[发明专利]一种醇基纳米复合及表面改性干粉铸型涂料配方及其制备工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铸造造型用辅助材料，尤其是一种用于砂型铸造的醇基干粉铸型涂料配方及其制备工艺。

背景技术：

铸型涂料是解决铸件表面粘砂，提高铸件表面质量最为有效的措施。其中的醇基涂料由于具有点火干燥、强度好、效率高等特点在铸件生产厂得到广泛使用。而目前商品化的铸型涂料绝大多数是以浆状的形态供货，醇基涂料的载液主要由乙醇、甲醇、异丙醇等组成，属易燃危险品，这就不可避免地使涂料在包装、运输、贮存等方面受到诸多约束，尤其是运输周期长、费用高；此外由于醇基涂料的悬浮稳定性较差，涂料在长途运输和存放过程中易分层，使其工艺性能下降，严重的使涂料产生板结(死沉淀)现象而报废。醇基干粉(粉状)涂料不含易燃溶剂，使用时只需在粉中加入醇类溶剂搅拌均匀后即可；而且用双层编织袋包装的干粉涂料可按普通货物运输，运输周期短，费用也大大降低。

中国专利CN86105456A公开了一种锂基膨润土锆英粉粉状铸型涂料，将锂基膨润土、锆英粉、树脂和钛白粉等原料通过混合碾磨制成粉状涂料，使用时直接加入乙醇稀释成浆状涂料，但由于悬浮剂锂基膨润土未经引发溶胀，混制的浆状涂料悬浮性差，致使其现场可使用性非常差。中国专利CN1022173C公开了一种醇基涂料干粉制备方法，将悬浮剂锂土进行变性处理，再与耐火粉料、粘结剂及其他助剂混碾成醇基干粉涂料，其制备工艺要求很高，控制稍有不当，即会影响涂料的性能，而且该工艺仅适用于制备石英粉、石墨粉等中低密度耐火粉料的涂料，对于铸型涂料中常用的锆英粉、铬铁矿粉、刚玉粉等较高密度耐火粉料的干粉涂料，仍不能保证其具有较好的悬浮稳定性及其他工艺性能。中国专利CN100377811C公开了一种醇基凹凸棒铸造涂料粉剂的生产方法，以钠化改性的凹凸棒石黏土作为悬浮剂，所制涂料粉剂在乙醇中可以达到较高的悬浮率，但该涂料粉剂中改性凹凸棒石黏土所占百分比为55％～85％，耐火粉料(高铝矾土+石墨)仅为10％～45％，悬浮剂的用量大大高于耐火粉料，虽然使得到的浆状涂料有好的悬浮稳定性，但是以降低涂料的耐火度作为代价，因此，限制了涂料的使用范围，不能用于铸钢件以及大型铸铁件的生产。中国专利CN101319104A公开了一种醇基干粉涂料的复合悬浮剂及其制备方法及制备的涂料，在有机黏土中添加活性成分，再与由粘结组分组成的成膜复合剂与耐火基料混合成干粉涂料，适用于锆英粉、石墨粉等各种密度的耐火粉料，可达到较理想的悬浮效果。但由于耐火粉料为无机材料，悬浮剂有机黏土与成膜复合剂均为有机材料，通过混合制成的干粉涂料易形成偏析(尤其是经过长途运输和长期存放后)，从而导致干粉涂料组成不均匀，使混制的浆状涂料性能波动，使用时难以控制。

发明内容：

本发明正是为了解决上述现有技术问题而提供一种可用于铸钢、铸铁及非铁合金砂型铸造的醇基干粉铸型涂料工艺，其组成均匀无偏析，加醇后得到的浆状涂料具有优良的悬浮稳定性，且涂料的其他工艺及工作性能均能满足使用要求。

本发明目的是通过以下技术手段实现的：

涂料配方：

一种醇基纳米复合及表面改性干粉铸型涂料，包括有：表面改性剂、悬浮剂、粘结剂及耐火粉料；其中表面改性剂的质量分数为耐火粉料的0.6％～4.2％，悬浮剂的质量分数为耐火粉料的4.0％～8.0％，粘结剂的质量分数为耐火粉料的4.0％～6.2％。

上述的配方还可以为表面改性剂的质量分数为耐火粉料的1.0％～3.0％，悬浮剂的质量分数为耐火粉料的6.0％～8.0％，粘结剂的质量分数为耐火粉料的4.0％～5.0％。

其中，各组分成分中：耐火粉料为锆英粉、铬铁矿粉、刚玉粉、锆刚玉粉、镁砂粉、镁橄榄石粉、蓝晶石粉、硅线石粉、莫来石粉、铝矾土粉、石英粉、滑石粉、石墨粉、叶蜡石粉、高岭土、云母粉、硅藻土粉、碳酸钙中的至少一种。耐火粉料粒度为100～320目。

所述表面改性剂由偶联剂和高级脂肪酸及盐组成，偶联剂的质量分数为耐火粉料的0.1％～1.2％，高级脂肪酸及盐的质量分数为耐火粉料的0.5％～3.0％；其中偶联剂可以是硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷，钛酸酯偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯或异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯；高级脂肪酸及盐为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种。