[发明专利]一种基于石墨烯技术的铸造涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯技术的铸造涂料及其制备方法，包括以下步骤：(1)预处理流变助剂；(2)预处理悬浮剂；(3)预处理粘接剂；(4)预处理耐火材料；(5)将各原料按照以下质量份数混合：预处理后的耐火填料80～90份、预处理后的流变助剂6～8份、预处理后的悬浮剂2～4份、预处理后的粘接剂10～15份、抑泡剂1～2份、表面活性剂1～2份；(5)将上述原料放入搅拌机中搅拌，取出搅拌后的涂料再置于胶体磨中研磨，得到化学稳定性高、抗金属冲刷性能强、屏蔽性能好、且能够迅速调节铸件凝固温度场的基于石墨烯技术的铸造涂料。

技术领域

本发明涉及铸造涂料技术领域，特别涉及一种基于石墨烯技术的铸造涂料及其制备方法。

背景技术

铸造涂料，是指在铸造过程中，用于附着在铸型及芯子上，起隔离金属液作用的、具有特定功能的一层铸造辅助材料。一般铸造涂料，都由耐火填料、液态载体、粘结剂、悬浮稳定剂、其他助剂等材料组成。通常，铸造涂料要求具有良好的特定功能，如防止铸件粘砂；提高铸件表面光洁度；加固砂型芯表面；屏蔽或隔离作用(S,N及其他气体)；防止铸造缺陷(脉纹、烧结、气孔及砂孔等)；铸件表面合金化和晶粒细化；调节铸件凝固温度场(焓变铸造涂料、保温铸造涂料)；减少铸件落砂和清理劳动量，节约工时等。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米薄膜材料，具有高机械强度(高达1TPa的拉伸模量和130GPa的断裂强度)、高透光性(几乎透明，仅吸收2.3％的光)、高电导性(电导率高达10⁶S/m)、高导热性(热导率高达5000W/m·K)，甚至能够隔绝绝大多数气体和液体。

基于石墨烯材料上述优异的物理化学性能，如将其应用于铸造涂料，可改善和提高铸造涂料的抗冲刷性能、屏蔽性能以及调节铸件凝固温度场等。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种基于石墨烯技术的化学稳定性高、抗金属冲刷性能强、屏蔽性能好、且能够迅速调节铸件凝固温度场的铸造涂料及其制备方法。

本发明的技术方案如下：一种基于石墨烯技术的铸造涂料及其制备方法，制备方法包括以下步骤：

(1)称取35～45份数净水加入到搅拌机中，继续称取15～25份数流变助剂缓慢加入到搅拌机中搅拌，再称取35～42份数载液边搅拌边加入到搅拌机中，于800～1200r/min搅拌速度下搅拌3～5小时后，用胶体磨均化3～5次，陈化36～48小时后得到预处理后的流变助剂；

(2)称取35～45份数载液加入到搅拌机中，继续称取20～30份数悬浮剂缓慢加入到搅拌机中搅拌，再称取55～60份数载液边搅拌边加入到搅拌机中，于400～600r/min搅拌速度下搅拌3～5小时后，用胶体磨均化3～5次，陈化24～28小时后得到预处理后的悬浮剂；

(3)称取8～12份数粘接剂、35～45份数载液混合加入到搅拌机中，于200～300r/min搅拌速度下搅拌3～5小时后，用胶体磨均化3～5次，陈化12～15小时后得到预处理后的粘接剂；

(4)称取5～10份数的纳米金属-石墨烯复合材料、60～70份数的耐火材料、20～30份数的载液混合加入到搅拌机中，于5000～15000r/min搅拌速度下搅拌3～5小时后，用胶体磨均化3～5次，得到预处理后的耐火材料；

(5)将各原料按照以下质量份数混合：预处理后的耐火材料80～90份、预处理后的流变助剂6～8份、预处理后的悬浮剂2～4份、预处理后的粘接剂10～15份、抑泡剂1～2份、表面活性剂1～2份；

(6)将上述原料放入搅拌机中，于800～1200r/min搅拌速度下搅拌1～2小时后，取出搅拌后的涂料置于胶体磨中研磨20～30分钟，得到基于石墨烯技术的铸造涂料。