后洗涤、干燥磁选分离出的固体产物，即得所述改性微粒；
（4）将所述磁选分离后剩余的反应体系和步骤（1）固液分离得到的液相混合，然后加入盐酸反应至氢氧化锌沉淀完全溶解，且将体系调节为中性；然后加入FeCl2、FeCl3、ZnCl2调节为Fe2+、Fe3+、Zn2+的饱和液；然后将该饱和液滴加至沸水中，然后继续煮沸至溶液呈红褐色后停止加热，即得胶状的所述增粘剂。
2.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，所述粘接剂包括磷酸盐、水玻璃中的任意一种；或者，所述增稠剂包括羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，所述悬浮剂包括膨润土、硅酸铝镁、凹凸棒土中的任意一种；所述悬浮剂粒径为400~500目；或者，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，所述消泡剂包括乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、炔二醇中的任意一种；或者，所述防腐剂包括山梨酸钾、苯甲酸钠、丙酸钙中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，所述多孔二氧化硅的粒径为200~300目。
6.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，步骤（1）中，所述混合液中Fe2 +和Fe3+的摩尔比为1.1~1.25：2；或者，步骤（1）中，所述静置时间为30~45min。
7.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，步骤（2）中，所述氨水的质量分数为20~25%，加热温度为80~90℃，蒸养时间为1.5~2h；或者，步骤（2）中，将所述二级改性多孔二氧化硅用清水洗涤至中性后在70~90℃干燥1~2h。
8.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，步骤（3）中，所述二级改性多孔二氧化硅与饱和ZnCl2溶液的料液比为1：25~40。
9.根据权利要求1所述的消失模铸造用涂料，其特征在于，步骤（3）中， 所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的任意一种；或者，步骤（3）中，将所述磁选分离出来的固相产物用清水洗涤至中性后自然干燥24~72h；或者，步骤（4）中，所述饱和液和沸水的体积比为1~2：20。
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