一種消失模涂料用膏狀添加劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消失模涂料用膏狀添加劑及制備方法。這種添加劑各組分為：懸浮劑由累托石55~60重量份、鈉基膨潤土36~41重量份、海泡石27~32重量份復(fù)合制成；三聚磷酸鈉16~20重量份；糊精12~16重量份；CMC粉11~15重量份；廢紙纖維9~13重量份；聚乙烯醇6~9重量份；脂肪醇醚硫酸鈉3~5重量份；聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~8重量份；水220~300重量份。這種膏狀添加劑可以與耐火骨料一次性混合，通過攪拌就能制得各種鑄造合金用消失模鑄造涂料，適用于鑄造企業(yè)用各種消失模涂料生產(chǎn)現(xiàn)場制作。用這種添加劑制得的消失模涂料，具有良好的懸浮性、涂掛性、涂層強(qiáng)度等特點。
【專利說明】
一種消失模涂料用膏狀添加劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種消失模涂料用膏狀添加劑及制備方法，屬于鑄造用造型材料領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 消失模鑄造工藝方法是用聚苯乙烯泡沫制作鑄件模型，再在模型上涂刷專用的消 失模涂料，風(fēng)干后，將模型埋入干砂中，再抽真空，形成砂型強(qiáng)度，并澆注金屬液，冷卻后得 到鑄件的一種方法。用消失模鑄造工藝生產(chǎn)的各類鑄鋼件、鑄鐵件和有色合金鑄件，其表面 光潔、尺寸精度高，應(yīng)用面也越來越廣。消失模鑄造最關(guān)鍵的技術(shù)之一是消失模涂料，沒有 好的消失模涂料，鑄件在澆注時將會塌箱而報廢，或者鑄件產(chǎn)生粘砂、氣孔的缺陷，導(dǎo)致廢 品率升高，生產(chǎn)成本增大。
[0003] 消失模涂料一般由耐火骨料、懸浮劑、粘結(jié)劑、表面活性劑和載體組成，消失模涂 料根據(jù)鑄造合金分類，如鑄鋼件用消失模涂料、鑄鐵件用消失模涂料、鑄鋁件用消失模涂料 等。鑄鋼件用消失模涂料耐火骨料多用石英粉、鋁礬土、剛玉粉、莫來石粉;鑄鐵件用消失模 涂料耐火骨料多用石墨粉、滑石粉、云母粉和鋁礬土粉等;鑄鋁件用消失模涂料耐火骨料多 用滑石粉、鋁礬土粉等。消失模涂料用懸浮劑主要有鈉基膨潤土，凹凸棒石、海泡石等，粘結(jié) 劑多用水玻璃、磷酸鹽、酚醛樹脂等。一般把消失模涂料中除耐火骨料和載體以外的其它材 料統(tǒng)稱消失模涂料用添加劑(如果是膏狀添加劑則包含部分載體，如水或者醇類）。傳統(tǒng)的 消失模涂料的生產(chǎn)工藝為:根據(jù)鑄造合金種類選擇耐火骨料、單一的懸浮劑、粘結(jié)劑、增稠 劑、潤濕劑、消泡劑和載體(水或醇)等，并按比例稱取后倒入攪拌機(jī)中，攪拌均勻后就使用。 這樣制得的消失模涂料的質(zhì)量沒有保證，經(jīng)常出現(xiàn)涂料懸浮穩(wěn)定性不好，易沉淀，涂掛不均 勻，涂層開裂，透氣性不好等問題。
[0004] 已有的商品消失模涂料用添加劑多為粉狀物，是由單一粉狀的懸浮劑、粉狀粘結(jié) 劑、粉狀增稠劑等少數(shù)幾種粉狀物混合而成，性能不夠完備，沒有經(jīng)過特殊工藝或設(shè)備精 制，無法完全挖掘各種材料性能，制作方法與一般消失模涂料制作方法一樣，也是與耐火骨 料和載體倒入攪拌機(jī)中，攪拌而成，所制得的消失模涂料也存在性能懸浮穩(wěn)定較差、易沉淀 板結(jié)、涂掛性不好，質(zhì)量不穩(wěn)定。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種消失模涂料用膏狀添加劑及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明所制備的消失模涂料用膏狀添加劑，其組分由懸浮劑、常溫粘結(jié)劑、高溫粘 結(jié)劑、增稠劑、觸變劑、涂層增強(qiáng)劑、潤濕劑、消泡劑和水構(gòu)成。
[0008] 懸浮劑由累托石55~60重量份、鈉基膨潤土 36~41重量份、海泡石27~32重量份復(fù)合 制成;高溫粘結(jié)劑為三聚磷酸鈉16~20重量份;常溫粘結(jié)劑為糊精12~16重量份;增稠劑為羧 甲基纖維素鈉(CMC粉）11~15重量份;涂層增強(qiáng)劑為廢紙纖維9~13重量份;觸變劑為聚乙烯 醇6~9重量份;潤濕劑為脂肪醇醚硫酸鈉3~5重量份;消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇 醚6~8重量份;水220~300重量份。
[0009] 上述消失模涂料用添加劑中，累托石的粒度為500~600目；鈉基膨潤土的粒度為 150~200目，膠質(zhì)價大于90%;海泡石的粒度為800~1250目；廢紙纖維由廢舊書報粉碎成2~ 3mm長紙纖維粉。
[0010] 這種消失模涂料用膏狀添加劑可以與耐火骨料、水一次性混合，通過攪拌就能制 得各種鑄造合金用消失模鑄造涂料，使得消失模涂料的制作工藝得到簡化，適用于鑄造企 業(yè)用各種消失模涂料生產(chǎn)現(xiàn)場制作，方便了消失模鑄造生產(chǎn)。 本發(fā)明所述消失模涂料用膏狀添加劑的制備方法為： 步驟一：將11~15重量份的CMC粉和6~9重量份聚乙烯醇與180~250重量份的水混合攪 勻，并加熱至80~90°C度，讓CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明膠狀液為止，再加入12~16重 量份的糊精，繼續(xù)攪拌20~30min直至溶解成稠狀膠液； 步驟二:將9~13重量份的廢報紙放入粉碎機(jī)中粉碎成2~3mm長的纖維粉，再將纖維粉加 入步驟一制得的稠狀膠液中，攪拌均勻，倒入膠體磨中，研磨5~lOmin，制成混合纖維膠液 料； 步驟三:將16~20重量份三聚磷酸鈉加入40~50重量份的水，并加熱到100 °C沸騰直至溶 解，然后加入3~5重量份的脂肪醇醚硫酸鈉和6~8重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚， 制成三聚磷酸鈉溶液； 步驟四：將55~60重量份的累托石、36~41重量份的鈉基膨潤土、27~32重量份的海泡石 倒入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，將步驟三制得的三聚磷酸鈉溶液、步驟二制得的混合纖維膠液料 倒入攪拌機(jī)中攪拌均勻，制成初級混合膏狀料； 步驟五:將步驟四制得的初級混合膏狀料倒入捏合機(jī)中，捏合擠壓加工20~30min，即制 得消失模涂料用膏狀添加劑成品。
[0011] 本發(fā)明消失模涂料用膏狀添加劑，所用懸浮劑采用了復(fù)合懸浮劑，充分發(fā)揮了各 單一懸浮劑的優(yōu)點，又避免了某單一懸浮劑性能不足的缺陷。如累托石具有高溫穩(wěn)定性好， 燒結(jié)不開裂的優(yōu)點，但有在室溫下做成涂料觸變性極低，涂料易流淌的缺點;膨潤土具有增 稠的特點，但遇堿性物質(zhì)易變稀的缺點;海泡石有較強(qiáng)的增稠觸變效果，能顯著提高涂料的 觸變性，使得涂料凃掛后不流淌的優(yōu)點，但耐火度不高。高溫粘結(jié)劑采用三聚磷酸鈉，具有 強(qiáng)度高，不吸潮等優(yōu)點，避免采用水玻璃，熔點低易吸潮的缺點，常溫粘結(jié)劑不用酚醛樹脂 等高污染環(huán)境的有毒樹脂，而是采用無毒的玉米糊精做常溫粘結(jié)劑，且使涂料干燥快。針對 涂料涂刷后干燥后易開裂的缺點，采用廢紙纖維來加強(qiáng)涂層，很好的解決了涂層開裂的難 題，同時降低了生產(chǎn)成本。
[0012] 本發(fā)明的消失模涂料用膏狀添加劑制備方法，是將涂料用多種懸浮劑、高溫粘結(jié) 劑、低溫粘結(jié)劑、涂層增強(qiáng)劑、觸變劑、消泡劑、潤濕劑和水等材料，經(jīng)過專門制作工藝制成 膏狀料。生產(chǎn)消失模涂料時，先根據(jù)鑄造合金種類按比例稱取不同種類的耐火骨料和這種 膏狀消失模涂料用添加劑，倒入攪拌機(jī)中，并按比例加入水，攪拌一定時間后即成。用本發(fā) 明制得的消失模涂料用膏狀添加劑可用于鑄鋼件、鑄鐵件和鑄鋁件消失模涂料的便捷生 產(chǎn)，解決了傳統(tǒng)消失模涂料生產(chǎn)工藝復(fù)雜、質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，對消失模涂料的生產(chǎn)開辟了 一種新的技術(shù)實現(xiàn)途徑。用本消失模涂料用膏狀添加劑生產(chǎn)出的涂料具有很高的懸浮穩(wěn)定 性，較好的涂掛性，不吸潮，不開裂，透氣性好等優(yōu)點，而且這種消失模涂料用膏狀添加劑無 毒環(huán)保。
[0013] 本發(fā)明制得的消失模涂料用膏狀添加劑的技術(shù)指標(biāo)見表1。
[0014] 表1消失模涂料用膏狀添加劑的技術(shù)指標(biāo)

【具體實施方式】
[0015] 下面給出本發(fā)明的具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例中的數(shù)據(jù)不是對 本發(fā)明的限制和約束，只是為了說明各物質(zhì)的組分配合比例。
[0016] 實施例1，消失模涂料用膏狀添加劑制作方法一 步驟一:將11重量份的CMC粉和6重量份聚乙烯醇與180重量份的水混合攪勻，并加熱至 80°C度，讓CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明膠狀液為止，再加入12重量份的糊精，繼續(xù)攪 拌20min直至溶解成稠狀膠液。
[0017] 步驟二:將9重量份的廢報紙放入粉碎機(jī)中粉碎成2~3mm長的纖維粉，再將纖維粉 加入步驟一制得的稠狀膠液中，攪拌均勻，倒入膠體磨中，研磨5min，制成混合纖維膠液料。 [0018]步驟三：將16重量份三聚磷酸鈉加入40重量份的水，并加熱到100°C沸騰直至溶 解，然后加入3重量份的脂肪醇醚硫酸鈉和6重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成 三聚磷酸鈉溶液。
[0019]步驟四：將55重量份的累托石、36重量份的鈉基膨潤土、27重量份的海泡石倒入攪 拌機(jī)中，攪拌均勻，將步驟三制得的三聚磷酸鈉溶液、步驟二制得的混合纖維膠液料倒入攪 拌機(jī)中攪拌均勻，制成初級混合膏狀料。
[0020] 步驟五:將步驟四制得的初級混合膏狀料倒入捏合機(jī)中，捏合擠壓加工20min，即 制得消失模涂料用膏狀添加劑成品。
[0021] 實施例2,消失模涂料用膏狀添加劑制作二 步驟一:將15重量份的CMC粉和9重量份聚乙烯醇與250重量份的水混合攪勻，并加熱至 90°C度，讓CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明膠狀液為止，再加入16重量份的糊精，繼續(xù)攪 拌30min直至溶解成稠狀膠液。
[0022] 步驟二:將13重量份的廢報紙放入粉碎機(jī)中粉碎成2~3mm長的纖維粉，再將纖維粉 加入步驟一制得的稠狀膠液中，攪拌均勻，倒入膠體磨中，研磨lOmin，制成混合纖維膠液 料。
[0023]步驟三：將20重量份三聚磷酸鈉加入50重量份的水，并加熱到100°C沸騰直至溶 解，然后加入5重量份的脂肪醇醚硫酸鈉和8重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成 三聚磷酸鈉溶液。
[0024]步驟四：將60重量份的累托石、41重量份的鈉基膨潤土、32重量份的海泡石倒入攪 拌機(jī)中，攪拌均勻，將步驟三制得的三聚磷酸鈉溶液、步驟二制得的混合纖維膠液料倒入攪 拌機(jī)中攪拌均勻，制成初級混合膏狀料。
[0025] 步驟五:將步驟四制得的初級混合膏狀料倒入捏合機(jī)中，捏合擠壓加工30min，即 制得消失模涂料用膏狀添加劑成品。
[0026] 實施例3，消失模涂料用膏狀添加劑制作三 步驟一:將13重量份的CMC粉和7重量份聚乙烯醇與220重量份的水混合攪勻，并加熱至 85°C度，讓CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明膠狀液為止，再加入14重量份的糊精，繼續(xù)攪 拌25直至溶解成稠狀膠液。
[0027] 步驟二:將11重量份的廢報紙放入粉碎機(jī)中粉碎成2~3mm長的纖維粉，再將纖維粉 加入步驟一制得的稠狀膠液中，攪拌均勻，倒入膠體磨中，研磨8min，制成混合纖維膠液料。 [0028]步驟三：將18重量份三聚磷酸鈉加入45重量份的水，并加熱到100°C沸騰直至溶 解，然后加入4重量份的脂肪醇醚硫酸鈉和7重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，制成 三聚磷酸鈉溶液。
[0029] 步驟四：將57重量份的累托石、38重量份的鈉基膨潤土、30重量份的海泡石倒入攪 拌機(jī)中，攪拌均勻，將步驟三制得的三聚磷酸鈉溶液、步驟二制得的混合纖維膠液料倒入攪 拌機(jī)中攪拌均勻，制成初級混合膏狀料。
[0030] 步驟五:將步驟四制得的初級混合膏狀料倒入捏合機(jī)中，捏合擠壓加工25min，即 制得消失模涂料用膏狀添加劑成品。
[0031] 消失模涂料用膏狀添加劑應(yīng)用實例 消失模涂料用膏狀添加劑可用于制作各種消失模涂料，其涂料配方和制作工藝如下： 1.鑄鋼件用石英粉消失模涂料 稱取270~325目石英粉100重量份、消失模涂料用膏狀添加劑16重量份、水53重量份，倒 入攪拌機(jī)中攪拌2小時即為鑄鋼件用石英粉消失模涂料成品。
[0032] 2.鑄鋼件用鋁礬土消失模涂料 稱取270~325目鋁礬土 100重量份、消失模涂料用膏狀添加劑11重量份、水41重量份，倒 入攪拌機(jī)中攪拌2小時即為鑄鋼件用鋁礬土消失模涂料成品。
[0033] 3.鑄鋼件用剛玉消失模涂料 稱取270~325目剛玉粉95重量份、325目碳酸鈣粉5重量份，消失模涂料用膏狀添加劑13 重量份、水46重量份，倒入攪拌機(jī)中攪拌2小時即為鑄鋼件用剛玉消失模涂料成品。
[0034] 4.鑄鋼件用石英粉復(fù)合消失模涂料 稱取270~325目石英粉60重量份、270~325目鋁礬土40重量份、消失模涂料用膏狀添加 劑13重量份、水46重量份，倒入攪拌機(jī)中攪拌2小時即為鑄鋼件用石英粉復(fù)合消失模涂料成 品。
[0035] 5.鑄鐵件用石墨復(fù)合消失模涂料 稱取200目鱗片石墨15重量份、270~325目土狀石墨60重量份、270~325目鋁礬土25重量 份，消失模涂料用膏狀添加劑15重量份、水60重量份，倒入攪拌機(jī)中攪拌2小時即為鑄鐵件 用石墨復(fù)合消失模涂料成品。
[0036] 6.鑄鐵件用淺色消失模涂料 稱取270~325目土狀石墨40重量份、270~325目鋁礬土40重量份，270~325目葉臘石20重 量份、消失模涂料用膏狀添加劑14重量份、水53重量份，倒入攪拌機(jī)中攪拌2小時即為鑄鐵 件用淺色消失模涂料成品。
[0037] 7.鑄鋁件用消失模涂料 稱取270~325目鋁礬土40重量份、270~325目云母粉15重量份、270~325目葉臘石30重量 份、270~325目煅燒高嶺土 15重量份、消失模涂料用膏狀添加劑17重量份、水58重量份，倒入 攪拌機(jī)中攪拌2小時即為鑄鋁件用消失模涂料成品。
【主權(quán)項】
1. 一種消失模涂料用膏狀添加劑，其特征在于，其組分由懸浮劑、常溫粘結(jié)劑、高溫粘 結(jié)劑、增稠劑、觸變劑、涂層增強(qiáng)劑、潤濕劑、消泡劑和水構(gòu)成； 懸浮劑由累托石55~60重量份、鈉基膨潤土36~41重量份、海泡石27~32重量份復(fù)合制 成;高溫粘結(jié)劑為三聚磷酸鈉16~20重量份;常溫粘結(jié)劑為糊精12~16重量份;增稠劑為羧甲 基纖維素鈉11~15重量份;涂層增強(qiáng)劑為廢紙纖維9~13重量份;觸變劑為聚乙烯醇6~9重量 份;潤濕劑為脂肪醇醚硫酸鈉3~5重量份;消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~8重量 份;水220~300重量份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模涂料用膏狀添加劑，其特征在于累托石的粒度為500~ 600 目。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模涂料用膏狀添加劑，其特征在于鈉基膨潤土的粒度為 150~200目，膠質(zhì)價大于90%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模涂料用膏狀添加劑，其特征在于海泡石的粒度為800~ 1250 目。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模涂料用膏狀添加劑，其特征在于廢紙纖維由廢報紙粉 碎成2~3mm長纖維而成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消失模涂料用膏狀添加劑，其特征在于糊精粉的細(xì)度為300~ 400 目。7. 權(quán)利要求1所述的消失模涂料用膏狀添加劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 步驟一：將11~15重量份的CMC粉和6~9重量份聚乙烯醇與180~250重量份的水混合攪 勻，并加熱至80~90°C度，讓CMC粉和聚乙烯醇充分溶解成透明膠狀液為止，再加入12~16重 量份的糊精，繼續(xù)攪拌20~30min直至溶解成稠狀膠液； 步驟二:將9~13重量份的廢報紙放入粉碎機(jī)中粉碎成2~3mm長的纖維粉，再將纖維粉加 入步驟一制得的稠狀膠液中，攪拌均勻，倒入膠體磨中，研磨5~lOmin，制成混合纖維膠液 料； 步驟三:將16~20重量份三聚磷酸鈉加入40~50重量份的水，并加熱到100 °C沸騰直至溶 解，然后加入3~5重量份的脂肪醇醚硫酸鈉和6~8重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚， 制成三聚磷酸鈉溶液； 步驟四：將55~60重量份的累托石、36~41重量份的鈉基膨潤土、27~32重量份的海泡石 倒入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，將步驟三制得的三聚磷酸鈉溶液、步驟二制得的混合纖維膠液料 倒入攪拌機(jī)中攪拌均勻，制成初級混合膏狀料； 步驟五:將步驟四制得的初級混合膏狀料倒入捏合機(jī)中，捏合擠壓加工20~30min，即制 得消失模涂料用膏狀添加劑成品。
【文檔編號】B22C3/00GK105880465SQ201610521368
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】黃晉, 張友壽, 夏露, 龍威
【申請人】湖北工業(yè)大學(xué)