剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥消失模鑄造涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于消失模鑄造涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥消失模鑄造涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]消失模鑄造技術(shù)是鑄造行業(yè)中新興的一種鑄造工藝方法，消失模鑄造工藝是指用泡沫塑料(EPS、ETMMA或EPMMA)制作成與所需鑄件形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小完全相同的模樣，涂刷耐火涂料后烘干，埋入特殊砂箱干砂(一般使用石英砂)中造型，在保持一定負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行澆注，模樣受熱氣化分解，金屬熔液不斷占據(jù)模型位置后最終成型。消失模鑄造在國(guó)內(nèi)主要稱(chēng)為干砂實(shí)型鑄造、負(fù)壓實(shí)型鑄造，國(guó)外簡(jiǎn)稱(chēng)EPC鑄造。
[0003]目前最為成熟的消失模鑄造工藝是用于汽車(chē)鑄件的批量生產(chǎn)，所生產(chǎn)的產(chǎn)品有鋁合金鑄件(如進(jìn)氣管、缸體、缸蓋等)和鑄鐵件(如曲軸、缸蓋、變速器殼體、排氣管等)。國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明，消失模鑄造在生產(chǎn)汽車(chē)鑄件方面具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α．?dāng)前，我國(guó)的汽車(chē)工正處在發(fā)展時(shí)期，預(yù)計(jì)在今后的一段時(shí)期內(nèi)汽車(chē)鑄件產(chǎn)量會(huì)有較大幅度的增加，同時(shí)對(duì)汽車(chē)鑄件質(zhì)量的要求將會(huì)更加嚴(yán)格。汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)鑄造行業(yè)帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，也為在我國(guó)推廣和發(fā)展消失模鑄造技術(shù)帶來(lái)了新的契機(jī)。
[0004]消失模鑄造用于大批量生產(chǎn)成功與否，50%取決于模樣，30%取決于涂料，20%取決于其它工藝因素。毋庸置疑，涂料是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件必不可少的工藝環(huán)節(jié)，科研和生產(chǎn)都已證實(shí)，對(duì)于消失模鑄造工藝，涂料可使其獲得成功的潛力大大增加。國(guó)外對(duì)消失模鑄造涂料的研究起步較早，己經(jīng)有一些商品性的涂料，但是價(jià)格偏貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，在一定程度上限制了消失模鑄造工藝的發(fā)展。目前，中國(guó)已有多家高校和研究單位開(kāi)展針對(duì)消失模鑄造的模樣材料、成型工藝、涂料技術(shù)、工裝設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)的研究開(kāi)發(fā)工作，取得一定的成就，但與國(guó)外相比仍有較大差距，例如涂料的商品化程度很差。因此，為促進(jìn)消失模鑄造這一先進(jìn)制造技術(shù)的推廣應(yīng)用，結(jié)合國(guó)內(nèi)資源情況，從研究涂料的各組分種類(lèi)和加入量對(duì)涂料性能的影響入手，研制適合我國(guó)國(guó)情的成本低、質(zhì)量好的消失模鑄造涂料，實(shí)現(xiàn)消失模鑄造涂料的國(guó)產(chǎn)化是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷，利用剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥生產(chǎn)使用性能優(yōu)良、生產(chǎn)成本低的消失模鑄造涂料，以達(dá)到綜合回收利用剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥并降低生產(chǎn)消失模鑄造涂料成本的目的。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥消失模鑄造涂料，其特征在于，所述消失模鑄造涂料由以下重量份的原料組成:
剛玉渣43-47份
鋁型材廠工業(yè)污泥44-46份鎂砂23-26份娃藻土7-10份高嶺土細(xì)粉2-5份鋅鋁尖晶石細(xì)粉2~5份白云石6-9份蛇紋石2~4份氧化鋯2~3份氧化釔2~3份
Ν-β (氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷4-7份
異丙基三(二辛基磷酰基)鈦酸酯6-10份三聚氰胺甲醛樹(shù)脂2-4份
過(guò)氧化二異丙苯0.3-0.6份六亞甲基四胺3-5份
聚丙二醇二縮水甘油醚0.4-0.6份
丙二醇甲醚醋酸酯0.3-0.6份聚乙烯醇纖維1~3份六偏磷酸鈉2~3份羥基纖維素鈉2~3份乙醇30-40份水8-15份；
所述剛玉渣的化學(xué)成分為 Al2O3 60-87wt%, CaO 4_llwt%，MgO 8-14wt% ；
所述鋁型材廠工業(yè)污泥的化學(xué)成分為S12 2.54wt%，Al2O3 58.6wt%，CaO 0.48wt%,Fe2O3 0.27wt%，MgO 0.37wt%，K2O 0.04wt%，Na2O 0.34wt% ;
所述鎂砂中氧化鎂含量多95wt%0
[0007]所述的剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥消失模鑄造涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)將43-47份剛玉渣、44-46份鋁型材廠工業(yè)污泥、23-26份鎂砂、7_10份硅藻土、2_5份高嶺土細(xì)粉、2~5份鋅鋁尖晶石細(xì)粉、6-9份白云石、2~4份蛇紋石、2~3份氧化鋯、2~3份氧化釔放入球磨機(jī)中球磨2小時(shí)，混合均勻，然后過(guò)篩，得到200目以下的混合物料；
2)開(kāi)啟反應(yīng)釜，將4-7份N-β (氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、6-10份異丙基三(二辛基磷?；?鈦酸酯、30-40份乙醇、8-15份水加入到反應(yīng)釜中，在攪拌下進(jìn)行水解反應(yīng)，轉(zhuǎn)速為1200r/min，反應(yīng)溫度為80°C，攪拌時(shí)間為30min，得到偶聯(lián)劑的醇水溶液；
3)將步驟I)所得混合物料物料加入到步驟2)中偶聯(lián)劑的醇水溶液中，在80°C下攪拌2小時(shí)；然后再將2-4份三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、0.3-0.6份過(guò)氧化二異丙苯、3-5份六亞甲基四胺、0.4-0.6份聚丙二醇二縮水甘油醚、0.3-0.6份丙二醇甲醚醋酸酯、1~3份聚乙烯醇纖維、2~3份六偏磷酸鈉、2~3份羥基纖維素鈉加入到反應(yīng)釜中，繼續(xù)攪拌30min，即制得剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥消失模鑄造涂料。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為:
I)在制備涂料過(guò)程中利用了剛玉渣、鋁型材廠工業(yè)污泥等工業(yè)固體廢棄物制備消失模鑄造涂料，大大降低了耐火材料的制造成本；
2)并用N-β (氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和異丙基三(二辛基磷酰基)鈦酸酯對(duì)剛玉渣、鋁型材廠工業(yè)污泥、鎂砂、硅藻土、高嶺土細(xì)粉、鋅鋁尖晶石細(xì)粉、白云石、蛇紋石、氧化鋯、氧化釔進(jìn)行了表面改性處理，提高了材料與基料的粘結(jié)性和分散性，使得消失模鑄造涂料在高溫下結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，大大提高了消失模鑄造涂料耐火極限。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 實(shí)施例1
一種剛玉渣-鋁型材廠工業(yè)污泥消失模鑄造涂料，其特征在于，所述消失模鑄造涂料由以下重量份的原料組成:
剛玉渣43份鋁型材廠工業(yè)污泥44份鎂砂23份娃藻土7份高嶺土細(xì)粉2份鋅鋁尖晶石細(xì)粉2份白云石6份蛇紋石2份氧化鋯2份氧化釔2份
Ν-β (氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷4份
異丙基三(二辛基磷?；?鈦酸酯6-份三聚氰胺甲醛樹(shù)脂2份過(guò)氧化二異丙苯0.3份六亞甲基四胺3份
聚丙二醇二縮水甘油醚0.4份
丙二醇甲醚醋