[发明专利]一种高透气性消失模涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造涂料制备领域，特别涉及一种由铸造废旧树脂砂制备的高透气性消失模涂料。

背景技术

铸造行业每年产生大量的废旧砂，近些年，由于环保问题日益突出，国内许多铸造厂面临着严峻的环境压力。随着行业的发展，铸造业开始向“绿色”铸造方向转变，一大批铸造厂安装铸造树脂砂砂再生处理生产线。但是处理后的旧砂集中处理，大部分直接排放，少部分用于一些道路工程项目的结构填充料，再利用产生的价值较低。

铸造废旧树脂砂中含有60%-80%的SiO₂、20-40%的Al₂O₃以及其它少量物质，因而具有一定的耐火度，通过额外适当添加其它耐火填料进行复合，能够作为铸造涂料的耐火骨料，所以可以用于铸造涂料的生产。目前,已有将铸造废旧树脂砂用于铸造用涂料生产的相关专利技术，如公开号为CN104741515A的发明专利，其公开了“采用树脂砂再生粉尘制备铸造涂料，以提高其循环利用率”的技术内容,只是简单地将铸造废旧树脂砂用于涂料的制备，并不涉及制备具有高透气性等要求的消失模涂料,更没有解决该类涂料的透气性问题（导致铸件碳缺陷）及废旧砂表面树脂气化导致的铁水温度降低的问题（导致铸件冷隔缺陷或者浇不足）,同时,公开号为CN101259518A和CN101423792A的专利与之类似。进一步的，公开号为CN102672098A的发明专利公开了制备消失模涂料，具有透气性好的特征，但其并没有明确该技术问题,并给出解决上述提升涂料透气性问题的解决方案，另外，很重要的一点是专利CN102672098A并未使用铸造废旧砂作为耐火填料，而是采用常规的耐火骨料制备的消失模涂料，其透气性能的要求低于用铸造废旧砂制备的消失模涂料，因此，后者因为骨料堆积紧密，透气性要求是很高的，所以“高透气性”是两个不同的概念。就试验来看，普通消失模涂料的透气性在70-90之间就能达到要求，而用铸造废旧砂制备的消失模涂料，其透气性必须在120以上，才能满足现场要求。

综上所述，在现阶段技术水平限制下，铸造废旧树脂砂在铸造涂料方面的应用仅限于传统砂型铸造涂料的生产，而不能正常应用于消失模涂料。首先，铸造废旧树脂砂经过破碎再生后，颗粒不规则度明显增加，堆密度提高，材料的透气性直线下降，因而不采取其它措施而直接配置的涂料，其透气性并不能满足消失模铸造的要求，将会使铸件产生碳缺陷。其次，仅采用机械再生而未经焙烧的铸造废旧树脂砂，因颗粒表面包覆未完全分解的树脂膜，在浇注条件下，树脂膜气化分解吸收大量的热，导致铁液过早冷却，进而有可能产生收缩缺陷。因此，如何利用铸造废旧树脂砂制备高透气性的消失模涂料成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，设计并开发出一种由铸造废旧树脂砂制备的高透气性（高温透气性良好）、成本低廉、环境友好的消失模涂料，有效防止铸件产生碳缺陷和收缩缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种由铸造废旧树脂砂制备的高透气性消失模涂料，其特征在于，包括以下组分：铸造废旧树脂砂、硅铝系耐火骨料、鳞片石墨、聚苯乙烯树脂颗粒、铝粉、氧化剂、氟化物、碳纤维、悬浮剂、粘结剂、表面活性剂、消泡剂、水。

进一步的，其中，各组分的比例为：铸造废旧树脂砂100份、硅铝系耐火骨料60-100份、鳞片石墨5-25份、聚苯乙烯树脂颗粒2-6份、铝粉1-3份、氧化剂2-10份、氟化物1-5份、碳纤维1-5份、悬浮剂3-10份、粘结剂5-15份、表面活性剂0.2-0.5份、消泡剂0.5-1.5份、水80-120份。

进一步的，所述铸造废旧树脂砂为未经高温焙烧的机械再生树脂砂，颗粒目数为100目-200目。

进一步的，所述硅铝系耐火骨料为高铝矾土、M70莫来石、棕刚玉中的一种或以上，硅铝系耐火骨料中三氧化二铝含量在60%以上，颗粒目数为100目-200目。

进一步的，铸造废旧树脂砂、硅铝系耐火骨料、鳞片石墨共同组合，作为涂料的耐火填料体系。

进一步的，所述聚苯乙烯树脂颗粒的直径为40-150μm。

进一步的，所述氧化剂为三氧化二铁、四氧化三铁、二氧化锰、硝酸钾、高锰酸钾中的一种或以上，所述氟化物为氟化钠、氟化钙、氟铝酸钠中的一种或以上。

进一步的，所述聚苯乙烯树脂颗粒能够用聚甲醛树脂颗粒或聚乙烯-丙烯酸酯树脂颗粒来代替。

进一步的，所述碳纤维的含碳量为95%以上，长度为50-200μm之间。