本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種鑄造用的涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
消失模鑄造技術(shù)是一種在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用的精確成型技術(shù)。涂料是消失模鑄造工藝的關(guān)鍵技術(shù)之一，涂料質(zhì)量的好壞直接影響該工藝的成敗。許多文獻中披露，消失模鑄造工藝成功與否50%取決于模樣，30%取決于涂料，20%取決于其他工藝因素，所以國內(nèi)外鑄造工作者對消失模鑄造技術(shù)中所使用的鑄造涂料非常重視。在我國，由于鑄造涂料的商品化程度不高，大部分消失模鑄造廠家對涂料的配方和性能缺乏系統(tǒng)深入的研究，在實際生產(chǎn)中一般都在生產(chǎn)現(xiàn)場自配自用，導(dǎo)致鑄件質(zhì)量問題較多，直接削弱了消失模鑄造精確生產(chǎn)的優(yōu)勢，極大地限制了消失模鑄造技術(shù)的發(fā)展。因此，深入系統(tǒng)的研究并有效地控制消失模鑄造涂料對提高整體消失模鑄造工藝過程的穩(wěn)定性具有重大而深遠的意義。
鑄造用涂料一般來說需要滿足以下要求：
（1）具有一定的隔熱性能，能降低金屬型所受到的熱沖擊；
（2）具有一定的強度；
（3）具有低的發(fā)氣量；
（4）涂裝過程實用且利于儲存和清理。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明考慮到現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種隔熱性能好、強度高、低發(fā)氣量、流變性能、懸浮性能好的易清理的鑄造用涂料。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下步驟予以實現(xiàn)：
鑄造涂料可由多種原料配制而成，通常要包括耐火材料、載液、粘結(jié)劑、懸浮劑和助劑等成分。耐火材料是形成涂層的主體部分，是決定涂層強度、穩(wěn)定性、發(fā)氣性的最重要的組成部分，本發(fā)明的組分A中選用多種不同的礦物材料相互配合制成了隔熱性能好且強度高的原料。本發(fā)明的組分B中采用乙醇、松漿油、亞麻油脂肪酸相配合使用作為載液、酚醛樹脂及偶聯(lián)劑作為粘結(jié)劑，同時添加其他活性組分增加粘結(jié)效果。本發(fā)明的組分C中選用二氧化硅氣凝膠、二硫化鉬、羧甲基纖維素、納米二氧化鈦的組合物，一方面，該組合物有助于增加粘結(jié)效果，另一方面，該組合物有助于涂料內(nèi)部原料的分散。
本發(fā)明中提供的鑄造用涂料組成及重量份為：
所述添加劑包括組分A、組分B、組分C，其中三者質(zhì)量份為：
組分A 65-90份
組分B 100-130份
組分C 8-12份
其中，組分A及組分A內(nèi)各組成重量份為：
硅藻土 30-45份
粉石英 5-10份
凹凸棒石 10-15份
伊利石 5-8份
硅灰石 15-18份
膨脹珍珠巖 3-5份
組分B及組分B內(nèi)各組成重量份為：
乙醇 65-80份
松漿油 5-8份
亞麻油脂肪酸 6-12份
酚醛樹脂 10-15份
偶聯(lián)劑 0.3-0.6份
組分B中的偶聯(lián)劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑或者鈦酸酯偶聯(lián)劑。
組分C及組分C內(nèi)各組成重量份為：
二氧化硅氣凝膠 15-18份
二硫化鉬 2-5份
羧甲基纖維素 8-18份
納米二氧化鈦 12-18份。
組分C中二氧化硅氣凝膠優(yōu)選比表面積為350-450m2/g，密度為52-60kg/m3的原料。組分C中納米二氧化鈦優(yōu)選粒徑范圍為20-60nm。
進一步地，本發(fā)明中的涂料密度為1.52-1.66g/cm3。
本發(fā)明還提供一種制備上述鑄造用涂料的方法，包括如下步驟：
步驟一，將組分A中的各原料破碎、混合均勻后在180-200℃溫度下烘烤4-6小時，烘烤后研磨至固體顆粒粒度小于20μm，制得組分A；
優(yōu)選地，組分A原料破碎后粒度為50-80μm。
進一步優(yōu)選，組分A研磨完畢后在180-200℃溫度下繼續(xù)烘烤2-3小時。
步驟二，將組分B中的各原料混合，在800-1500r/min條件下分散25-45min，制得組分B；
步驟三，將組分C中的各原料混合均勻后研磨至固體顆粒粒度小于20μm，制得組分C；
步驟四，將上述步驟中制得的組分A、B、C混合后，在55-65℃溫度條件下研磨至固體顆粒粒度小于10μm即得所需涂料。提升溫度研磨有助于增進涂料體系的均一性，有效防止涂料沉降。
本發(fā)明中的鑄造用涂料耐火性能好，尤其適用于以自動噴涂的方式涂刷于大平面鑄型表面。
本發(fā)明具有如下有益效果：
1、本發(fā)明中的鑄造用涂料隔熱性能好，能降低金屬型所受的熱沖擊，提高其使用壽命，可調(diào)節(jié)系統(tǒng)熱阻、控制冷卻速度，以保證鑄件的組織和性能達到要求。
2、本發(fā)明中的鑄造用涂料強度高，具有一定的附著強度和內(nèi)聚強度，可防止金屬液在離心力的作用下沖刷涂層。
3、本發(fā)明中的鑄造用涂料具有低的發(fā)氣量，避免因氣體排出造成的教主不完全、氣孔、夾渣和碳黑等缺陷。
4、本發(fā)明中的鑄造用涂料流變性能好，耐儲存、易清理。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明的內(nèi)容進行進一步的描述。
實施例1
1、成分配比
組分A及組分A內(nèi)各組成重量份為：
硅藻土 42份
粉石英 5份
凹凸棒石 10份
伊利石 7份
硅灰石 16份
膨脹珍珠巖 4份
組分B及組分B內(nèi)各組成重量份為：
乙醇 78份
松漿油 6.5份
亞麻油脂肪酸 9份
酚醛樹脂 15份
硅烷偶聯(lián)劑 0.6份
組分C及組分C內(nèi)各組成重量份為：
二氧化硅氣凝膠 16份
二硫化鉬 2份
羧甲基纖維素 15份
納米二氧化鈦 15份。
其中，組分C中二氧化硅氣凝膠選用比表面積為425m2/g，密度為55kg/m3的原料。組分C中納米二氧化鈦顆粒粒徑為50nm。
組分A、組分B、組分C質(zhì)量份為：
組分A 70份
組分B 120份
組分C 10份
2、涂料的制備
步驟一，將組分A中的各原料破碎至50μm、混合均勻后在200℃溫度下烘烤6小時，烘烤后研磨至固體顆粒粒度小于20μm，然后在200℃溫度下繼續(xù)烘烤2小時，冷卻后制得組分A；
步驟二，將組分B中的各原料混合，在1500r/min條件下分散30min，制得組分B；
步驟三，將組分C中的各原料混合均勻后研磨至固體顆粒粒度小于20μm，制得組分C；
步驟四，將上述步驟中制得的組分A、B、C混合后，在65℃溫度條件下研磨至固體顆粒粒度小于10μm即得所需涂料。
在涂料制備過程中發(fā)現(xiàn)，組分A中硅藻土含量越高，涂料耐熱性能越好，但是涂料的流動性能會有所降低，組分A中硅灰石和膨脹珍珠巖的添加則能夠有效調(diào)節(jié)涂料的流動性能。組分C中的氣凝膠和納米二氧化鈦能有效維持涂料的整體穩(wěn)定性，使涂料不沉降不團聚。在三個組分配比中，組分B的含量決定了涂料整體流動性和粘結(jié)性，三個組分的配比需相輔相成才可制備出合適的鑄造用涂料。
實施例2
組分A及組分A內(nèi)各組成重量份為：
硅藻土 35份
粉石英 5份
凹凸棒石 12份
伊利石 8份
硅灰石 15份
膨脹珍珠巖 3份
組分B及組分B內(nèi)各組成重量份為：
乙醇 65份
松漿油 7份
亞麻油脂肪酸 10份
酚醛樹脂 12份
硅烷偶聯(lián)劑 0.5份
組分C及組分C內(nèi)各組成重量份為：
二氧化硅氣凝膠 15份
二硫化鉬 2份
羧甲基纖維素 18份
納米二氧化鈦 18份。
其中，組分C中二氧化硅氣凝膠選用比表面積為425m2/g，密度為55kg/m3的原料。組分C中納米二氧化鈦顆粒粒徑為50nm。
組分A、組分B、組分C質(zhì)量份為：
組分A 65份
組分B 115份
組分C 8份
2、涂料的制備
步驟一，將組分A中的各原料破碎至50μm、混合均勻后在180℃溫度下烘烤6小時，烘烤后研磨至固體顆粒粒度小于20μm，然后在200℃溫度下繼續(xù)烘烤2小時，冷卻后制得組分A；
步驟二，將組分B中的各原料混合，在1200r/min條件下分散30min，制得組分B；
步驟三，將組分C中的各原料混合均勻后研磨至固體顆粒粒度小于20μm，制得組分C；
步驟四，將上述步驟中制得的組分A、B、C混合后，在62℃溫度條件下研磨至固體顆粒粒度小于10μm即得所需涂料。
實施例3
組分A及組分A內(nèi)各組成重量份為：
硅藻土 45份
粉石英 8份
凹凸棒石 12份
伊利石 8份
硅灰石 18份
膨脹珍珠巖 3份
組分B及組分B內(nèi)各組成重量份為：
乙醇 80份
松漿油 8份
亞麻油脂肪酸 10份
酚醛樹脂 15份
硅烷偶聯(lián)劑 0.6份
組分C及組分C內(nèi)各組成重量份為：
二氧化硅氣凝膠 18份
二硫化鉬 5份
羧甲基纖維素 18份
納米二氧化鈦 18份。
其中，組分C中二氧化硅氣凝膠選用比表面積為425m2/g，密度為55kg/m3的原料。組分C中納米二氧化鈦顆粒粒徑為50nm。
組分A、組分B、組分C質(zhì)量份為：
組分A 90份
組分B 128份
組分C 12份
2、涂料的制備
制備方法與實施1相同。
將實施例1、2、3中制得的鑄造用涂料用自動噴涂設(shè)備涂裝于鑄型表面，測試涂料密度、懸浮性、條件粘度、觸變性和發(fā)氣性。
涂料密度的測量方法采用通用的量筒稱量法。
涂料懸浮性是涂料抵抗固體耐火粉料分層和沉淀的能力，用懸浮率%表示。對懸浮性的測試采用具塞量筒測量法，將配置好的涂料將拌均勻后立即倒入準(zhǔn)備好的具塞量筒中，使其液面達到100ml標(biāo)高處，在靜止?fàn)顟B(tài)下，將涂料試樣放置一定時間后，觀察涂料沉淀情況，以非沉淀物占原涂料溶劑的百分比表示該涂料的懸浮性。
涂料的條件粘度由流杯法測定。
涂料的觸變性能采用旋轉(zhuǎn)粘度計測試。
涂料的發(fā)氣性在智能發(fā)氣性測試儀上進行測定，測試方法為：將待測涂料置于烘干箱中，升溫至150℃，保溫3h，冷卻至室溫，研磨成粉末備用。測試時，將測試儀升溫至850℃，保持恒定溫度，取涂料試樣1g置于瓷舟中，然后將瓷舟放入高溫爐的瓷管中，并迅速推入至爐子的石英管紅熱部分，用塞子將管口封閉，使試樣在極熱的條件下加熱，同時發(fā)氣性測試儀的記錄部分開始工作，記錄發(fā)氣量。
測試結(jié)果如下：
通過上述測試結(jié)果和在使用過程中的實踐看來，實施例中的鑄造用涂料密度適中，耐儲存、流變觸變性能好、發(fā)氣量低（對比普通鑄造用涂料發(fā)氣量超過30ml/g），在實際使用過程中強度高、耐熱性能好，與現(xiàn)有的鑄造用涂料相比，具有明顯的性能優(yōu)勢。
最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案而非對其進行限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明實施例進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的范圍。