[发明专利]铸造3D砂型打印用涂料组合物

说明书

本发明涉及3D砂型打印铸造辅助材料领域，涉及一种铸造3D砂型打印用涂料组合物，包括以下重量配比的组分：耐火填料100份、水20‑60份、增溶剂0.1‑15份、透气性改善材料0.01‑10份、高温褪让剂0.01‑5份、防沉剂0.1‑5份、残炭生成剂0.01‑4份、渗透剂0.01‑1份。本发明所述涂料组合物粘度低、涂层厚度、渗透深度可调节；同时具有良好的高温透气性，消除可能的皮下气孔、浇不足等缺陷；并且有效延长了涂料的有效工作时间，最大限度地降低了金属渗透的趋势；能够应用于所有的3D打印砂型，包括机床类、机架类、缸头类铸件，特别是针对结构复杂、热节多、表面质量要求高的3D打印铸造工艺。

技术领域

本发明涉及3D砂型打印铸造辅助材料领域，涉及铸造3D砂型打印用涂料组合物，具体涉及一种铸造3D砂型打印用涂料组合物及其制备方法及应用。

背景技术

3D砂型打印铸造是近几年发展起来的一种新型铸造技术，与传统的铸造技术相比，主要特点是不再使用模具，而是直接将三维数据输入到3DP打印机中，逐层打印，打印完毕后除去多余的浮砂，即可得到打印好的砂型。采用3D打印技术可以实现复杂、高精度砂型的制作。

3D涂料是3D砂型打印领域一种非常重要的辅助造型材料，不同于普通的砂型铸造，3D砂型打印属于快速铸造领域，打印所用的砂子目数比普通的砂型铸造要细，目数在50-100目之间，所以3D打印涂料的要求非常高。首先，涂料的渗透性远远高于普通的砂型铸造涂料，必须要能够渗入砂型2-3mm；其次，3D涂料必须要具有非常好的流平性能，保证涂料的高光洁性，防止发动机、缸套等精密铸件产生缺陷；再次，由于3D打印砂型异常复杂，热节密集，铁水渗透倾向大，所以3D涂料必须具有非常好的抗粘砂性能，抑制铁水渗透，降低渗透缺陷；另外，由于3D打印砂型的复杂和紧密，在浇铸过程中，砂型粘结剂气化，产生大量气体，会在铸型中形成高气压，气压大到一定程度，会使铁水发生沸腾现象，浇铸过程无法平稳进行，铸件的一些缺陷比如皮下气孔、针孔、浇不足等随之而来；同时3D打印砂型相比传统一体化硬化的砂型，存在的一个问题是高温强度不足，溃散过快，这也向涂料的高温性能提出了挑战。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种铸造3D砂型打印用涂料组合物及其制备方法及应用，能够应用于所有的3D打印砂型，包括机床类、机架类、缸头类铸件，特别是针对结构复杂、热节多、表面质量要求高的3D打印铸造工艺。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种铸造3D砂型打印用涂料组合物，其特征在于，包括以下重量配比的组分：耐火填料100份、水20-60份、增溶剂0.1-15份、透气性改善材料0.01-10份、高温褪让剂0.01-5份、防沉剂0.1-5份、残炭生成剂0.01-4份、渗透剂0.01-1份。

进一步的，所述增溶剂为中极性有机溶剂，包括：乙二醇醚类、丙二醇醚类中的一种或几种。

进一步的，所述透气性改善材料包括：热塑性塑料树脂粉末。

进一步的，所述高温褪让剂包括：热固性酚醛树脂乳液、萜烯酚醛乳液、松香改性酚醛乳液中的一种或几种。

进一步的，所述防沉剂包括：聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油蜡中的一种或几种。

进一步的，所述残炭生成剂包括：S-150芳烃溶剂、S-200芳烃溶剂、三苯基甲烷、三苯基氯甲烷、苯丙呋喃酮的一种或几种。

进一步的，所述渗透剂包括：油酸钠、油酸铵、卵磷脂、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、肉豆蔻基聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酰二乙醇胺、失水山梨醇聚氧乙烯醚月桂酸酯、马来酸-甲基乙烯基醚共聚物钠盐中的一种或几种。

在本发明的另一方面，提出了一种如前面所述的铸造3D砂型打印用涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：