專利名稱：一種耐熱鑄鐵鑄造涂料及其制備方法
一種耐熱鑄鐵鑄造涂料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，涉及一種耐熱鑄鐵鑄造涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
201010105706. 6號(hào)申請(qǐng)公開的防止碳缺陷的消失模鑄造鑄鐵涂料，按質(zhì)量百分比，由以下組分組成60. 5% 64. 5%的鋁礬土、13. 5% 17. 5%的高嶺土、3. 5% 6. 0% 的滑石粉、1. 7 % 3. 5 %的凹土棒土、O. 4 % O. 8 %的木質(zhì)素磺酸鈉、2. 5 % 6. O %的硫酸鋁、1. 7 % 3. 5 %的聚乙烯醇、3. 5 % 5. O %的硅溶膠、O.1 % O. 2 %的氧化鐵粉、O.01% O. 02%的正辛醇，上述組分總量為100%。分別制得凹土棒土、聚乙烯醇、硫酸鋁水溶液，鋁礬土、高嶺土、滑石粉和氧化鐵粉均勻混合成耐火粉料混合料，將凹土棒土、聚乙烯醇、硫酸鋁水溶液、硅溶膠與耐火粉料混合料及正辛醇混合，攪拌、研磨，即制成。該涂料具有良好的觸變性和涂掛性，涂層強(qiáng)度高、透氣性好；鑄件表面光潔，無皺皮等碳缺陷。72 小時(shí)懸浮率大于100%。觸變性22. 12%，高溫強(qiáng)度大于363g。上述涂料存在的問題是，觸變性及高溫強(qiáng)度還不足。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供一種耐熱鑄鐵鑄造涂料，不僅具有良好的懸浮性和高溫強(qiáng)度，并且觸變性高。
本發(fā)明的另一目的是提供一種耐熱鑄鐵鑄造涂料制備方法，該制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明鑄造涂料用于耐熱鑄鐵。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種耐熱鑄鐵鑄造涂料，其特征在于，該材料中各成分的重量百分比為納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e) 2 (Si04)復(fù)合粉體25_28%，粉煤灰2_4%，十二烷基氨基丙酸鈉 O. 4-0. 8%，鈉基膨潤土 9-10%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液31_33%，其余為碳化硅粉；其中，粉煤灰成分 的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7% ，其余為Si02 ;碳化硅粉中各成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其余Si02，碳化硅粉的粒徑為O. 5-lmm ； (Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
上述耐熱鑄鐵鑄造涂料的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟O納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體的準(zhǔn)備將氫氧化招Al (OH)3溶解于氫氧化鉀水溶液中，二者質(zhì)量g :體積mL比為1:10 ;然后置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈4-6次； 然后將沉淀物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產(chǎn)物A待用；將FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合，葡聚糖T-40在充氮?dú)獾沫h(huán)境下溶于1500ml純凈水中，然后加入 FeC13 ·6Η20 與 FeC12 · 4H20，其中 FeC13 · 6H20,FeC12 · 4H20 與葡聚糖 T-40的重量比為117 43 :250 ;用恒溫磁力攪拌器攪拌，同時(shí)滴加質(zhì)量百分比濃度30%氨水，其中，葡聚糖T-40與氨水的重量g:體積ml之比為117:1200，升溫至80°C，1200r/min 攪拌，反應(yīng)Ih得到膠體B ；將產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)粉體三者按質(zhì)量比O. 5 :1 :0. 4-0. 6混合；其中 (Mg，F(xiàn)e) 2 (Si04)粉體的粒徑為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O. 5h ;再于100°C下常壓干燥5h，即得到納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液的準(zhǔn)備所用原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環(huán)戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、 過硫酸鉀O. 15-0. 19%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯25-30%,乙酸乙烯酯15-20%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留1-2小時(shí)，得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液，待用；3)耐熱鑄鐵鑄造涂料制備其中各成份的重量百分比為所述納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04) 復(fù)合粉體25-28%，粉煤灰2-4%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 4-0. 8%，鈉基膨潤土 9_10%，所述 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液31-33%，其余為碳化硅粉，將各成份放入容器中攪拌均勻即得；粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7%，其余為Si02 ;碳化硅粉成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其余為SiO2 ;碳化硅粉的粒徑為O.5-lmm;納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
步驟I)中所用氫氧化鉀水溶液的濃度為10mol/L氫氧化鉀水溶液。
步驟I)中所用氨水的質(zhì)量百分比濃度為30%氨水。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果本發(fā)明耐熱鑄鐵鑄造涂料中納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體，具有大量的微觀界面，具有良好的隔熱性；而且具有較高的本體強(qiáng)度，顯著提高了材料的高低溫強(qiáng)度。納米級(jí) (Mg，F(xiàn)e) 2 (Si04)復(fù)合粉體在十二烷基氨基丙酸鈉和鈉基膨潤土的作用下，具有很好的觸變性。
涂料中3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液與納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體和粉煤灰具有很好的親和力。3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液通過加強(qiáng)與納米復(fù)合粉體的粘合劑來強(qiáng)化交聯(lián)強(qiáng)度，大大提高了材料的強(qiáng)度。
涂料中粉煤灰具有微觀多孔，既可提高材料的隔熱能力，而且降低成本。
涂料中硅化碳在材料中具有良好的隔熱耐熱性和良好的觸變性，并且具有良好的高溫穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于耐熱鑄鐵的鑄造。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1得到的鑄造涂料組織。
由圖1可以看出，該涂料涂在消失模表面后，組織均勻密實(shí)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中所用聚乙烯醇的型號(hào)為2088 ； (Mg，F(xiàn)e)2(Si04)粉體為市購橄欖石，其粒徑為 60_80nm。
實(shí)施例一耐熱鑄鐵用消失模鑄造涂料制備方法，該方法包括以下步驟O納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體的準(zhǔn)備將20g氫氧化招Al (OH) 3溶解于200mL的10mol/L氫氧化鉀水溶液中；然后置入容器中加熱至120°C，保溫26小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈5次；然后將洗滌后的沉淀物用高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產(chǎn)物A待用；將117gFeC13 ·6Η20與43g FeC12 ·4Η20混合，250g葡聚糖T_40在充氮?dú)獾沫h(huán)境下溶于1500ml純凈水中，然后加入FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合物；用恒溫磁力攪拌器攪拌，攪拌速度1200r/min，同時(shí)滴加質(zhì)量百分濃度30%氨水1200ml，升溫至80°C，反應(yīng)Ih 得到膠體B;將產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)粉體三者按質(zhì)量比O. 5 :1 :0. 4混合；其中(Mg， Fe)2(Si04)粉體的粒徑為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O.5h ;再于100°C下常壓(一個(gè)大氣壓)干燥5h，即得到納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液的準(zhǔn)備所用原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環(huán)戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、 過硫酸鉀O. 15%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯25%，乙酸乙烯酯20%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留1-2小時(shí)，得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液，待用；3)耐熱鑄鐵鑄造涂料制備其中各成份的重量百分比為上述納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2 (SiO4) 復(fù)合粉體25%，粉煤灰2%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 4%，鈉基膨潤土 9%，上述3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液31%，其余為碳化硅粉，將各成份放入容器中攪拌均勻即得；其中，粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4% , Al2O3 26-28%，MgO 1-2%, Fe2O3 5-7% ，其余為SiO2 ;碳化硅粉成分的重量百分比為SiC 99.8%，其余為SiO2 ;碳化硅粉的粒徑為O. 5-lmm ； (Mg，F(xiàn)e) 2(Si04)復(fù)合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
實(shí)施例二 步驟O中產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2 (SiO4)粉體三者混合的質(zhì)量比O. 5 1 O. 6 ； 步驟3)耐熱鑄鐵鑄造涂料制備其中各成份的重量百分比為納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04) 復(fù)合粉體28%，粉煤灰4%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 8%，鈉基膨潤土 10%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液33%，碳化硅粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
實(shí)施例三步驟O中產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2 (SiO4)粉體三者混合的質(zhì)量比O. 5 1 0. 5 ；步驟3)耐熱鑄鐵鑄造涂料制備其中各成份的重量百分比為該材料中各成分的重量百分比為納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體27%，粉煤灰3%， 十二烷基氨基丙酸鈉O. 5%，鈉基膨潤土 9. 5%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液32%， 碳化硅粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
實(shí)施例四各成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。
步驟I)中產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2 (SiO4)粉體三者混合的質(zhì)量比O. 5 1 0. 2 ； 步驟3)耐熱鑄鐵鑄造涂料制備其中各成份的重量百分比為該材料中各成分的重量百分比為納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體23%，粉煤灰1%， 十二烷基氨基丙酸鈉O. 3%，鈉基膨潤土 8%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液29%，碳 化硅粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
實(shí)施例五各成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。
步驟I)中產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2 (SiO4)粉體三者混合的質(zhì)量比O. 5 1 0. 8 ； 步驟3)耐熱鑄鐵鑄造涂料制備其中各成份的重量百分比為該材料中各成分的重量百分比為納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e) 2 (Si04)復(fù)合粉體30%，粉煤灰5%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 9%，鈉 基膨潤土 11%，3_甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液35%，碳化硅粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
測(cè)試下表對(duì)應(yīng)本發(fā)明涂料及對(duì)比涂料I的性能測(cè)定，涂料的懸浮率直接測(cè)試。高 溫強(qiáng)度測(cè)定需涂刷在消失模表面進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種耐熱鑄鐵鑄造涂料，其特征在于，該材料中各成分的重量百分比為納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e) 2 (Si04)復(fù)合粉體25_28%，粉煤灰2_4%，十二烷基氨基丙酸鈉O.4-0. 8%，鈉基膨潤土 9-10%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液31_33%，其余為碳化硅粉；其中，粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7% ，其余為Si02 ;碳化硅粉中各成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其余Si02，碳化硅粉的粒徑為O. 5-lmm ； (Mg, Fe)2(Si04)復(fù)合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱鑄鐵鑄造涂料，其特征在于，步驟I)中納米級(jí)(Mg， Fe)2(Si04)復(fù)合粉體的制備過程，具體如下將氫氧化招Al (OH)3溶解于氫氧化鉀水溶液中，二者質(zhì)量g :體積mL比為1:10 ;然后置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈4-6次； 然后將沉淀物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產(chǎn)物A待用；將FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合，葡聚糖T-40在充氮?dú)獾沫h(huán)境下溶于1500ml純凈水中，然后加入 FeC13 ·6Η20 與 FeC12 · 4H20，其中 FeC13 · 6H20,FeC12 · 4H20 與葡聚糖 T-40的重量比為117 43 :250 ;用恒溫磁力攪拌器攪拌，同時(shí)滴加30%氨水，其中，葡聚糖 T-40與氨水的重量g:體積ml之比為117 =1200,升溫至80°C，1200r/min攪拌，反應(yīng)Ih得到膠體B ；將產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)粉體三者按質(zhì)量比O. 5 :1 :0. 4-0. 6混合；其中 (Mg，F(xiàn)e)2(Si04)粉體的粒徑為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O. 5h ;再于100°C下常壓干燥5h，即得到納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱鑄鐵鑄造涂料，其特征在于，步驟2)中3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液的制備過程具體如下各原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環(huán)戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、過硫酸鉀O. 15-0. 19%, 3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯25-30%，乙酸乙烯酯15_20%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70V之間，停留1-2小時(shí)，得到3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液。
4.一種耐熱鑄鐵鑄造涂料的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟O納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體的準(zhǔn)備將氫氧化招Al (OH)3溶解于氫氧化鉀水溶液中，二者質(zhì)量g :體積mL比為1:10 ;然后置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈4-6次； 然后將沉淀物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到產(chǎn)物A待用；將FeC13 · 6H20與FeC12 · 4H20混合，葡聚糖T-40在充氮?dú)獾沫h(huán)境下溶于1500ml純凈水中，然后加入 FeC13 ·6Η20 與 FeC12 · 4H20，其中 FeC13 · 6H20,FeC12 · 4H20 與葡聚糖 T-40的重量比為117 43 :250 ;用恒溫磁力攪拌器攪拌，同時(shí)滴加質(zhì)量百分比濃度30%氨水，其中，葡聚糖T-40與氨水的重量g:體積ml之比為117:1200，升溫至80°C，1200r/min攪拌，反應(yīng)Ih得到膠體B ；將產(chǎn)物A、膠體B和(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)粉體三者按質(zhì)量比O. 5 :1 :0. 4-0. 6混合；其中 (Mg，F(xiàn)e) 2 (Si04)粉體的粒徑 為60_80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O. 5h ;再于100°C下常壓干燥5h，即得到納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液的準(zhǔn)備所用原料的重量百分比為鄰苯二甲酸二辛酯5%、環(huán)戊醇O. 2%，乙醇4%、聚乙烯醇7%、 過硫酸鉀O. 15-0. 19%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯25-30%,乙酸乙烯酯15-20%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯和乙酸乙烯酯形成溶液乙待用；將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸甲，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留1-2小時(shí)，得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液，待用；3)耐熱鑄鐵鑄造涂料制備其中各成份的重量百分比為所述納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04) 復(fù)合粉體25-28%，粉煤灰2-4%，十二烷基氨基丙酸鈉O. 4-0. 8%，鈉基膨潤土 9_10%，所述 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液31-33%，其余為碳化硅粉，將各成份放入容器中攪拌均勻即得；粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，A1203 26-28%，MgO 1-2%, Fe203 5-7%，其余為Si02 ;碳化硅粉成分的重量百分比為SiC 99. 8%,其余為SiO2 ;碳化硅粉的粒徑為O.5-lmm;納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(Si04)復(fù)合粉體的粒徑為80_100nm，膨潤土和粉煤灰的粒徑為 80-100 μ mD
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述耐熱鑄鐵鑄造涂料的制備方法，其特征是步驟I)中所用氫氧化鉀水溶液的濃度為10mol/L氫氧化鉀水溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐熱鑄鐵鑄造涂料及其制備方法，該材料中各成分的重量百分比為納米級(jí)(Mg，F(xiàn)e)2(SiO4)復(fù)合粉體25-28%，粉煤灰2-4%，十二烷基氨基丙酸鈉0.4-0.8%，鈉基膨潤土9-10%，3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液31-33%，其余為碳化硅粉；其中，粉煤灰成分的重量百分比為CaO 3-4%，Al2O3 26-28%，MgO 1-2%，F(xiàn)e2O3 5-7%，其余為SiO2；碳化硅粉中各成分的重量百分比為SiC 99.8%,其余SiO2，碳化硅粉的粒徑為0.5-1mm；膨潤土和粉煤灰的粒徑為80-100μm。
文檔編號(hào)B22C3/00GK103056290SQ201310029429
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者王玲, 趙浩峰, 陳曉玲, 邱奕婷, 陸陽平, 鄭澤昌, 柯維雄, 趙佳玉, 王冰, 胡庚祥, 侯少杰, 王明一, 張 林 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)