本发明属于铸造
技术领域：
，特别是一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法。
背景技术：
：铸造是将熔融金属浇注、压射或吸入铸型腔中，待其凝固后而获得一定形状和性能的铸件的工艺方法，是最原始也是最现代化的工艺，用途非常广泛。涂料是一种材料，涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，从而起到保护、装饰、标志及其他特殊作用(如电绝缘、防污、减阻、隔热、耐辐射、导电、导磁等等)。因此，在工农业、国防、科研和人民生活中得到越来越广泛的应用。铸造涂料，按溶剂分为：水基涂料、醇基涂料。醇基涂料具有：涂刷点燃后，型、芯表面的涂料层可自行烘干，不用进烘干窑；使用方便，生产周期短。铸造涂料作用于铸件时要求涂料有良好的工艺性能、工作性能、质量稳定性以及施涂重现性，一方面可以起到隔热，均衡温度，免除金属液的冲击腐蚀性的目的，另一方面可以防止铸件产品因局部冷却过快而造成的开裂、砂眼、白口铁形成等缺陷。然而，现有技术制备的醇基铸造涂料，例如“申请公布号cn103586403a，本发明涉及一种改性醇基铸造涂料，其组成成分及其重量份比例为：锆英粉75%～85%，气相纳米助剂1%～2%，聚乙烯醇缩丁荃2%～3%，悬浮剂4%～6%，酚醛树脂1%～2%，其余为添加剂，所述悬浮剂由重量份比例为40%的tm-ma复合试剂和10%的酒精混制均匀，加入50%的凹土放到超声波发生器中，搅拌并震荡1h静置30min后，70°c烘干制成。本发明的改性醇基铸造涂料用改性的凹土做悬浮剂，悬浮于乙醇中时，较长时间放置不会形成“死沉淀”；添加消泡剂，消除搅拌过程中产生的气泡，以改善醇基涂料的润湿性，可以大大提高醇基涂料的悬浮性、触变性以及涂刷效果，涂层光滑致密、粘结强度高且”，然而，其高温抗裂性能较差，在铸造过程中极易产生粘砂现象发生，降低铸件质量。技术实现要素：本发明的目的是提供一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，以解决现有技术中的不足。本发明采用的技术方案如下：一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，包括：（1）活化处理：将粉煤灰添加到电阻炉中，加热至450-480℃，保温处理70-90min，然后再自然冷却至室温，再采用氯化铵溶液反复淋洗处理，淋洗时间为30min，然后再采用清水冲洗，去除氯离子，再在干燥箱中烘干至恒重，即得活化粉煤灰；（2）纤维化膨润土：称取钠基膨润土，然后将钠基膨润土添加到搅拌机中，然后添加第一份水，高速搅拌10min后，再添加第二份水，继续搅拌25min，然后再添加第三份水，继续搅拌30min，然后再在干燥箱中进行烘干，即得纤维化膨润土；钠基膨润土在机械搅拌力的作用下加水制备纤维化膨润土浆，将浆液在105℃烘箱中烘干;将烘干后的膨润土进行sem检测，若发现膨润土由原来的多层片状结构解离成单层结构，且相互连接形成交错的纤维结构，则可认定该钠基膨润土纤维化处理成功；（3）原料混合：将上述制备的活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂依次添加到搅拌机中，然后进行搅拌1-1.5小时，即得。在溶剂中，环氧树脂分子和酚醛树脂分子是舒展松弛的，这些高分子链在溶剂中紧密缠绕，更容易形成团簇状态，使活化粉煤灰与纤维化膨润土紧实地填充在团簇状的网状结构之中，促使溶液中高分子链的缠绕越紧密，所形成的立体网状结构也越完整，强度越高，可以牢固地使活化粉煤灰与纤维化膨润土固定在网状结构中不下沉；所述加热速率为5℃/s。所述氯化铵溶液质量分数为6%。所述第一份水、第二份水和第三份水质量相同；所述第一份水与钠基膨润土混合比例为100ml：500-550g。步骤（1）所述干燥箱中烘干温度为105℃。步骤（2）中所述干燥箱中烘干温度为110℃。所述活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂、乙醇溶液重量份比为：89-95:5-8:5-7：3-5:0.5-0.9：40-45。在用乙醇作为溶剂时，醇可以与环氧树脂与酚醛树脂的大分子间形成氢键连接，不断地使大分子与乙醇相互作用，在溶液体系中形成立体网状结构，显著增加涂料黏度；所述粘结剂为环氧树脂与酚醛树脂混合物；所述环氧树脂与酚醛树脂混合质量比为1:2-3。所述增稠剂为甲基纤维素。所述消泡剂为有机硅消泡剂；乙醇溶液质量分数为60%。有益效果：本发明制备的铸造涂料具有下述作用：1、降低铸件表面粗糙度；2、减少或防止铸件粘砂缺陷；3、控制铸件冷却速度，防止铸件产生缩孔、裂纹等缺陷；4、提高铸型表面强度，减少和防止铸件夹砂、冲砂、砂眼等缺陷；5、调整铸件表面成分、组织和性能；6、屏蔽有害元素，防止铸件产生气孔、增碳、增硫、局部球化不良等缺陷。醇基铸造涂料组分里含有的挥发物和可分解物质在高温下均会析出，通过测定涂料的发气量可测算出其挥发物和可分解物质的含量，高的发气量会导致浇注的铸件产生气孔、结疤和桔皮等缺陷，因此，本发明方法制备的铸造涂料能够有效的降低发气量，避免由于过高的发气量导致浇注的铸件产生气孔等缺陷。本发明方法制备的铸造涂料具有优异的高温抗裂性能，本发明通过对粉煤灰进行活化处理，以提高粉煤灰的分散性和与其他大分子链之间的相容结合性，同时，通过对膨润土进行纤维化处理，能够极大的提高其对铸造涂料形成的涂层的高温抗裂性能，能够抵御外界作用力的影响，同时，能够极大的提高涂层的韧性。本发明制备的铸造涂料涂于砂型表面可形成一层致密、连续、均匀的薄膜，形成的薄膜对铸型材料和铸件表面具有保护作用，可以有效防止铸造缺陷出现。具体实施方式一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，包括：（1）活化处理：将粉煤灰添加到电阻炉中，加热至450-480℃，保温处理70-90min，然后再自然冷却至室温，再采用氯化铵溶液反复淋洗处理，淋洗时间为30min，然后再采用清水冲洗，去除氯离子，再在干燥箱中烘干至恒重，即得活化粉煤灰；（2）纤维化膨润土：称取钠基膨润土，然后将钠基膨润土添加到搅拌机中，然后添加第一份水，高速搅拌10min后，再添加第二份水，继续搅拌25min，然后再添加第三份水，继续搅拌30min，然后再在干燥箱中进行烘干，即得纤维化膨润土；膨润土：吸蓝量116mmol/100g；蒙脱石含量77.3%；胶质价46.1ml/15g；膨胀容8.7ml/g；膨润值10.3ml/3g；吸水率182.1%；膨胀指数14.2ml/2g；塑性粘度15.5mpa·s；滤失量26.5ml；ph值6.72；（3）原料混合：将上述制备的活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂依次添加到搅拌机中，然后进行搅拌1-1.5小时，即得。所述加热速率为5℃/s。所述氯化铵溶液质量分数为6%。所述第一份水、第二份水和第三份水质量相同；所述第一份水与钠基膨润土混合比例为100ml：500-550g。步骤（1）所述干燥箱中烘干温度为105℃。步骤（2）中所述干燥箱中烘干温度为110℃。所述活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂、乙醇溶液重量份比为：89-95:5-8:5-7：3-5:0.5-0.9：40-45。所述粘结剂为环氧树脂与酚醛树脂混合物；环氧树脂为二酚基丙烷型环氧树脂；固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业；本发明采用热塑性酚醛树脂；所述环氧树脂与酚醛树脂混合质量比为1:2-3。所述增稠剂为甲基纤维素。甲基纤维素是一种非离子纤维素醚，它是通过醚化在纤维素中引入甲基而制成的。甲基纤维素有4种重要功能:增稠、表面活性、成膜性以及形成热凝胶(冷却时熔化)。甲基纤维素溶液在很宽的ph值(3.0~11.0)范围内是稳定的，它具有独特的热胶凝性质，即在加热时形成凝胶，冷却时熔化，胶凝温度范围为50~70℃；所述消泡剂为有机硅消泡剂；乙醇溶液质量分数为60%。下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，包括：（1）活化处理：将粉煤灰添加到电阻炉中，加热至450℃，保温处理70min，然后再自然冷却至室温，再采用氯化铵溶液反复淋洗处理，淋洗时间为30min，然后再采用清水冲洗，去除氯离子，再在干燥箱中烘干至恒重，即得活化粉煤灰；所述加热速率为5℃/s。所述氯化铵溶液质量分数为6%；所述干燥箱中烘干温度为105℃；（2）纤维化膨润土：称取钠基膨润土，然后将钠基膨润土添加到搅拌机中，然后添加第一份水，高速搅拌10min后，再添加第二份水，继续搅拌25min，然后再添加第三份水，继续搅拌30min，然后再在干燥箱中进行烘干，即得纤维化膨润土；所述第一份水、第二份水和第三份水质量相同；所述第一份水与钠基膨润土混合比例为100ml：500g；所述干燥箱中烘干温度为110℃。（3）原料混合：将上述制备的活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂依次添加到搅拌机中，然后进行搅拌1小时，即得；所述活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂、乙醇溶液重量份比为：89:5:5：3:0.5：40。所述粘结剂为环氧树脂与酚醛树脂混合物；所述环氧树脂与酚醛树脂混合质量比为1:2。所述增稠剂为甲基纤维素。所述消泡剂为有机硅消泡剂；乙醇溶液质量分数为60%。实施例2一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，包括：（1）活化处理：将粉煤灰添加到电阻炉中，加热至480℃，保温处理90min，然后再自然冷却至室温，再采用氯化铵溶液反复淋洗处理，淋洗时间为30min，然后再采用清水冲洗，去除氯离子，再在干燥箱中烘干至恒重，即得活化粉煤灰；所述加热速率为5℃/s。所述氯化铵溶液质量分数为6%；所述干燥箱中烘干温度为105℃；（2）纤维化膨润土：称取钠基膨润土，然后将钠基膨润土添加到搅拌机中，然后添加第一份水，高速搅拌10min后，再添加第二份水，继续搅拌25min，然后再添加第三份水，继续搅拌30min，然后再在干燥箱中进行烘干，即得纤维化膨润土；所述第一份水、第二份水和第三份水质量相同；所述第一份水与钠基膨润土混合比例为100ml：550g；所述干燥箱中烘干温度为110℃。（3）原料混合：将上述制备的活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂依次添加到搅拌机中，然后进行搅拌1.5小时，即得；所述活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂、乙醇溶液重量份比为：95:8:7：5:0.9：45。所述粘结剂为环氧树脂与酚醛树脂混合物；所述环氧树脂与酚醛树脂混合质量比为1:3。所述增稠剂为甲基纤维素。所述消泡剂为有机硅消泡剂；乙醇溶液质量分数为60%。实施例3一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，包括：（1）活化处理：将粉煤灰添加到电阻炉中，加热至460℃，保温处理80min，然后再自然冷却至室温，再采用氯化铵溶液反复淋洗处理，淋洗时间为30min，然后再采用清水冲洗，去除氯离子，再在干燥箱中烘干至恒重，即得活化粉煤灰；所述加热速率为5℃/s。所述氯化铵溶液质量分数为6%；所述干燥箱中烘干温度为105℃；（2）纤维化膨润土：称取钠基膨润土，然后将钠基膨润土添加到搅拌机中，然后添加第一份水，高速搅拌10min后，再添加第二份水，继续搅拌25min，然后再添加第三份水，继续搅拌30min，然后再在干燥箱中进行烘干，即得纤维化膨润土；所述第一份水、第二份水和第三份水质量相同；所述第一份水与钠基膨润土混合比例为100ml：520g；所述干燥箱中烘干温度为110℃。（3）原料混合：将上述制备的活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂依次添加到搅拌机中，然后进行搅拌1.2小时，即得；所述活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂、乙醇溶液重量份比为：91:6:6：4:0.7：42。所述粘结剂为环氧树脂与酚醛树脂混合物；所述环氧树脂与酚醛树脂混合质量比为1:2.5。所述增稠剂为甲基纤维素。所述消泡剂为有机硅消泡剂；乙醇溶液质量分数为60%。实施例4一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，包括：（1）活化处理：将粉煤灰添加到电阻炉中，加热至460℃，保温处理80min，然后再自然冷却至室温，再采用氯化铵溶液反复淋洗处理，淋洗时间为30min，然后再采用清水冲洗，去除氯离子，再在干燥箱中烘干至恒重，即得活化粉煤灰；所述加热速率为5℃/s。所述氯化铵溶液质量分数为6%；所述干燥箱中烘干温度为105℃；（2）纤维化膨润土：称取钠基膨润土，然后将钠基膨润土添加到搅拌机中，然后添加第一份水，高速搅拌10min后，再添加第二份水，继续搅拌25min，然后再添加第三份水，继续搅拌30min，然后再在干燥箱中进行烘干，即得纤维化膨润土；所述第一份水、第二份水和第三份水质量相同；所述第一份水与钠基膨润土混合比例为100ml：500g；所述干燥箱中烘干温度为110℃。（3）原料混合：将上述制备的活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂依次添加到搅拌机中，然后进行搅拌1小时，即得；所述活化粉煤灰、纤维化膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂、乙醇溶液重量份比为：95:5:7：3:0.9：42。所述粘结剂为环氧树脂与酚醛树脂混合物；所述环氧树脂与酚醛树脂混合质量比为1:3。所述增稠剂为甲基纤维素。所述消泡剂为有机硅消泡剂；乙醇溶液质量分数为60%。试验涂料的高温抗裂性是指涂料层抵抗高温急热产生裂纹和剥离的能力。实验采用硅钼棒高温电炉，将涂料涂上并经烘干的砂模试样置入加热到1200℃的高温炉中急热保温2～3min，然后打开炉门，快速观察高温下是否产生裂纹或裂纹的大小、数量等。高温抗裂性采用四级评价，四级特征如下:ⅰ级，表面光滑无裂纹或只有极细的裂纹，涂料与基体之间无剥离现象;ⅱ级，表面有树枝状或网状裂纹，裂纹宽度＜0.5mm，涂料与基体之间无剥离现象;ⅲ级，表面有树枝状或网状裂纹，裂纹宽度＜1mm，裂纹较深，沿横向(即水平圆周方向)，或纵向无贯通粗裂纹，涂料与基体之间无明显剥离;ⅳ级，表面有树枝状或网状裂纹，宽度＞1mm，横向或纵向有贯通裂纹，涂料与基体间有剥离现象；表1高温抗裂性/级实施例1ⅱ实施例2ⅱ实施例3ⅰ实施例4ⅰ对比例1ⅳ对比例2ⅲ对比例1：申请号：201610469619.6一种铸造涂料；对比例2：一种具有高温抗裂性能的铸造涂料制备方法，包括：原料混合：将上述制备的粉煤灰、膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂依次添加到搅拌机中，然后进行搅拌1小时，即得；所述粉煤灰、膨润土、粘结剂、增稠剂、消泡剂、乙醇溶液重量份比为：95:5:7：3:0.9：42。所述粘结剂为环氧树脂与酚醛树脂混合物；所述环氧树脂与酚醛树脂混合质量比为1:3。所述增稠剂为甲基纤维素。所述消泡剂为有机硅消泡剂；乙醇溶液质量分数为60%；由表1可以看出，本发明方法制备的铸造涂料具有优异的高温抗裂性能，本发明通过对粉煤灰进行活化处理，以提高粉煤灰的分散性和与其他大分子链之间的相容结合性，同时，通过对膨润土进行纤维化处理，能够极大的提高其对铸造涂料形成的涂层的高温抗裂性能，能够抵御外界作用力的影响，同时，能够极大的提高涂层的韧性。耐火度检测：醇基铸造涂料组分里含有的挥发物和可分解物质在高温下均会析出，通过测定涂料的发气量可测算出其挥发物和可分解物质的含量，高的发气量会导致浇注的铸件产生气孔、结疤和桔皮等缺陷。发气量是指单位质量的涂料在高温下产生的气体体积，以ml/g表示。实验采用sfl型记录式发气量测定仪检测涂料的发气量：表2ml/g实施例115.64实施例215.23实施例314.73实施例414.38对比例322.79对比例3：申请公布号cn103586403a；由表2可以看出，本发明方法制备的铸造涂料具有更低的发气量。以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3