[发明专利]一种铝合金水基铸造涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及涂料制备技术领域，具体为一种铝合金水基铸造涂料，其原料组成和重量份数为：改性凹凸棒石粘土/纳米石墨混合粉料35~40份、纳米氧化锆粉料5~10份、铬铁矿粉3~5份、粘结剂15~20份、分散剂2~5份、去离子水40~45份、乳液2~5份、消泡剂0.1~0.5份；本发明还提供了上述铝合金水基铸造涂料的制备方法。本发明涂料可涂覆在砂型磨具表面，具有较好的浸润性、涂刷性、透气性和强度，纳米石墨粉末吸附在改性凹凸棒石粘土表面，显著减少铸造涂料中添加的石墨含量，在金属铸造过程中不会产生石墨粉尘；并且本发明提供的制备方法无有害物质的添加，不污染环境，施工工艺简单，对磨具要求低，适用于工厂大规模使用。

技术领域

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种铝合金水基铸造涂料及其制备方法。

背景技术

铝合金作为较轻的金属结构材料具有比强度高、刚性好、抗冲击性和减震性能优良, 在航空航天及国防工业、汽车和电子工业等领域得到广泛应用。

目前，部分铝合金铸件采用的是传统的砂型铸造法，得到的铸件表面质量较差、成形精度低，且由于铝合金活性强、易于氧化和燃烧等特点，在金属型铸造过程中，极易在模具接触面产生反应性渣气孔，不仅影响铸件的质量而且导致了铝合金原料的浪费。在铸造砂型工作表面上涂覆一层脱模剂，可以有效防止和减少逐渐表面粘砂，夹砂、砂眼等缺陷，降低铸件表面粗糙度，但传统醇基脱模剂体系易燃，不利于长距离运输，限制其使用，且传统的金属脱模剂添加大量的石墨材料，造成基体是黑色体系，高温铸造过程中产生的黑色粉尘把铸造设备、电器、工厂地面、墙壁蒙上黑色粉尘，产生令人不快的工作环境，操作人员手足、衣物被玷污，吸入工厂大气中飘浮石墨粉尘会导致支气管炎和肺尘症，损害身体健康。

专利CN103143673B制备的金属型铸造用涂料，可以有效解决铝合金易于氧化和燃烧的问题，但涂料适用于金属型磨具，要求较高。专利ZL201510919169.1制备的铝合金水基铸造涂料，采用改性凹凸棒石粘土粉末、锂基膨润土、纳米氧化锆粉料、石墨粉、铬铁矿粉作为填料，成分较多，难以保证混料的均匀性，涂覆在砂模表面易形成夹砂、砂眼等缺陷。因此，确有必要对现有技术进行改进，以解决现有技术之不足。

发明内容

本发明第一目的是针对现有技术的不足，提供一种具有良好稳定性的铝合金水基铸造涂料，将其涂覆在砂型磨具表面，可表现出较好的浸润性、涂刷性、透气性和力学强度，在铝合金液浇注过程中具有较好的稳定性、保温性和吸渣能力，所获得铝合金的铸件轮廓清晰、表面光洁；

本发明第二目的是提供一种具有良好稳定性的铝合金水基铸造涂料的制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种铝合金水基铸造涂料，由以下重量份数的原料制备而成：改性凹凸棒石粘土/纳米石墨混合粉料35~40份、纳米氧化锆粉料5~10份、铬铁矿粉3~5份、粘结剂15~20份、分散剂2~5份、去离子水40~45份、乳液2~5份、消泡剂0.1~0.5份。

进一步的，所述乳液为苯丙乳液。

进一步的，所述消泡剂为二甲基聚硅氧烷。

进一步的，所述分散剂为聚丙烯酸铵。

一种铝合金水基铸造涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）改性凹凸棒石粘土/纳米石墨混合粉料的制备：

S1：称量细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入蒸馏水中，添加草酸在80～100℃中处理1～3小时，同时搅拌2～4小时制备悬浮液；将处理后的悬浮液加入由草酸钠与六偏磷酸钠混合制备的复合活性剂，滴加烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂搅拌2～4小时，静止24～36小时后，分离出改性凹凸棒石粘土悬浮液；

S2：向上述分离出的改性凹凸棒石粘土悬浮液中加入纳米石墨，搅拌10～30min后，经2000～3000转/分离心处理，过滤回收固体物；