本发明涉及熔模铸造技术领域，尤其涉及一种熔模铸造型壳用面层涂料。
背景技术：
熔模铸造也称为失蜡铸造，由制作零件蜡模、涂覆耐火材料型壳、型壳脱蜡、型壳焙烧、熔炼浇注、铸件落件、铸件抛丸清理等主要工序组成，通常应用于生产精度高,形状复杂的小型铸件，如涡轮发动机的叶片等。涂料是型壳生产的重要组成原料。型壳的面层由于直接与熔模和浇注时的金属液接触，因此面层涂料的重量直接关系到铸件的表面重量。目前，熔模铸造的面层涂料主要以石英粉为耐火材料、以硅溶胶为粘结剂制成的，干燥速度慢,生产效率低，而且制成的面层型壳强度一般，容易发生开裂,导致铸件产生毛刺等缺陷，影响铸件的质量；对蜡模表面的润湿性较差，面层涂料分布不均匀，型壳表面粗糙，对铸件的表面光洁度带来不良影响。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种熔模铸造型壳用面层涂料，干燥速度快，润湿性和涂挂性好，制造型壳强度高，抗裂性好，表面质量好，生产效率高。
本发明提出的一种熔模铸造型壳用面层涂料，包括下述原料：
硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液，石英粉，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠，硅烷偶联剂kh-570，润湿剂，消泡剂，水；
所述聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液与所述硅溶胶的重量比为(15-25)：100；所述石英粉与所述硅溶胶的重量比为(350-450)：100；所述聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠与所述硅溶胶的重量比为(0.4-0.8)：(0.2-0.4)：(0.2-0.4)：100；所述硅烷偶联剂kh-570与所述硅溶胶的重量比为(0.5-1)：100；所述润湿剂与所述硅溶胶的重量比为(0.3-0.5)：100；所述消泡剂与所述硅溶胶的重量比为(0.2-0.4)：100；所述水与所述硅溶胶的重量比为(10-15)：100。
优选地，所述硅溶胶的固含量为30-35％，ph为9-9.5，胶体粒径为10-10.5nm。
优选地，所述聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液是以醋酸乙烯酯、纳米sio2为原料，通过原位乳液聚合法得到。
优选地，所述纳米sio2的粒径为8-15nm。
优选地，所述石英粉为250-300目。
优选地，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1388、聚乙烯醇1588、聚乙烯醇1788中的任意一种或者几种的混合。
优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮的k值为30-40。
优选地，所述聚丙烯酸钠的分子量为8000-12000。
优选地，所述的熔模铸造型壳用面层涂料制备方法如下：
s1、将聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠加入水中充分溶解；
s2、将硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液混合均匀；
s3、将石英粉、润湿剂，消泡剂与步骤s1、步骤s2得到的物料混合均匀，即得熔模铸造型壳用面层涂料。
本发明的有益效果如下：
本发明的熔模铸造型壳用面层涂料包括下述原料：硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液，石英粉，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠，硅烷偶联剂kh-570，润湿剂，消泡剂，水。其中，通过原位聚合法制备聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液，一部分纳米sio2由于界面吸附作用附着在乳胶粒表面，一部分纳米sio2被原位包覆在乳胶粒内部形成sio2无机网络，既能更好地提高面层型壳的常温强度，又能改善乳胶粒与面层涂料体系的界面作用，提高涂料体系的均匀性，改善型壳面层的表面质量。硅烷偶联剂kh-570既能在面层涂料体系中发生水解，其水解产物能够与硅溶胶颗粒发生缩合反应，起到促凝作用，加快面层涂料的干燥速度，又能起到提高各组分相容性的作用，提高涂料体系的均匀性，改善型壳面层的强度和表面质量；通过选用合适聚合度的聚乙烯醇、合适粘度等级的聚乙烯吡咯烷酮以及合适分子量的聚丙烯酸钠配合，可以调节体系的流平性、润湿性和分散稳定性，使涂料更均匀地附着在蜡模表面，既有利于提高型壳面层的强度，又能提高其表面平整度，从而改善铸件的表面质量。通过上述原料的选择与配合，全面提高了面层型壳的强度、抗裂性能，表面质量以及生产效率，具有很高的实用价值。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种熔模铸造型壳用面层涂料，包括下述原料：
硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液，石英粉，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠，硅烷偶联剂kh-570，润湿剂，消泡剂，水；
聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液与硅溶胶的重量比为15：100；石英粉与硅溶胶的重量比为350：100；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠与硅溶胶的重量比为0.4：0.2：0.2：100；硅烷偶联剂与硅溶胶的重量比为0.5：100；润湿剂与硅溶胶的重量比为0.3：100；消泡剂与所述硅溶胶的重量比为0.2：100；水与硅溶胶的重量比为10：100。
实施例2
一种熔模铸造型壳用面层涂料，包括下述原料：
硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液，石英粉，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠，硅烷偶联剂kh-570，润湿剂，消泡剂，水；
聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液与硅溶胶的重量比为15：100；石英粉与硅溶胶的重量比为350：100；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠与硅溶胶的重量比为0.4：0.2：0.2：100；硅烷偶联剂与硅溶胶的重量比为0.5：100；润湿剂与硅溶胶的重量比为0.3：100；消泡剂与所述硅溶胶的重量比为0.2：100；水与硅溶胶的重量比为10：100。
硅溶胶的固含量为30％，ph为9，胶体粒径为10nm；石英粉为250目；聚乙烯醇为聚乙烯醇1388；所述聚乙烯吡咯烷酮的k值为30；聚丙烯酸钠的分子量为8000；润湿剂为op-10；消泡剂为正丁醇。
聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液的制备方法如下：
将5重量份醋酸乙烯酯和0.5重量份粒径为15nm的纳米sio2依次加入溶有0.2重量份乳化剂十二烷基硫酸钠、0.5重量份引发剂过硫酸钾、0.15重量份ph调节剂碳酸氢钠和20重量份水的反应器中，在惰性气氛下，25℃反应6h，即得。
熔模铸造型壳用面层涂料制备方法如下：
s1、将聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠加入水中充分溶解；
s2、将硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液混合均匀；
s3、将石英粉、润湿剂，消泡剂与步骤s1、步骤s2得到的物料混合均匀，即得熔模铸造型壳用面层涂料。
实施例3
一种熔模铸造型壳用面层涂料，包括下述原料：
硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液，石英粉，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠，硅烷偶联剂kh-570，润湿剂，消泡剂，水；
聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液与硅溶胶的重量比为20：100；石英粉与硅溶胶的重量比为300：100；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠与硅溶胶的重量比为0.6：0.3：0.3：100；硅烷偶联剂与硅溶胶的重量比为0.8：100；润湿剂与硅溶胶的重量比为0.4：100；消泡剂与硅溶胶的重量比为0.3：100；水与硅溶胶的重量比为12：100。
硅溶胶的固含量为35％，ph为9.5，胶体粒径为10nm；石英粉为300目；聚乙烯醇为聚乙烯醇1588；所述聚乙烯吡咯烷酮的k值为35；聚丙烯酸钠的分子量为10000；润湿剂为op-10；消泡剂为正丁醇。
聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液的制备方法如下：
将6重量份醋酸乙烯酯和0.6重量份粒径为10nm的纳米sio2依次加入溶有0.25重量份乳化剂十二烷基硫酸钠、0.6重量份引发剂过硫酸钾、0.15重量份ph调节剂碳酸氢钠和20重量份水的反应器中，在惰性气氛下，30℃反应10h，即得。
熔模铸造型壳用面层涂料制备方法如下：
s1、将聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸钠加入水中充分溶解；
s2、将硅溶胶，聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液混合均匀；
s3、将石英粉、润湿剂，消泡剂与步骤s1、步骤s2得到的物料混合均匀，即得熔模铸造型壳用面层涂料。
对比例1
对比例1为实施例2的对照例，与实施例2的区别仅为：用聚醋酸乙烯酯乳液代替聚醋酸乙烯酯-纳米sio2复合乳液，其中，聚醋酸乙烯酯乳液的制备方法如下：将5重量份醋酸乙烯酯加入溶有0.2重量份乳化剂十二烷基硫酸钠、0.5重量份引发剂过硫酸钾、0.15重量份ph调节剂碳酸氢钠和20重量份水的反应器中，在惰性气氛下，25℃反应6h，即得。
对比例2
对比例2为实施例2的对照例，与实施例2的区别仅为：不添加聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸钠。
对比例3
对比例2为实施例2的对照例，与实施例2的区别仅为：不添加硅烷偶联剂kh-570。
试验例
将实施例2-3以及对比例1-3制得的面层涂料在20r/min的转速下搅拌直至粘度达到36s，然后浸入蜡模进行沾浆，再采用100目的莫来石砂进行撒砂，形成型壳面层然后进行干燥。干燥参数为风速5m/s，温度24℃、湿度60％。
按照hb5352.1-86《熔模铸造型壳抗弯强度测量方法》进行强度测试，其中室温强度测试采取干燥后在110℃保温2h后冷却至25℃的试样；干燥时间以涂挂下一层时可顺利涂挂为标准；表面粗糙度采用tr-200型粗糙度仪测定。测试结果如表1所示：
表1性能测试结果
由此可见，本发明的熔模铸造型壳用面层涂料干燥速度快，制造型壳湿强度高，抗裂性好，而且具有良好的表面质量，综合性能优越。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。