專利名稱：一種砂型鑄造醇基涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于砂型鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種砂型鑄造醇基涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著鑄造工業(yè)的發(fā)展，對鑄造工件表面質(zhì)量的要求越來越高。為了提高砂型鑄件的表面質(zhì)量，通常在鑄型(芯)工作表面上涂覆一層鑄造涂料。鑄造涂料是一種耐火涂層，其主要功能是阻斷熔融金屬與砂型(芯)表面的直接接觸，消除金屬液與砂型(芯)表面發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)；有效防止和減少逐漸表面粘砂，夾砂、砂眼等缺陷；提高鑄型(芯)表面強(qiáng)度；控制鑄件冷卻速度，防止鑄件產(chǎn)生縮孔、裂紋缺陷；使鑄件表面合金化和晶粒細(xì)化，調(diào)整鑄件表面成分和表面組織，提高逐漸的使用性能，延長鑄件的使用壽命；降低鑄件表面粗糙度；可以說鑄造涂料的質(zhì)量高低是影響鑄件是否粘砂、夾砂及鑄件表面光潔度、鑄件尺寸精度的最直接因素。因此，鑄造涂料在鑄件生廣中對改進(jìn)鑄件質(zhì)量和提聞經(jīng)濟(jì)效益兩方面都有積極的意義。 鑄造涂料種類繁多，大體可以分為兩類水基涂料和醇基涂料。其中醇基涂料在涂覆后經(jīng)點(diǎn)燃既可固化，與各種自硬化砂工藝配合使用，可不需烘干，能縮短生產(chǎn)周期，簡化工藝，節(jié)約能源，減少烘干設(shè)備投資，是被鑄造界廣為使用的一種快干涂料，已廣泛應(yīng)用于鋼、鐵、有色鑄件的生產(chǎn)中。如中國專利申請(申請?zhí)?3128100. I)公開了一種醇基及水基系列鉻鐵礦粉防滲透粘砂鑄造涂料，其特征在于用鉻鐵礦砂制備砂型用鑄造涂料，其成分質(zhì)量百分比為粒度粗于280目鉻鐵礦砂10 100%，280 235目各類輔助耐火粉料分別為0 90%，粘結(jié)劑I. (Γ3. 0%、懸浮劑I. 5飛.0%、增稠劑O. 15^0. 5%，載體可為水或乙醇、甲醇或異丙醇等。中國專利(申請?zhí)?00910046096)公開了一種用于大型鑄件的鋯英粉醇基涂料，耐火骨料采用含Zr0265%以上鋯英粉，涂料粘結(jié)劑采用氧化松香樹脂和熱塑酚醛樹脂O. 5^0. 8% ;而中國專利(201110053626. 5 )公開了一種鑄造用的高滲透性防粘砂涂料，其特征是該涂料以鋯英粉、鉻鐵礦粉中的一種或兩種的混合物作為耐火骨料，加入O. 5^2. 5%酚醛樹脂、氧化松香和硅酸乙脂中一種或兩種以上的混合物作為粘結(jié)劑，乙醇作為涂料的載體。但這些產(chǎn)品普遍存在以下缺陷1、涂料的貯存性穩(wěn)定性較差，貯存過程中容易沉淀結(jié)塊，造成粘度下降。2、高溫涂層強(qiáng)度差，涂層易開裂、脫落，鋼水容易突破涂層滲進(jìn)砂型，產(chǎn)生夾砂。因此有必要開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的醇基鑄造涂料以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種防止高溫時(shí)的粘砂、夾砂，提高鑄件表面光潔度和鑄件尺寸精度的砂型鑄造醇基涂料，該涂料制備工藝簡單，穩(wěn)定性好，易于貯存。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種砂型鑄造醇基涂料，該涂料的密度為1200-1400kg/m3,由溶質(zhì)和有機(jī)溶劑組成；其中，有機(jī)溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或多種混合；溶質(zhì)包括以下重量百分含量的組分鋁礬土 60-75%，凹凸棒土 1-5%，鈉基膨潤土 O. 5-1. 5%，無定形石墨2-10%，片狀石墨3-15%，鐵紅2_10%，聚乙烯醇縮丁醛1_5%，表面活性劑O. 1-0. 5%，分散劑O. 1-0. 5%，鹽酸溶液1-5% ;其中鹽酸溶液的質(zhì)量百分含量為2-5%。作為優(yōu)選，上述涂料中溶質(zhì)的配比為招礬土 65-70%，凹凸棒土 2-5%，鈉基膨潤土
O.8-1. 2%，無定形石墨3-8%，片狀石墨6-12%，鐵紅3_8%，聚乙烯醇縮丁醛2_3%，表面活性劑
O.2-0. 4%，分散劑O. 2-0. 4%，鹽酸溶液(質(zhì)量百分濃度為5%) 3_5%。其中，招帆土、凹凸棒土、鈉基膨潤土、無定形石墨和片狀石墨的粒度為300 500目。表面活性劑選用聚氧乙烯型非離子表面活性劑，優(yōu)選烷基酚聚氧乙烯醚。 分散劑選用聚羧酸鹽分散劑，優(yōu)選脂肪族二羧酸。本發(fā)明還提供了上述砂型鑄造醇基涂料的制備方法，包括以下步驟
(1)取聚乙烯醇縮丁醛，加入部分有機(jī)溶劑，充分?jǐn)嚢?，待聚乙烯醇縮丁醛完全溶解；有機(jī)溶劑的加入量以溶解聚乙烯醇縮丁醛為準(zhǔn)； (2)取鋁礬土、凹凸棒土、鈉基膨潤土、無定形石墨、片狀石墨和鐵紅，加入表面活性劑、分散劑、鹽酸溶液和步驟(I)制備的聚乙烯醇縮丁醛溶液，放入碾磨機(jī)中攪拌均勻；
(3)將剩余的有機(jī)溶劑加入碾磨機(jī)中，攪拌25-35分鐘，即得到所述涂料。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)
(I)本發(fā)明涂料采用300 500目的招帆土無定形石墨、片狀石墨和鐵紅為耐火基料，這些組分使得該涂料具有很好的高溫強(qiáng)度及穩(wěn)定性，發(fā)氣量小，此外還具有較好的防潮性能。配合表面活性劑，大幅度提高了涂料的滲透能力，促使涂料能夠滲進(jìn)砂型，填補(bǔ)砂粒間的間隙，有效防止機(jī)械粘砂。(2)凹凸棒土具有特殊纖維狀晶體形態(tài)的層鏈狀結(jié)構(gòu)，有良好的解離特性；鈉基膨潤土在溶液中形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使耐火材料顆粒不易下沉；利用凹凸棒土、鈉基膨潤土以及分散劑復(fù)配作為懸浮劑，使制備的漿狀涂料具有良好的懸浮性，使用過程中不沉淀，提高了涂料的穩(wěn)定性和涂刷性。(3)通過加入聚乙烯醇縮丁醛，保證涂料在常溫下有很好的涂掛性；在較長時(shí)間高溫也能使涂料中的基料緊密的結(jié)合在一起，保證涂料在砂型表面的涂層強(qiáng)度，有效地防止鋼水直接與砂型接觸造成粘砂，從而保證鑄件的表面質(zhì)量。(4)本發(fā)明涂料制備工藝簡單，穩(wěn)定性好，加入少量鹽酸溶液，可以防止霉變，易于貯存。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明醇基干粉砂型鑄造涂料進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I
稱取招帆土 75千克，凹凸棒土 5千克,鈉基膨潤土 O. 5千克,無定形石墨2千克,片狀石墨3千克，鐵紅8. 3千克，聚乙烯醇縮丁醛I千克，烷基酚聚氧乙烯醚O. I千克，脂肪族二羧酸O. I千克，鹽酸溶液(質(zhì)量濃度為5%)5千克。其中鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨的粒度為300 500目。按上述組分稱取聚乙烯醇縮丁醛，加入適量的甲醇溶劑，充分?jǐn)嚢?，待聚乙烯醇縮丁醛完全溶解。稱取鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨和鐵紅。加入烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪族二羧酸，聚乙烯醇縮丁醛溶液和鹽酸溶液，放入碾磨機(jī)中攪拌均勻；將甲醇溶劑加入碾磨機(jī)中，甲醇的加入總量以最終調(diào)節(jié)漿料的密度在1400kg/m3。攪拌35分鐘，得到的砂型鑄造醇基涂料的波美度為64。實(shí)施例2
稱取招帆土 60千克，凹凸棒土 I千克，鈉基膨潤土 O. 5千克,無定形石墨10千克,片狀石墨15千克，鐵紅6. 5千克，聚乙烯醇縮丁醛5千克，烷基酚聚氧乙烯醚O. 5千克，脂肪族二羧酸O. 5千克，鹽酸溶液(質(zhì)量濃度為2. 31%) I千克。其中鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨的粒度為300 500目。按上述組分稱取聚乙烯醇縮丁醛，加入適量的乙醇溶劑，充分?jǐn)嚢瑁垡蚁┐伎s丁醛完全溶解。稱取鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨和鐵紅。加入烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪族二羧酸，聚乙烯醇縮丁醛溶液和鹽酸溶液，放入碾磨機(jī)中攪拌均勻；將乙醇溶劑加入碾磨機(jī)中，乙醇的加入總量以最終調(diào)節(jié)漿料的密度在1200kg/m3。攪拌 25分鐘，得到的砂型鑄造醇基涂料其波美度為47。實(shí)施例3
稱取招帆土 70千克，凹凸棒土 3. 7千克,鈉基膨潤土 I. 5千克,無定形石墨6千克,片狀石墨9千克，鐵紅2千克，聚乙烯醇縮丁醛3千克，烷基酚聚氧乙烯醚O. 4千克，聚丙烯酸
O.4千克，鹽酸溶液(質(zhì)量濃度為5%)4千克。其中鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨的粒度為300 500目。按上述組分稱取聚乙烯醇縮丁醛，加入適量的異丙醇溶劑，充分?jǐn)嚢?，待聚乙烯醇縮丁醛完全溶解。稱取鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨和鐵紅。加入烷基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酸，聚乙烯醇縮丁醛溶液和鹽酸溶液，放入碾磨機(jī)中攪拌均勻；將異丙醇溶劑加入碾磨機(jī)中，異丙醇的加入總量以最終調(diào)節(jié)漿料的密度在1300kg/m3。攪拌30分鐘，得到的砂型鑄造醇基涂料其波美度為56。實(shí)施例4
稱取招帆土 68千克，凹凸棒土 I. 4千克,鈉基膨潤土 I千克，無定形石墨4千克,片狀石墨10千克，鐵紅10千克，聚乙烯醇縮丁醛2千克，烷基酚聚氧乙烯醚O. 3千克，脂肪族二羧酸O. 3千克，鹽酸溶液(質(zhì)量濃度為5%)3千克。其中鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨的粒度為300 500目。按上述組分稱取聚乙烯醇縮丁醛，加入適量的有機(jī)溶劑(甲醇與乙醇體積比3:1組成的混合溶劑)，充分?jǐn)嚢?，待聚乙烯醇縮丁醛完全溶解。稱取鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨和鐵紅。加入烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪族二羧酸，聚乙烯醇縮丁醛溶液和鹽酸溶液，放入碾磨機(jī)中攪拌均勻；將有機(jī)溶劑加入碾磨機(jī)中，有機(jī)溶劑的加入總量以最終調(diào)節(jié)漿料的密度在1250kg/m3。攪拌30分鐘，得到的砂型鑄造醇基涂料其波美度為49。實(shí)施例5
稱取招帆土 65千克，凹凸棒土 4千克,鈉基膨潤土 O. 6千克,無定形石墨8千克,片狀石墨12千克，鐵紅4千克，聚乙烯醇縮丁醛4千克，烷基酚聚氧乙烯醚O. 2千克，脂肪族二羧酸O. 2千克，鹽酸溶液(質(zhì)量濃度為5%)2千克。其中鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨的粒度為300 500目。按上述組分稱取聚乙烯醇縮丁醛，加入適量的有機(jī)溶劑(乙醇與異丙醇體積比1:1組成的混合溶劑)，充分?jǐn)嚢瑁垡蚁┐伎s丁醛完全溶解。稱取鋁礬土，凹凸棒土，鈉基膨潤土，無定形石墨，片狀石墨和鐵紅。加入烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪族二羧酸，聚乙烯醇縮丁醛溶液和鹽酸溶液，放入碾磨機(jī)中攪拌均勻；將有機(jī)溶劑加入碾磨機(jī)中，有機(jī)溶劑的加入總量以最終調(diào)節(jié)漿料的密度在1350kg/m3。攪拌30分鐘，得到的砂型鑄造醇基涂料其波美度為59。效果實(shí)施例實(shí)施例1-5得到的砂型鑄造醇基涂料的測試特性如表I 表I
權(quán)利要求
1.一種砂型鑄造醇基涂料，其特征在于所述涂料的密度為1200-1400kg/m3 ;所述涂料由溶質(zhì)和有機(jī)溶劑組成；所述有機(jī)溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或多種混合；所述溶質(zhì)包括以下重量百分含量的組分鋁礬土 60-75%，凹凸棒土 1-5%，鈉基膨潤土O.5-1. 5%，無定形石墨2-10%，片狀石墨3-15%，鐵紅2_10%，聚乙烯醇縮丁醛1_5%，表面活性劑O. 1-0. 5%，分散劑O. 1-0. 5%，鹽酸溶液1-5% ;所述鹽酸溶液的質(zhì)量百分濃度為2-5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的砂型鑄造醇基涂料，其特征在于所述溶質(zhì)包括以下重量百分含量的組分鋁礬土 65-70%，凹凸棒土 2-5%，鈉基膨潤土 O. 8-1. 2%，無定形石墨3_8%，片狀石墨6-12%，鐵紅3-8%，聚乙烯醇縮丁醛2-3%，表面活性劑O. 2-0. 4%，分散劑O. 2-0. 4%，鹽酸溶液3-5% ;所述鹽酸溶液的質(zhì)量百分濃度為5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂型鑄造醇基涂料，其特征在于所述鋁礬土、凹凸棒土、鈉基膨潤土、無定形石墨和片狀石墨的粒度為300 500目。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂型鑄造醇基涂料，其特征在于所述表面活性劑為聚氧乙烯型非離子表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂型鑄造醇基涂料，其特征在于所述分散劑為聚羧酸鹽分散劑。
6.如權(quán)利要求I至5任一所述的砂型鑄造醇基涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)取聚乙烯醇縮丁醛，加入部分有機(jī)溶劑，充分?jǐn)嚢?，待聚乙烯醇縮丁醛完全溶解； (2)取鋁礬土、凹凸棒土、鈉基膨潤土、無定形石墨、片狀石墨和鐵紅，加入表面活性劑、分散劑、鹽酸溶液和步驟(I)制備的聚乙烯醇縮丁醛溶液，放入碾磨機(jī)中攪拌均勻； (3)將剩余的有機(jī)溶劑加入碾磨機(jī)中，攪拌25-35分鐘，即得到所述涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種砂型鑄造醇基涂料及其制備方法。該涂料的密度為1200-1400kg/m3，由溶質(zhì)和有機(jī)溶劑組成；有機(jī)溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或多種混合；溶質(zhì)包括以下重量百分含量的組分鋁礬土60-75%，凹凸棒土1-5%，鈉基膨潤土0.5-1.5%，無定形石墨2-10%，片狀石墨3-15%，鐵紅2-10%，聚乙烯醇縮丁醛1-5%，表面活性劑0.1-0.5%，分散劑0.1-0.5%，鹽酸溶液1-5%。本發(fā)明醇基涂料制備工藝簡單，穩(wěn)定性好，易于貯存。
文檔編號B22C9/02GK102873267SQ201210399379
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者劉斌, 姚義俊, 沈國柱, 蘇義, 盛群, 樓之棟 申請人:南京信息工程大學(xué)