[发明专利]一种高发泡性消失铸模材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于模具铸造领域，具体涉及一种高发泡性能聚苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯气化消失铸模材料及其制备方法。

背景技术

消失模铸造（简称EPC）是一种近无余量、精确成行并且容易实现清洁生产的新技术，也是一门集塑料、化工、机械、铸造为一体的综合性多科学的铸造新技术系统工程。

80年代初，EPC技术开始广泛应用于工业生产，尤其在汽车行业中得到飞速的法展。同时国内外的生产实践显示了该技术独特的优越性，EPC工艺被誉为“21世纪的新技术”、“铸造中的绿色工程”。

聚苯乙烯是最早也是最常用消失铸模材料，但单独用聚苯乙烯做消失铸模成型材料在铸模时会出现“碳缺陷”现象从而影响铸件质量；用聚甲基丙烯酸甲酯做消失铸模成型材料，虽然克服了“碳缺陷”问题，却使发气量增大从而提高了浇铸难度。综合上面两种材料在消失铸模中的优缺点，开发了ST-MMA材料。该种材料虽然在理论上是一种比较适合消失模铸造成型的材料，但该材料的发泡条件苛刻而阻碍了其在工业中的应用。

发明内容

本发明目的在于通过在聚合时加入一种功能单体来提高苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯消失铸模材料的发泡能力，得到一种改善了发泡性能的消失铸模材料。提高发泡能力后单位质量材料的体积大大增加，提高了材料的经济效益也减少了裂解气体的产生，有利改善车间环境同时也减轻了环境污染。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种高发泡性消失铸模材料，其在苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯消失铸模材料的制备过程中加入了功能单体甲基丙烯酸。

按上述方案，由以下重量份数的原料制备而成：

苯乙烯（ST）单体4～6份、甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体8～12份、甲基丙烯酸（MAA）单体4～6份、去离子水100～140份、分散剂0.5～2份、引发剂0.4～1份、增塑剂0.01～1份、表面涂层剂0.3～1份、静电防止剂0.01～1份、发泡剂C4～C6低沸点烷烃1～3份。

按上述方案，所述分散剂由质量分数60%～80%的有机分散剂和质量分数40%～20%无机分散剂组成。

按上述方案，所述有机分散剂为聚乙烯醇；所述无机分散剂为碱式碳酸镁。

按上述方案，所述的引发剂为过氧化二苯甲酰。

上述高发泡性消失铸模材料的制备方法，包括以下步骤：

把去离子水、苯乙烯单体、甲基丙烯酸甲酯单体、甲基丙烯酸单体、分散剂、引发剂混合并进行悬浮聚合反应制备成珠粒材料；

将制备的珠粒材料洗涤、干燥、筛分后保存得到预发泡材料；

将预发泡材料、发泡剂、增塑剂、表面涂层剂和静电防止剂置于高压釜中，设置压力0.65MPa的下发泡6～10h，保温10～15h，降温、出料、洗涤，高发泡性消失铸模材料。

本发明的有益效果是：由于本发明制备的可发性消失铸模聚苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯的材料的发泡性能大大提高，使得专门对聚苯乙烯发泡的发泡设备也可以对本发明合成的材料进行发泡，有利于推广且有利早先聚苯乙烯为发泡材料企业的改革。提高发泡能力后单位质量材料的体积大大增加，提高了材料的经济效益也减少了裂解气体的产生，有利改善车间环境同时也减轻了环境污染。

具体实施方式

为更进一步理解本发明技术方案，结合实施例做具体说明，但不局限于如下实施例。

高发泡性消失铸模材料，在苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯消失铸模材料的基础上加入了功能单体甲基丙烯酸。制备的可发性消失铸模聚苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯的材料的发泡性能大大提高，使得专门对聚苯乙烯发泡的发泡设备也可以对本发明合成的材料进行发泡。

上述高发泡性消失铸模材料由以下重量份数的原料制备而成：

苯乙烯（ST）单体4～6份、甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体8～12份、甲基丙烯酸（MAA）单体4～6份、去离子水100～140份、分散剂0.5～2、引发剂0.4～1、增塑剂0.01～1、表面涂层剂0.3～1、静电防止剂0.01～1、发泡剂C4～C6低沸点烷烃1～3份。

其中，分散剂由质量分数60%～80%的有机分散剂和质量分数40%～20%无机分散剂组成。有机分散剂可以为聚乙烯醇、羟丙基纤维素、羟丙甲纤维素、聚维酮中的任意一种或几种的混合；所述无机分散剂可以为硫化钠、碱式碳酸镁、膨润土、滑石粉、碳酸钙中的任意一种或几种的混合物。优化地实施方案为有机分散剂聚乙烯醇、无机分散剂碱式碳酸镁的混合。