专利名称：一种高强度实型铸造涂料的制备方法
技术领域：
本发明涉及铸造领域，特别涉及一种高强度实型铸造涂料的制备方法。
背景技术：
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、聚乙烯醇、载体、纳米凹凸棒土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°C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。现有技术的铸造涂料的耐高温性能较差，只能适合高温处理时间较短的小零件(200kg以内)生产，对于大型铸件(20吨以内)和小批量手工作业的生产则不能适应。具有耐高温的性能能适用于大型铸件的生产工艺，但其制造成本偏高，而且不能适用于手工涂刷，该涂料为黑色，易造成工作环境黑色污染的形象。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高强度实型铸造涂料的制备方法，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的实型铸造涂料，使其能够满足大型铸件生产要求。本发明的技术方案如下:
一种高强度实型铸造涂料的制备方法，以重量份计由下列组份组成:高铝矾土熟料63-70份，树木灰烬5-7份，水玻璃10-12份，钠基膨润土 10-12份，纳米凹凸棒土 4_6份，木质素磺酸1-2份，聚乙烯醇2-3份，羧甲基纤维素钠0.8-1.5份，苯甲酸钠0.4-0.6份，纳米级陶瓷粉末1-2份，氧化铁红粉0.5-0.8份，橄榄石粉、空心玻璃微珠、水55-65份，所述制备方法包括如下步骤:
1)将树木灰烬用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成改性树木灰烬；
2)将上述步骤得到的改性树木灰烬与纳米凹凸棒土、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160°C，保温1-2小时，炉冷至50°C，保温2小时，再加热至100-120°C，保温I小时，以20°C /小时冷却至常温，即制得改性树木灰烬和纳米凹凸棒土水混合液；
3)将上述重量份的水玻璃、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75_85°C并充分搅拌；4)将步骤2)产物、步骤3)产物、高铝矾土熟料、氧化铁红粉、橄榄石粉、空心玻璃微珠、剩余重量的水加入反应釜中，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其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至70-80°C，恒温搅拌10-18min，研磨、即可。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
I)在大量实验的基础上，确定了涂料的骨料、纳米凹凸棒土、粘接剂及辅料的组成及各自的含量，使得上述各组份之间的作用达到协同，使涂料的综合性能提高。本发明的实型铸造涂料既达到高的抗粘砂能力、提高模样的刚度和耐高温性能，又尽量降低成本。经过骨料及各种添加剂的优化调配，形成强流变性流体，与泡沫塑料模型润湿性及涂刷性均达到较好状态。实践证明，该涂料经过2遍涂刷就可达到1.7mm以上涂料厚度，能满足大型铸件的抗粘砂要求及搬运需要。2)本发明的实型铸造涂料，具有良 好的悬浮性和触变性，还具有良好的透气性和较高的表面强度，并且制备工艺简单、操作方便、原材料丰富、生产成本低。用其生产的实型铸件表面光洁，无皱皮等碳缺陷；涂层易于剥离，便于清理。
具体实施例方式一种高强度实型铸造涂料的制备方法，以重量份(公斤)计由下列组份组成:高铝矾土熟料63份，树木灰烬7份，水玻璃12份，钠基膨润土 10份，纳米凹凸棒土 4份，木质素磺酸I份，聚乙烯醇3份，羧甲基纤维素钠1.5份，苯甲酸钠0.4份，纳米级陶瓷粉末2份，氧化铁红粉0.8份，橄榄石粉3份，空心玻璃微珠2份，水59份，，所述制备方法包括如下步骤:
1)将树木灰烬用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成改性树木灰烬；
2)将上述步骤得到的改性树木灰烬与纳米凹凸棒土、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160°C，保温1-2小时，炉冷至50°C，保温2小时，再加热至100-120°C，保温I小时，以20°C /小时冷却至常温，即制得改性树木灰烬和纳米凹凸棒土水混合液；
3)将上述重量份的水玻璃、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75_85°C并充分搅拌；
4)将步骤2)产物、步骤3)产物、高铝矾土熟料、氧化铁红粉、橄榄石粉、空心玻璃微珠、剩余重量的水加入反应釜中，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其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至70-80°C，恒温搅拌IO-1Smin^
磨、即可。利用本发明的方法制备的涂料放置72小时后的悬浮率大于94% ;涂料的剪切应力限为16-19Pa ;用涂4粘度计测定涂料的表观粘度值为40_42s，触变率15_16%，涂料的涂刷指数、滴淌量和滴淌时间分别为6.0，0.4g和10s。涂层的常温强度高于700g/mm。经过1200°C焙烧后涂料涂层的强度高于500g/mm。涂层的常温透气性高于11cm2.(kPa min)_1,高温透气性大于22cm2.(kPamin)—1。
权利要求
1.一种高强度实型铸造涂料的制备方法，其特征在于，以重量份计由下列组份组成:高铝矾土熟料63-70份，树木灰烬5-7份，水玻璃10-12份，钠基膨润土 10-12份，纳米凹凸棒土 4-6份，木质素磺酸1-2份，聚乙烯醇2-3份，羧甲基纤维素钠0.8-1.5份，苯甲酸钠0.4-0.6份，纳米级陶瓷粉末1-2份，氧化铁红粉0.5-0.8份，橄榄石粉2_3份，空心玻璃微珠2-3份，水55-65份，所述制备方法包括如下步骤: 1)将树木灰烬用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成改性树木灰烬； 2)将上述步骤得到的改性树木灰烬与纳米凹凸棒土、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160°C，保温1-2小时，炉冷至50°C，保温2小时，再加热至100-120°C，保温I小时，以20°C /小时冷却至常温，即制得改性树木灰烬和纳米凹凸棒土水混合液； 3)将上述重量份的水玻璃、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置30-60min，然后缓慢加热至75_85°C并充分搅拌； 4)将步骤2)产物、步骤3)产物、高铝矾土熟料、氧化铁红粉、橄榄石粉、空心玻璃微珠、剩余重量的水加入反应釜中，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其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至70-80°C，恒温搅拌IO-1Smin^磨、即可。`
全文摘要
本发明公开了一种高强度实型铸造涂料的制备方法，以重量份计由下列组份组成高铝矾土熟料63-70份，树木灰烬5-7份，水玻璃10-12份，钠基膨润土10-12份，纳米凹凸棒土4-6份，木质素磺酸1-2份，聚乙烯醇2-3份，羧甲基纤维素钠0.8-1.5份，苯甲酸钠0.4-0.6份，纳米级陶瓷粉末1-2份，氧化铁红粉0.5-0.8份，水525-535份，本发明的涂料在高温、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的实型铸造涂料，使其能够满足大型铸件生产要求。
文档编号B22C3/00GK103100654SQ201210530920
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者夏坤财 申请人:芜湖恒坤汽车部件有限公司