[发明专利]一种纳米碳化硅增强的轻质消失模铸造用水基涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及消失模铸造技术领域，具体涉及一种纳米碳化硅增强的轻质消失模铸造用水基涂料及其制备方法。

背景技术

消失模用涂料是指在消失模铸造过程中涂覆在模样外表面的一层特制涂料，它在铸造过程中起着关键性的作用，由于模样是由泡沫塑料制成的，涂料的透气性、涂层强度、流变性等性质都将会对铸造产品产生至关重要的影响，性能优良的消失模涂料应当满足：(1)能够辅助提高泡沫塑料模样的强度和刚性，防止模样破坏和变形；(2)有隔离作用，将金属液与模型分开，防止金属液渗入干砂中，防止铸件表面形成缺陷；(3)透气作用，及时排除模样分解产生的气体或液体，防止铸件出现气孔、碳黑缺陷等；(4)要有良好的烧结剥离性、抗砂粘性、抗金属液侵蚀性等；(5)要有良好的润湿性、涂挂性、环保性、热稳定性、防潮等特性。

消失模涂料组成主要包括耐火骨料、粘接剂、溶剂、悬浮剂以及各类添加剂等成分，按其使用的粘结剂性质来分主要分为水基涂料、醇基涂料、树脂涂料等几类，其中水基涂料因为成本较低在实际生产中应用较为广泛，然而水基涂料存在涂层清理时容易溃散，容易粘砂，且大部分产品的使用性能仍存在缺陷，达不到前面所述的效果。

发明内容

本发明的目的在于，制备一种纳米碳化硅增强的轻质消失模铸造用水基涂料，以获得具有高强度、轻薄透气、易于剥离清理的模样涂层，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米碳化硅增强的轻质消失模铸造用水基涂料，其特征在于，该涂料由以下重量份的原料制成：180-250目锆英砂50-60、250-325目六铝酸钙10-15、超轻粘土2-3、纳米碳化硅0.1-0.2、固含量为25-35％的微晶蜡乳液5-8、OP-100.02-0.03、聚季铵盐0.001-0.002、消泡剂0.01-0.02、白乳胶2-3、羧甲基纤维素钠0.2-0.3、软水25-30。

所述的一种纳米碳化硅增强的轻质消失模铸造用水基涂料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：

(1)先将OP-10、羧甲基纤维素钠投入软水中，搅拌至完全溶解后，投入纳米碳化硅、超轻粘土，超声高速搅拌使其在溶液中均匀分散，随后再加入微晶蜡乳液，搅拌混合研磨40-50min，所得混合浆料备用；

(2)将锆英砂、六铝酸钙与12-16重量份的步骤(1)制备的浆料一起投入搅拌桶中，高速搅拌分散30-40min后，再加入所有其它剩余物料，并根据所需浆料密度添加软水，再继续搅拌分散40-50min，即得。

本发明制备的涂料以粒径存在差异的锆英砂、六铝酸钙作为耐火骨料，使得涂层的透气性增加，并以超轻粘土与羧甲基纤维素钠混合浆料作为悬浮剂，使得涂料具有良好的悬浮性和触变性，添加的纳米碳化硅增进了涂层的耐热性和力学性能，分散的微晶蜡能够提高涂层防砂粘性，且在浇注过程中快速融化，进一步提高涂层透气性；该发明制备得到的涂料涂层轻薄，坚韧牢固，与金属液的贴合性好，热稳定性高，不污染金属液，铸造结束后易剥离，有效的提高了铸件质量。

具体实施方式

实施例

本实施例的涂料由以下重量份的原料制成：200目锆英砂55、325目六铝酸钙12、超轻粘土2.5、纳米碳化硅0.1、固含量为30％的微晶蜡乳液6、OP-100.02、聚季铵盐0.001、消泡剂0.01、白乳胶2.5、羧甲基纤维素钠0.2、软水28。

该涂料的制备方法为：

(1)先将OP-10、羧甲基纤维素钠投入软水中，搅拌至完全溶解后，投入纳米碳化硅、超轻粘土，超声高速搅拌使其在溶液中均匀分散，随后再加入微晶蜡乳液，搅拌混合研磨45min，所得混合浆料备用；

(2)将锆英砂、六铝酸钙与15重量份的步骤(1)制备的浆料一起投入搅拌桶中，高速搅拌分散35min后，再加入所有其它剩余物料，并添加适量的软水，继续搅拌分散40min，调节涂料密度为65波美度，即得。

本实施例所制得的涂料性能测试结果为：

检测项目检测结果

涂层强度(0.8mm厚涂层)4.65×10⁵Pa透气性(0.8mm厚涂层×1200℃)4.20cm⁴·(g·min)^-1悬浮性(24h)97％一次涂挂厚度δ0.4mm