一种实型铸造涂料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710509353.8 | 申请日 | 2017-06-28 | 公开(公告)号 | CN107052232A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 安徽华飞机械铸锻有限公司; | 发明人 | 杨胜; 谢枫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种实型 铸造 涂料及其制备方法，涉及铸造领域，实型铸造涂料包括以下重量份的原料： 石英 粉、橄榄石粉、刚玉粉、钠基 膨润土 、木质素磺酸、糊精粉、羧甲基 纤维 素钠、苯 甲酸 钠、空心玻璃微珠、 硫酸 铝 、聚乙烯醇、 硅 溶胶、 氧 化 铁 粉、正辛醇、 石墨 粉、锆英粉、凹凸棒土、减 水 剂和水；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)依次制备各个混合溶液、(3)依次加入反应釜搅拌。本发明解决了现有的实型铸造涂料普遍存在着在高温、低温环境下不均具有强 耐磨性 、高附着性、优良的透气性和快干性，导致其不能满足大型铸件生产要求的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种实型铸造涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：石英粉72-80份、橄榄石粉10-14份、刚玉粉11-15份、钠基膨润土4-6份、木质素磺酸1-2份、糊精粉2-3份、羧甲基纤维素钠0.8-1.4份、苯甲酸钠0.4-0.6份、空心玻璃微珠1-2份、硫酸铝7.1-8.9份、聚乙烯醇 |
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| 说明书全文 | 一种实型铸造涂料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于铸造领域，具体涉及一种实型铸造涂料及其制备方法。 背景技术[0002] 实型铸造涂料是由多种性质不同的材料组成的分散系，其组成主要包括耐火材料、粘结剂、载体、悬浮剂及特殊添加剂等组成，需要涂料有良好的工艺性能、工作性能、质量稳定性以及施涂重现性。实型铸造涂料涂覆在泡沫塑料模型的外表面，待涂料干燥后才能造型浇注。泡沫塑料不透气，热变形温度低(约70℃左右)，对水的亲和力差；泡沫塑料受热熔融、气化后的液态残留物多，发气量大，这些气体和液态残留物若不能及时排出，铸件将产生气体、增碳、表面皱皮等碳缺陷。这些特点决定了实型涂料应具备下述性能要求，即涂层应具有良好的润湿性和涂挂性，良好的高温抗裂性和高温强度以及良好的高温透气性。 [0003] 但是，现有的实型铸造涂料普遍存在着在高温、低温环境下不均具有强耐磨性、高附着性、优良的透气性和快干性，导致其不能满足大型铸件生产要求。 发明内容[0004] 为了解决现有的实型铸造涂料普遍存在着在高温、低温环境下不均具有强耐磨性、高附着性、优良的透气性和快干性，导致其不能满足大型铸件生产要求的问题，本发明的目的是提供一种实型铸造涂料及其制备方法，制得的实型铸造涂料能够在高温、低温环境下均具有强耐磨性、高附着性、优良的透气性和快干性，导致其能满足大型铸件生产要求的优点。 [0005] 本发明提供了如下的技术方案： [0006] 一种实型铸造涂料，包括以下重量份数的原料：石英粉72-80份、橄榄石粉10-14份、刚玉粉11-15份、钠基膨润土4-6份、木质素磺酸1-2份、糊精粉2-3份、羧甲基纤维素钠0.8-1.4份、苯甲酸钠0.4-0.6份、空心玻璃微珠1-2份、硫酸铝7.1-8.9份、聚乙烯醇4.4-5.6份、硅溶胶5-6份、氧化铁粉0.5-0.7份、正辛醇0.04-0.06份、石墨粉30-40份、锆英粉0.5- 0.9份、凹凸棒土4-6份、减水剂0.7-0.9份和水12-20份。 [0007] 原料中添加了石墨粉，石墨粉具有常温下化学性质稳定、耐火性好、耐磨性好、润滑性好、韧性好和抗热震性好的特点。 [0008] 原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。 [0009] 原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其具有粘性、可塑性、质轻、吸水强、干燥后收缩小、增稠性好、悬浮性好、触变性好、流平性好、绝热性好和耐候性好的优点。 [0010] 优选地，包括以下重量份的原料：石英粉76份、橄榄石粉12份、刚玉粉13份、钠基膨润土5份、木质素磺酸1.5份、糊精粉2.5份、羧甲基纤维素钠1.1份、苯甲酸钠0.5份、空心玻璃微珠1.5份、硫酸铝8份、聚乙烯醇5份、硅溶胶5.5份、氧化铁粉0.6份、正辛醇0.05份、石墨粉35份、锆英粉0.7份、凹凸棒土5份、减水剂0.8份和水16份。 [0012] 优选地，所述凹凸棒土的粒径大小为200-300目，该粒径下的凹凸棒土能够与实型铸造涂料的其他的原料更好地混合均匀。 [0013] 优选地，所述实型铸造涂料包括重量份数为2-4份的白乳胶，作为粘结剂，能够将实型铸造涂料的原料粘结地更加紧密，提高实型铸造涂料的整体性。 [0014] 优选地，所述实型铸造涂料包括重量份数为14-22份的轻质碳酸钙，轻质碳酸钙能够提高实型铸造涂料的耐磨性、耐热性和使涂料不易沉降。 [0015] 优选地，所述实型铸造涂料还包括重量份数为11-17份的纳米碳化硅，纳米碳化硅具有比表面积大、硬度高、耐磨性好、自润滑性好、耐高温性好和耐火性好。 [0016] 一种实型铸造涂料的制备方法，包括以下步骤： [0017] (1)按照实型铸造涂料的重量份数称取原料； [0018] (2)将钠基膨润土和糊精粉与适量水混合，搅拌均匀，静置36-48小时，制得钠基膨润土和糊精粉水混合液； [0019] (3)将聚乙烯醇与适量水混合，充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75-95℃充分搅拌，至溶液清亮，无可见透明颗粒，制得聚乙烯醇水溶液； [0020] (4)将硫酸铝与适量水混合，并搅拌均匀，制得硫酸铝水溶液； [0021] (5)将剩余的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：100-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入羧甲基纤维素钠，加热，将反应釜的温度缓慢升至70-80℃，恒温搅拌5-8min；将步骤(4)制备的硫酸铝水溶液加入到反应釜中搅拌均匀； [0022] (6)将石英粉、橄榄石粉、刚玉粉、空心玻璃微珠和氧化铁粉均匀混合，然后边搅拌边加入步骤(5)的反应釜中； [0023] (7)将硅溶胶、石墨粉、锆英粉、凹凸棒土、减水剂、步骤(2)制备的钠基膨润土和糊精粉水混合液和步骤(3)制备的聚乙烯醇水溶液混合均匀，并加入到反应釜中高速搅拌120-150分钟； [0024] (8)向反应釜中加入木质素磺酸、苯甲酸钠、正辛醇和其他剩余原料，搅拌180-240分钟，搅拌速度20-30r/min，即制得实型铸造涂料。 [0025] 本发明的有益效果是： [0026] 1、本发明解决了现有的实型铸造涂料普遍存在着在高温、低温环境下不均具有强耐磨性、高附着性、优良的透气性和快干性，导致其不能满足大型铸件生产要求的问题。 [0027] 2、本发明的原料中添加了石墨粉，石墨粉具有常温下化学性质稳定、耐火性好、耐磨性好、润滑性好、韧性好和抗热震性好的特点。 [0028] 3、本发明的原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。 [0029] 4、本发明的原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其具有粘性、可塑性、质轻、吸水强、干燥后收缩小、增稠性好、悬浮性好、触变性好、流平性好、绝热性好和耐候性好的优点。 [0030] 5、本发明中所述凹凸棒土的粒径大小为200-300目，该粒径下的凹凸棒土能够与实型铸造涂料的其他的原料更好地混合均匀。 [0031] 6、本发明中所述实型铸造涂料包括重量份数为2-4份的白乳胶，作为粘结剂，能够将实型铸造涂料的原料粘结地更加紧密，提高实型铸造涂料的整体性。 [0032] 7、本发明中所述实型铸造涂料包括重量份数为14-22份的轻质碳酸钙，轻质碳酸钙能够提高实型铸造涂料的耐磨性、耐热性和使涂料不易沉降。 [0033] 8、本发明中所述实型铸造涂料还包括重量份数为11-17份的纳米碳化硅，纳米碳化硅具有比表面积大、硬度高、耐磨性好、自润滑性好、耐高温性好和耐火性好。 具体实施方式[0034] 实施例1 [0035] 一种实型铸造涂料，包括以下重量份数的原料：石英粉76份、橄榄石粉12份、刚玉粉13份、钠基膨润土5份、木质素磺酸1.5份、糊精粉2.5份、羧甲基纤维素钠1.1份、苯甲酸钠0.5份、空心玻璃微珠1.5份、硫酸铝8份、聚乙烯醇5份、硅溶胶5.5份、氧化铁粉0.6份、正辛醇0.05份、石墨粉35份、锆英粉0.7份、凹凸棒土5份、减水剂0.8份和水16份。 [0036] 原料中添加了石墨粉，石墨粉具有常温下化学性质稳定、耐火性好、耐磨性好、润滑性好、韧性好和抗热震性好的特点。 [0037] 原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。 [0038] 原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其具有粘性、可塑性、质轻、吸水强、干燥后收缩小、增稠性好、悬浮性好、触变性好、流平性好、绝热性好和耐候性好的优点。 [0039] 减水剂为聚羧酸系减水剂，聚羧酸系减水剂的减水率高达45％，产品稳定性好，无毒无害，绿色环保。 [0040] 凹凸棒土的粒径大小为200-300目，该粒径下的凹凸棒土能够与实型铸造涂料的其他的原料更好地混合均匀。 [0041] 实型铸造涂料包括重量份数为3份的白乳胶，作为粘结剂，能够将实型铸造涂料的原料粘结地更加紧密，提高实型铸造涂料的整体性。 [0042] 实型铸造涂料包括重量份数为18份的轻质碳酸钙，轻质碳酸钙能够提高实型铸造涂料的耐磨性、耐热性和使涂料不易沉降。 [0043] 实型铸造涂料还包括重量份数为14份的纳米碳化硅，纳米碳化硅具有比表面积大、硬度高、耐磨性好、自润滑性好、耐高温性好和耐火性好。 [0044] 一种实型铸造涂料的制备方法，包括以下步骤： [0045] (1)按照实型铸造涂料的重量份数称取原料； [0046] (2)将钠基膨润土和糊精粉与适量水混合，搅拌均匀，静置36-48小时，制得钠基膨润土和糊精粉水混合液； [0047] (3)将聚乙烯醇与适量水混合，充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75-95℃充分搅拌，至溶液清亮，无可见透明颗粒，制得聚乙烯醇水溶液； [0048] (4)将硫酸铝与适量水混合，并搅拌均匀，制得硫酸铝水溶液； [0049] (5)将剩余的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：100-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入羧甲基纤维素钠，加热，将反应釜的温度缓慢升至70-80℃，恒温搅拌5-8min；将步骤(4)制备的硫酸铝水溶液加入到反应釜中搅拌均匀； [0050] (6)将石英粉、橄榄石粉、刚玉粉、空心玻璃微珠和氧化铁粉均匀混合，然后边搅拌边加入步骤(5)的反应釜中； [0051] (7)将硅溶胶、石墨粉、锆英粉、凹凸棒土、减水剂、步骤(2)制备的钠基膨润土和糊精粉水混合液和步骤(3)制备的聚乙烯醇水溶液混合均匀，并加入到反应釜中高速搅拌120-150分钟； [0052] (8)向反应釜中加入木质素磺酸、苯甲酸钠、正辛醇和其他剩余原料，搅拌180-240分钟，搅拌速度20-30r/min，即制得实型铸造涂料。 [0053] 实施例2 [0054] 一种实型铸造涂料，包括以下重量份数的原料：石英粉72份、橄榄石粉10份、刚玉粉11份、钠基膨润土4份、木质素磺酸1份、糊精粉2份、羧甲基纤维素钠0.8份、苯甲酸钠0.4份、空心玻璃微珠1份、硫酸铝7.1份、聚乙烯醇4.4份、硅溶胶5份、氧化铁粉0.5份、正辛醇0.04份、石墨粉30份、锆英粉0.5份、凹凸棒土4份、减水剂0.7份和水12份。 [0055] 原料中添加了石墨粉，石墨粉具有常温下化学性质稳定、耐火性好、耐磨性好、润滑性好、韧性好和抗热震性好的特点。 [0056] 原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。 [0057] 原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其具有粘性、可塑性、质轻、吸水强、干燥后收缩小、增稠性好、悬浮性好、触变性好、流平性好、绝热性好和耐候性好的优点。 [0058] 减水剂为聚羧酸系减水剂，聚羧酸系减水剂的减水率高达45％，产品稳定性好，无毒无害，绿色环保。 [0059] 凹凸棒土的粒径大小为200-300目，该粒径下的凹凸棒土能够与实型铸造涂料的其他的原料更好地混合均匀。 [0060] 实型铸造涂料包括重量份数为2份的白乳胶，作为粘结剂，能够将实型铸造涂料的原料粘结地更加紧密，提高实型铸造涂料的整体性。 [0061] 实型铸造涂料包括重量份数为14份的轻质碳酸钙，轻质碳酸钙能够提高实型铸造涂料的耐磨性、耐热性和使涂料不易沉降。 [0062] 实型铸造涂料还包括重量份数为11份的纳米碳化硅，纳米碳化硅具有比表面积大、硬度高、耐磨性好、自润滑性好、耐高温性好和耐火性好。 [0063] 一种实型铸造涂料的制备方法，包括以下步骤： [0064] (1)按照实型铸造涂料的重量份数称取原料； [0065] (2)将钠基膨润土和糊精粉与适量水混合，搅拌均匀，静置36-48小时，制得钠基膨润土和糊精粉水混合液； [0066] (3)将聚乙烯醇与适量水混合，充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75-95℃充分搅拌，至溶液清亮，无可见透明颗粒，制得聚乙烯醇水溶液； [0067] (4)将硫酸铝与适量水混合，并搅拌均匀，制得硫酸铝水溶液； [0068] (5)将剩余的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：100-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入羧甲基纤维素钠，加热，将反应釜的温度缓慢升至70-80℃，恒温搅拌5-8min；将步骤(4)制备的硫酸铝水溶液加入到反应釜中搅拌均匀； [0069] (6)将石英粉、橄榄石粉、刚玉粉、空心玻璃微珠和氧化铁粉均匀混合，然后边搅拌边加入步骤(5)的反应釜中； [0070] (7)将硅溶胶、石墨粉、锆英粉、凹凸棒土、减水剂、步骤(2)制备的钠基膨润土和糊精粉水混合液和步骤(3)制备的聚乙烯醇水溶液混合均匀，并加入到反应釜中高速搅拌120-150分钟； [0071] (8)向反应釜中加入木质素磺酸、苯甲酸钠、正辛醇和其他剩余原料，搅拌180-240分钟，搅拌速度20-30r/min，即制得实型铸造涂料。 [0072] 实施例3 [0073] 一种实型铸造涂料，包括以下重量份数的原料：石英粉80份、橄榄石粉14份、刚玉粉15份、钠基膨润土6份、木质素磺酸2份、糊精粉3份、羧甲基纤维素钠1.4份、苯甲酸钠0.6份、空心玻璃微珠2份、硫酸铝8.9份、聚乙烯醇5.6份、硅溶胶6份、氧化铁粉0.7份、正辛醇0.06份、石墨粉40份、锆英粉0.9份、凹凸棒土6份、减水剂0.9份和水20份。 [0074] 原料中添加了石墨粉，石墨粉具有常温下化学性质稳定、耐火性好、耐磨性好、润滑性好、韧性好和抗热震性好的特点。 [0075] 原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。 [0076] 原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其具有粘性、可塑性、质轻、吸水强、干燥后收缩小、增稠性好、悬浮性好、触变性好、流平性好、绝热性好和耐候性好的优点。 [0077] 减水剂为聚羧酸系减水剂，聚羧酸系减水剂的减水率高达45％，产品稳定性好，无毒无害，绿色环保。 [0078] 凹凸棒土的粒径大小为200-300目，该粒径下的凹凸棒土能够与实型铸造涂料的其他的原料更好地混合均匀。 [0079] 实型铸造涂料包括重量份数为4份的白乳胶，作为粘结剂，能够将实型铸造涂料的原料粘结地更加紧密，提高实型铸造涂料的整体性。 [0080] 实型铸造涂料包括重量份数为22份的轻质碳酸钙，轻质碳酸钙能够提高实型铸造涂料的耐磨性、耐热性和使涂料不易沉降。 [0081] 实型铸造涂料还包括重量份数为17份的纳米碳化硅，纳米碳化硅具有比表面积大、硬度高、耐磨性好、自润滑性好、耐高温性好和耐火性好。 [0082] 一种实型铸造涂料的制备方法，包括以下步骤： [0083] (1)按照实型铸造涂料的重量份数称取原料； [0084] (2)将钠基膨润土和糊精粉与适量水混合，搅拌均匀，静置36-48小时，制得钠基膨润土和糊精粉水混合液； [0085] (3)将聚乙烯醇与适量水混合，充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75-95℃充分搅拌，至溶液清亮，无可见透明颗粒，制得聚乙烯醇水溶液； [0086] (4)将硫酸铝与适量水混合，并搅拌均匀，制得硫酸铝水溶液； [0087] (5)将剩余的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：100-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入羧甲基纤维素钠，加热，将反应釜的温度缓慢升至70-80℃，恒温搅拌5-8min；将步骤(4)制备的硫酸铝水溶液加入到反应釜中搅拌均匀； [0088] (6)将石英粉、橄榄石粉、刚玉粉、空心玻璃微珠和氧化铁粉均匀混合，然后边搅拌边加入步骤(5)的反应釜中； [0089] (7)将硅溶胶、石墨粉、锆英粉、凹凸棒土、减水剂、步骤(2)制备的钠基膨润土和糊精粉水混合液和步骤(3)制备的聚乙烯醇水溶液混合均匀，并加入到反应釜中高速搅拌120-150分钟； [0090] (8)向反应釜中加入木质素磺酸、苯甲酸钠、正辛醇和其他剩余原料，搅拌180-240分钟，搅拌速度20-30r/min，即制得实型铸造涂料。 [0091] 对比例1 [0092] 一种实型铸造涂料，包括以下重量份数的原料：石英粉76份、橄榄石粉12份、刚玉粉13份、钠基膨润土5份、木质素磺酸1.5份、糊精粉2.5份、羧甲基纤维素钠1.1份、苯甲酸钠0.5份、空心玻璃微珠1.5份、硫酸铝8份、聚乙烯醇5份、硅溶胶5.5份、氧化铁粉0.6份、正辛醇0.05份和水16份。 [0093] 一种实型铸造涂料的制备方法，包括以下步骤： [0094] (1)按照实型铸造涂料的重量份数称取原料； [0095] (2)将钠基膨润土和糊精粉与适量水混合，搅拌均匀，静置36-48小时，制得钠基膨润土和糊精粉水混合液； [0096] (3)将聚乙烯醇与适量水混合，充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75-95℃充分搅拌，至溶液清亮，无可见透明颗粒，制得聚乙烯醇水溶液； [0097] (4)将硫酸铝与适量水混合，并搅拌均匀，制得硫酸铝水溶液； [0098] (5)将剩余的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：100-120r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入羧甲基纤维素钠，加热，将反应釜的温度缓慢升至70-80℃，恒温搅拌5-8min；将步骤(4)制备的硫酸铝水溶液加入到反应釜中搅拌均匀； [0099] (6)将石英粉、橄榄石粉、刚玉粉、空心玻璃微珠和氧化铁粉均匀混合，然后边搅拌边加入步骤(5)的反应釜中； [0100] (7)将硅溶胶、步骤(2)制备的钠基膨润土和糊精粉水混合液和步骤(3)制备的聚乙烯醇水溶液混合均匀，并加入到反应釜中高速搅拌120-150分钟； [0101] (8)向反应釜中加入木质素磺酸、苯甲酸钠和正辛醇，搅拌180-240分钟，搅拌速度20-30r/min，即制得实型铸造涂料。 [0102] 将实施例1、实施例2和实施例3中制得的实型铸造涂料与对比例1中制得实型铸造涂料性能测试，测试结果如表1所示： [0103] [0104] [0105] 从表1数据比较可以看出，本发明的优点是： [0106] 1、一种实型铸造涂料及其制备方法，从测得的耐磨强度可以看出，实施例1-3的耐磨强度值均低于对比例1，说明本发明实型铸造涂料的耐磨性好。 [0107] 2、一种实型铸造涂料及其制备方法，从测得的透气性值可以看出，实施例1-3的透气性均高于对比例1，说明本发明实型铸造涂料的透气性好。 [0108] 3、一种实型铸造涂料及其制备方法，从测得的悬浮性值可以看出，实施例1-3的悬浮性值均高于对比例1，说明本发明实型铸造涂料的悬浮性好。 [0109] 4、一种实型铸造涂料及其制备方法，从测得的烘干抗裂性可以看出，实施例1-3的烘干抗裂性均优于对比例1，说明本发明实型铸造涂料的烘干抗裂性好。 [0110] 5、一种实型铸造涂料及其制备方法，测得的涂刷性可以看出，实施例1-3的涂刷性均高于对比例1，说明该实型铸造涂料的附着性好。 [0111] 6、一种实型铸造涂料及其制备方法，测得的密度和固体物含量可以看出，实施例1-3的密度和固体物含量均高于对比例1，说明该实型铸造涂料在高低温环境下耐磨性和附着性好。 [0112] 7、一种实型铸造涂料及其制备方法，从测得的各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明本发明实型铸造涂料的原料配方和制备方法的合理性。 [0113] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。 |
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