一种用于轻合金制浆的被覆材料及其制备方法与流程

本发明专利涉及铸造领域，具体是涉及一种轻合金半固态制浆装置的高性能被覆材料及其制备方法。

背景技术：

传统方法采用机械搅拌制备半固态轻合金浆料，制备浆料过程中，机械手汤勺舀取轻合金液上升至预设位置后，搅拌杆按照设定参数对汤勺内轻合金液进行搅拌，搅拌完毕后，机械手汤勺将浆料送至压室倒料压铸，同时搅拌杆经废料处理装置清除表面粘附铝渣(氧化铝)、被覆剂存储装置涂覆被覆剂后归位，进入下一生产节拍。传统被覆剂不耐高温、被覆效果差、对搅拌杆保护性不好。由于轻合金液温度非常高，搅拌杆制备浆料过程中长时间承受高温，表面被覆剂被轻合金液吸收，搅拌杆逐渐被侵蚀，导致表面粘铝严重，降低搅拌杆使用寿命，打断自动化生产节拍，还会对制备的半固态合金浆料纯净度造成污染，最终影响产品质量。

因此，提供一种耐高温的被覆材料对于铸造领域的是急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种耐高温的被覆材料,能够用于合金制浆领域，降低制浆装置的损耗，提高其使用寿命。

根据本发明的一个方面，提供一种用于轻合金制浆的被覆材料，用于轻合金制浆的被覆材料含有下述组分，各组分的含量表示如下：

可选择地，该用于轻合金制浆的被覆材料含有下述组分，各组分的含量表示如下：

可选择地，该用于轻合金制浆的被覆材料含有下述组分，各组分的含量表示如下：

可选择地，阴离子和非离子表面活性复合剂为脂肪铵盐、硫酸酯盐、环氧乙烷或环氧丙烷衍生物中的一种或几种。

可选择地，辅助乳化剂为辛苯昔醇、山梨糖醇酐单硬脂酸酯或烷基酚与环氧乙烷的缩合物中的一种或几种。

可选择地，水溶性聚合物为阴离子聚丙烯酰胺与聚乙烯吡咯烷酮的混合物。

可选择地，调节剂为有机酸。

可选择地，调节剂为草酸、醋酸、柠檬酸中的一种或几种。

可选择地，消泡剂为高碳脂肪酸封端聚醚酯、高碳醇、高碳脂肪酸酯中的一种或几种

根据本发明的另一个方面，提供一种用于轻合金制浆的被覆材料的制备方法，包括如下步骤：1s准备改性二甲基硅油、阴离子和非离子表面活性复合剂、辅助乳化剂、水溶性聚合物、调节剂以及消泡剂。2s将阴离子和非离子表面活性复合剂加入到水溶性聚合物中搅拌10-20分钟。3s将改性二甲基硅油、辅助乳化剂、消泡剂加入到步骤2s的溶液中共同搅拌，搅拌时间设定为10-30分钟，搅拌温度设定为45-60摄氏度。4s将调节剂加入步骤3s得到的溶液中，20-25摄氏度温度下搅拌，待溶液成为均一透明的乳液，停止搅拌，搅拌时间设定为60-80分钟。5s测量步骤4s得到的乳液的ph值，乳液ph值为7-8.5制备完成，得到用于轻合金制浆的被覆材料。

可选择地，步骤3s在恒温水浴条件下搅拌，水浴温度为45-60摄氏度。

本发明的用于轻合金制浆的被覆材料主要由改性二甲基硅油、阴离子和非离子表面活性复合剂、辅助乳化剂、水溶性聚合物、调节剂、消泡剂经调配而成，不含任何矿物油、凡士林等有害成分。

改性二甲基硅油作为本发明的用于轻合金制浆的被覆材料的主要组成部分，相较于传统矿物油，本发明选用溶解性好、耐高温、润滑性能高的改性二甲基硅油7-10个重量份。

主乳化剂为阴离子和非离子表面活性复合剂，8-15份。相较于传统脱模剂中单一的乳化剂，采用阴离子和非离子表面活性复合剂可以避免阳离子表面活性剂所需的酸性介质对金属的腐蚀作用，采用复合乳化剂制备的被覆剂易乳化、乳液粒径小、稳定性好。

辅助乳化剂0.5-1份，加入少量辅助乳化剂可适当降低主乳化剂的用量，改善乳化效果。

水溶性聚合物0.2-0.4份，加入少量水溶性聚合物可降低乳液中阴离子表面活性剂临界胶束浓度，吸附在胶粒表面抗凝聚，可适当增大乳液粘度，降低液滴运动速率使其半衰期更长，提升乳液稳定性。

调节剂1.5-3份，加入少量调节剂使乳液ph值为中性或弱碱性。避免乳液生长细菌降低使用周期及对搅拌杆的腐蚀，增加搅拌杆使用寿命。

消泡剂1-2份，加入少量消泡剂避免乳液内形成泡沫，泡沫会吸附在泡沫膜上破坏膜的均匀性，导致搅拌杆表面覆盖不均匀。

本发明的用于轻合金制浆的被覆材料的有益效果为：

1、本发明的用于轻合金制浆的被覆材料稳定性高，通过cipacmt36检测法，原液在(30±2℃)条件下30天无分层、泡沫或沉淀物现象。

2、本发明的用于轻合金制浆的被覆材料剪切稳定性好、消泡性高，乳液稀释40倍后，在高速搅拌器内以3000r/min搅拌30min，无分层、沉淀、泡沫现象。

3、本发明的用于轻合金制浆的被覆材料高温润湿性、成膜性好，搅拌杆即使在高温(350℃)下涂覆该被覆剂，表面也能够形成一层耐高温、抗冲蚀、微米级厚的均匀薄膜，大大降低降低半固态轻合金浆料制备过程中轻合金液对搅拌杆的冲击，降低制浆装置的损耗，提高使用寿命。

4、本发明的用于轻合金制浆的被覆材料无有毒成分，无刺激性气味，生产过程中不会产生有毒有害气体，制备出的半固态浆料干净无污染。

5、本发明的用于轻合金制浆的被覆材料被覆性能优异，传统搅拌杆采用热作钢h13材料生产3000模次产品即表面腐蚀报废，采用本发明物涂覆搅拌杆后，使用寿命高达10000模次。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的用于轻合金制浆的被覆材料的制备流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明的用于轻合金制浆的被覆材料，含有改性二甲基硅油7-10个重量份、阴离子和非离子表面活性复合剂8-15个重量份、辅助乳化剂0.5-1个重量份、水溶性聚合物0.2-0.4个重量份、调节剂1.5-3个重量份以及消泡剂1-2个重量份。

其中，本发明的用于轻合金制浆的被覆材料中的阴离子和非离子表面活性复合剂为eo/po衍生物、辅助乳化剂为span60、水溶性聚合物为阴离子聚丙烯酰胺与聚乙烯吡咯烷酮按质量比1:1配制的混合物、调节剂为草酸、消泡剂为高碳脂肪酸封端聚醚酯、高碳醇、高碳脂肪酸酯按质量比1:1:1配制的混合物。

如图1所示，该用于轻合金制浆的被覆材料的制备方法，包括如下步骤：

1s准备改性二甲基硅油、阴离子和非离子表面活性复合剂、辅助乳化剂、水溶性聚合物、调节剂以及消泡剂。

2s将阴离子和非离子表面活性复合剂加入到水溶性聚合物中搅拌10-20分钟。

3s将改性二甲基硅油、辅助乳化剂、消泡剂加入到步骤2s的溶液中在恒温水浴条件下共同搅拌，搅拌时间设定为10-30分钟，水浴温度为45-60摄氏度。

4s将调节剂加入步骤3s得到的溶液中，20-25摄氏度温度下搅拌，待溶液成为均一透明的乳液，停止搅拌，搅拌时间设定为60-80分钟。

5s测量步骤4s得到的乳液的ph值，乳液ph值为7-8.5制备完成，得到用于轻合金制浆的被覆材料。

下面将通过具体实施例的方式详细解释本发明提供的用于轻合金制浆的被覆材料

实施例1

一种用于轻合金制浆的被覆材料含有下述组分，各组分的含量表示

如下：

实施例1的用于轻合金制浆的被覆材料具有极好的高温润湿性，在温度高达450摄氏度条件下，涂覆搅拌杆能够迅速形成一层耐高温、抗冲蚀、微米级厚的均匀薄膜。

实施例2

一种用于轻合金制浆的被覆材料含有下述组分，各组分的含量表示如下：

实施例2的用于轻合金制浆的被覆材料耐腐蚀性能优异，提高搅拌杆的使用次数，传统搅拌杆采用热作钢h13材料生产3000模次产品即表面腐蚀报废，采用实施例2的被覆材料涂覆搅拌杆后，使用寿命高达11000模次。

实施例3

一种用于轻合金制浆的被覆材料含有下述组分，各组分的含量表示如下：

实施例3的用于轻合金制浆的被覆材料成膜性最好，气泡含量为0.2％，在搅拌杆上形成的保护膜致密均匀。

下面进一步通过列表的方式，示出本发明部分实施例中不同组分的用于轻合金制浆的被覆材料的参数。表1为本发明的轻合金制浆的被覆材料的性能参数表。

表1

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。