[发明专利]一种铸钢消失模用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种铸钢消失模用材料及其制备方法。

背景技术

201210320431.7号申请涉及一种消失模材料及其制备方法，材料包括以下组分：石英粉22-27重量份、锆英砂28-33重量份、膨润土1-4重量份、水玻璃0.5-1.5重量份、羧甲基纤维素钠1-2.5重量份、正辛醇0.2-0.5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2-0.5重量份。

上述材料存在的问题是涂刷性及高温强度还不足，并且组成含有有害成分，正辛醇对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种铸钢消失模用材料，不仅具有良好的悬浮性和高温强度，并且原料无环境污染。

本发明的另一目的是提供一种铸钢消失模用材料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铸钢消失模用材料，其特征在于，该材料中各成分的重量百分比为：纳米级(Na，Ca)(Mn，Fe，Mg，Al)[(Si，Al)2O6]复合粉体20-23%，炉渣粉体3-8%，十二烷基苯磺酸钠0.4-0.8%，锂基膨润土6-8%，3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液29-31%，其余为棕刚玉粉；

其中炉渣成分的重量百分比为：CaO15-20% ，Al2O3 19-25%，MgO 2-5%，FeO 0.3-0.5%，其余为SiO2；

所述纳米级(Na，Ca)(Mn，Fe，Mg，Al)[(Si，Al)2O6]复合粉体的粒径为80-100nm；膨润土和炉渣粉体的粒径为80-100μm；棕刚玉粉的粒径为0.5-1mm；

棕刚玉成分的重量百分比为：AL2O3，94.5%-97%，FeO0.5-0.8%，TiO20.5-0.7% ,其余SiO2。

上述铸钢用消失模铸造材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）纳米级(Na，Ca)(Mn，Fe，Mg，Al)[(Si，Al)2O6]复合粉体的准备：

将氢氧化铝Al(OH)₃溶解于氢氧化钾水溶液中，二者质量g：体积mL比为1：10；然后置入容器中加热至120℃，保温25-28小时，用滤纸过滤出沉淀物，并以去离子水洗净4-6次；然后将沉淀物以高温炉加热至400℃保温1h得到产物A待用；

将硅溶胶与硝酸水溶液和乙醇混合后搅拌, 直至形成均匀混合溶液，其中硅溶胶、硝酸水溶液、乙醇三者体积比1：4：16；然后将上述混合溶液滴加到由正庚烷和正丁醇形成的混合物中，在超声频率为50kHz、功率为400W条件下于50-55℃超声搅拌0.5h，滴加质量百分比浓度10%氨水,出现胶体B，收集待用，其中所述混合溶液、正庚烷、正丁醇、氨水三者的体积比为50：200：10：4； 

将产物A、胶体B和(Na，Ca)(Mn，Fe，Mg，Al)[(Si，Al)2O6]粉体三者按质量比1：1：0.8-1.1混合，其中(Na，Ca)(Mn，Fe，Mg，Al)[(Si，Al)₂O₆]粉体的粒径为60-80nm；在超声频率50kHz，功率400W下于50-55℃ 超声搅拌0.5h；然后用正硅酸乙酯的乙醇溶液在70℃下浸泡5h后，再于100℃下常压干燥5h，即得到纳米级(Na，Ca)(Mn，Fe，Mg，Al)[(Si，Al)2O6]复合粉体；其中正硅酸乙酯和乙醇的体积比为1∶4；

2）3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液的准备：

所用原料的重量百分比为：邻苯二酸二辛酯5%、正庚醇0.2%，乙醇3%、聚乙烯醇7%、过硫酸钾0.15-0.19%，3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯25-26%，乙酸乙烯酯20-23%，余量为水；

将邻苯二酸二辛酯与丁醇混合，搅拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加热至80℃，在搅拌下加入聚乙烯醇，升温至95℃，保温至全部溶解；待溶解后，停止加热使温度降至68～70℃，在搅拌下加入3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯，形成溶液乙待用；将溶液甲和溶液乙混合，加入过硫酸甲，搅拌混合均匀，升温到65～70℃之间，停留1小时，得到3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液，待用；