专利名称：镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种镁合金消失模铸造涂料，尤其是一种具有较强阻燃性、吸附性及涂挂性的镁合金消失模铸造涂料及其制备方法，属于金属材料及冶金类技术领域。
在消失模铸造过程中，要在泡沫塑料模样表面涂挂一层涂料，涂料是消失模铸造的关键技术之一，有涂料即铸型之说。浇注过程中泡沫塑料模样会热解为液态及气态产物，这些热解产物必须通过涂层排出型腔，否则会使铸件产生表面缺陷，并可能被卷入镁液中而使铸件产生严重的气孔，严重影响铸件的机械性能。目前尚未见到有关镁合金消失模铸造专用涂料的报道。当前有关消失模涂料的研究过分强调涂料的透气性，但由于在镁合金消失模铸造过程中，因浇注温度较低，模样主要热解为液态产物，为减少镁铸件的气孔，镁合金消失模涂料应有较好的对液态泡沫塑料的吸附能力，并同时具有一定的透气性。
为实现这样的目的，本发明提供的镁合金消失模铸造阻燃涂料除了以镁砂粉、珠光粉及云母粉的混合物组成的骨料、粘结剂、悬浮剂外，在成分中还加入了一定量的吸附剂和阻燃剂。其具体成分范围为镁砂粉30-50％、珠光粉20-40％、云母粉15-30％、硅溶胶3-9％、白乳胶1-5％、聚丙烯酰胺0.1-0.8％、羧甲基纤维素钠0.1-0.8％、吸附剂1-6％、阻燃剂0.3-2％。吸附剂可以是凹凸棒粘土、坡缕石粘土等。阻燃剂可以为NH4BF4、KBF4、烷基磺酸钠、硼酸和硫磺等。
镁合金消失模铸造阻燃涂料的制备方法为先将吸附剂配上10-30份水在胶体磨或球磨机内辗磨1-5小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上10-30份的水在搅拌机内搅拌一定时间制成乙液。将聚丙烯酰胺配上10-20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉和阻燃剂放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨1-3小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌1-2小时，即可得消失模铸造镁合金阻燃涂料。
使用时，采用浸涂、流涂或刷涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂一层0.5～1mm厚的镁合金消失模铸造阻燃涂料，待其停止滴淌后，放入50-55℃的烘箱中烘干10-24小时后即可使用。
本发明提供的镁合金消失模铸造阻燃涂料具有显著的优点，具有较强的涂挂性和触变性。在使用过程中能够有效地吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物，有利于将模样液态热解产物排出型腔，从而大大减少了消失模铸造镁合金铸件的孔隙率。浇注时，本涂料在铸型-镁液界面间形成了一层还原性保护气氛，并使得镁合金表面形成了一层致密的保护膜，阻止了氧化的进行，防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件。镁铸件的表面粗糙度在Ra12.5μm以下。
将坡缕石粘土配上30份水在胶体磨或球磨机内辗磨3小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上20份的水在搅拌机内搅拌均匀制成乙液。将聚丙烯酰胺配上20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉、烷基磺酸钠和硼酸放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨1小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌2小时，即可得镁合金消失模铸造阻燃涂料。
使用时，采用浸涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂0.5mm厚的涂料，待其停止滴淌后，放入55℃的烘箱中烘干24小时后使用。涂料的涂挂性、触变性好。该涂料防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，获得了表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件，表面粗糙度在Ra12.5μm以下。
将凹凸棒粘土配上20份水在胶体磨或球磨机内辗磨4小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上20份的水制成乙液。将聚丙烯酰胺配上20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉、烷基磺酸钠和硫磺放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨2小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌1小时，即可得镁合金消失模铸造阻燃涂料。
使用时，采用流涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂0.8mm厚的涂料，待其停止滴淌后，放入55℃的烘箱中烘干16小时后使用。涂料的涂挂性、触变性好。该涂料防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，获得了表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件，表面粗糙度在Ra12.5μm以下。实施例3镁合金消失模铸造阻燃涂料成分(质量百分数)镁砂粉40％、珠光粉20％、云母粉25％、硅溶胶9％、白乳胶2％、聚丙烯酰胺0.6％、羧甲基纤维素钠0.2％、坡缕石粘土2％、NH4BF40.6％、硫磺0.6％。
将坡缕石粘土配上15份水在胶体磨或球磨机内辗磨2小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上20份的水制成乙液。将聚丙烯酰胺配上20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉、NH4BF4和硫磺放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨3小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌1.5小时，即可得镁合金消失模铸造阻燃涂料。
使用时，采用刷涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂0.6mm厚的涂料，待其停止滴淌后，放入55℃的烘箱中烘干10小时后使用。涂料的涂挂性、触变性好。该涂料防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，获得了表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件，表面粗糙度在Ra12.5μm以下。
权利要求
1.一种镁合金消失模铸造阻燃涂料，其特征在于成分范围为镁砂粉30-50％、珠光粉20-40％、云母粉15-30％、硅溶胶3-9％、白乳胶1-5％、聚丙烯酰胺0.1-0.8％、羧甲基纤维素钠0.1-0.8％、吸附剂1-6％、阻燃剂0.3-2％。
2.如权利要求1所说的镁合金消失模铸造阻燃涂料，其特征在于吸附剂为凹凸棒粘土、坡缕石粘土等。
3.如权利要求1所说的镁合金消失模铸造阻燃涂料，其特征在于阻燃剂为NH4BF4、KBF4、烷基磺酸钠、硼酸和硫磺等。
4.一种如权利要求1所说的镁合金消失模铸造阻燃涂料的制备方法，其特征在于先将吸附剂配上10-30份水在胶体磨或球磨机内辗磨1-5小时，制成甲液，将羧甲基纤维素钠配上10-30份的水搅拌均匀制成乙液，将聚丙烯酰胺配上10-20份的热水制成丙液，再将镁砂粉、珠光粉、云母粉和阻燃剂放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨1-3小时，之后在搅拌机内加水搅拌1-2小时。
全文摘要
一种镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法,涂料成分为镁砂粉30－50%、珠光粉20－40%、云母粉15－30%、硅溶胶3－9%、白乳胶1－5%、聚丙烯酰胺0.1－0.8%、羧甲基纤维素钠0.1－0.8%、吸附剂1－6%、阻燃剂0.3－2%。制备时先将吸附剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺分别加水配成溶液,再与骨料及其他成分混合搅拌而成。本发明的涂料能有效吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物,大大减少铸件的孔隙率,并在铸型－镁液界面间形成还原性保护气氛层,使镁合金表面形成保护膜,阻止氧化进行,防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧,有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件。
文档编号B22D21/04GK1381321SQ0211068
公开日2002年11月27日 申请日期2002年1月29日 优先权日2002年1月29日
发明者吴国华, 丁文江 申请人:上海交通大学