一种水基剥离型镁铝合金铸造涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水基剥离型镁铝合金铸造涂料及其制备方法，该涂料由以下重量份的原料制备而成：锂基膨润土2～5份、改性凹土粉料25～30份、纳米氧化锆粉料5～10份、石墨粉5～8份、铬铁矿粉3～5份、粘结剂10～15份、分散剂2～4份、去离子水40～45份、消泡剂0.1～0.5份该涂料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，在镁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，镁铝合金表面附着的涂层冷却时具有较好的剥离型，所获得镁铝合金的铸件轮廓清晰、表面光洁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料制备
，涉及一种水基剥离型镁铝合金铸造涂料及其制备方法。
技术介绍
镁铝合金作为较轻的金属结构材料(密度在1.65～1.73g/cm3)，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，90％镁铝合金铸件采用压铸成型，少数采用重力砂型铸造。压铸成型由于压铸件存在投资大、技术要求高，市场应变能力差以及不能作为高强度受力件等制约了其大力发展；而传统的砂型铸造颗粒较粗，得到的铸件表面质量较差、成形精度低，且由于镁铝合金活性强、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镁铝合金原料的浪费。专利CN103694872A介绍了一种水性可剥离涂料组合物，该涂料组合物含有脂肪族聚氨酯分散体、脂肪族聚酯分散体、成膜助剂及水，制备的膜层柔韧性及粘附性好。具有剥离性能良好，可大面积整体剥离，且涂膜可进一步加工的能力，但该膜层的耐热和耐酸、耐碱能力较差，只能承受80℃的温度，和较低溶度的酸碱腐蚀作用，专利CN201010592499介绍了一种可剥涂层保护膜的水性涂料组合物，包括合成树脂乳液、附着力调节剂、颜填料、消泡剂、分散剂、增稠剂、防腐剂、乙醇、去离子水，但该组合物制备的膜层耐水性及耐溶剂性能不理想，且上述涂料组合物制备的涂层的柔韧性及粘附性并未达到理想要求，不适合进一步加工。专利CN103143673B制备的镁合金金属型铸造用涂料，可以有效解决镁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。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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有良好稳定性的水基剥离型镁铝合金铸造涂料，该涂料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，在镁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，镁铝合金表面附着的涂层冷却时具有较好的剥离性，所获得镁铝合金的铸件轮廓清晰、表面光洁。本专利技术的另一目的在于提供该水基剥离型镁铝合金铸造涂料的制备方法，该方法无有害添加物质，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。上述目的是通过如下技术方案实现的：一种水基剥离型镁铝合金铸造涂料，由以下重量份的原料制备而成：锂基膨润土2～5份、改性凹土粉料25～30份、纳米氧化锆粉料5～10份、石墨粉5～8份、铬铁矿粉3～5份、粘结剂10～15份、分散剂2～4份、去离子水40～45份、消泡剂0.1～0.5份。优选地，所述粘结剂选用质量比为1:0.5～1:1的聚乙烯醇缩甲醛溶液与硅酸钠溶液配制的混合液；其中，聚乙烯醇缩甲醛溶液的质量浓度为10％，硅酸钠溶液的固含量为35％。优选地，所述分散剂选用聚丙烯酸铵。优选地，所述消泡剂选用二甲基聚硅氧烷。所述的水基剥离型镁铝合金铸造涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)改性凹土粉料的制备步骤：A.称量细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入蒸馏水中，加入盐酸后在80～100℃的条件中处理1～3小时，再搅拌2～4小时制得悬浮液，备用；其中，每克凹凸棒石粘土中加入8～10ml蒸馏水；每克凹凸棒石粘土中加入0.5～1.0ml盐酸，盐酸浓度为lmol/L；B.向步骤A制备的悬浮液中加入复合活性剂，滴加NaOH溶液调整悬浮液的pH值至6～8，再搅拌2～4小时进一步制备悬浮液，备用；其中，每克凹凸棒石粘土中加入0.05～0.1ml复合活性剂；C.将步骤B制备的悬浮液以3000～4000r/min转速离心处理5～10min，回收的固体物70～100℃烘干，研细，即得所述改性凹土粉料；(2)水基剥离型镁铝合金铸造涂料的制备步骤：A.将步骤(1)制备的改性凹土粉末、锂基膨润土、纳米氧化锆粉料、石墨粉、铬铁矿粉按配比准备物料，放入行星球磨机以150～200转/min的转速球磨1～3h，过200～350目细筛得混合物；B.将上述混合物与水混合，并加入分散剂，放入球磨机以150～200转/min的转速球磨1～3h，再添加粘结剂和消泡剂，继续以150～200转/min的转速球磨1～3h，得到水基剥离型镁铝合金铸造涂料。优选地，步骤(1)B中所述复合活性剂包括有机化合物和非离子型表面活性剂，该有机化合物和非离子型表面活性剂的体积比为1:1～1:2。优选地，所述有机化合物选用有机聚硅氧烷或有机羧酸，所述非离子型表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚型活性剂、失水山梨醇脂肪酸酯型活性剂或吐温-20型活性剂。优选地，所述有机聚硅氧烷选用环氧基聚硅氧烷，所述有机羧酸选用硬脂酸。本专利技术的有益效果：(1)该涂料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，在镁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，镁铝合金表面附着的涂层冷却时具有较好的剥离型，所获得镁铝合金的铸件轮廓清晰、表面光洁。(2)改性凹土粉料在水溶液中的悬浮性能提高，利用其特殊纤维状晶体形态的层链状结构，在锂基膨润土、乳化剂、分散剂的作用下能在水溶液中形成空间网状结构；纳米氧化锆粉末活性高，能吸附在改性凹土粉料表面，提高膜层的耐高温性；石墨具有很高的耐火度和热化学稳定性，具有一定的隔热作用，可改善镁液充填铸型的能力，提高模具的使用寿命，能够在高温下不与氧化能力极强的镁铝合金反应且易附着于砂型磨具表面。(3)本专利技术提供的制备方法无有害添加物质，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。具体实施方式下面结合具体实施例详细说明本专利技术的技术方案。所用凹凸棒石粘土采用201210083674.3号专利制备的凹凸棒石粘土。分散剂为南京霄科纳米陶瓷技术开发有限公司生产产品SD-00，主要成分是聚丙烯酸铵。实施例1：水基剥离型镁铝合金铸造涂料的制备包括如下步骤：(1)改性凹土粉料的制备步骤：A.称量细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入蒸馏水中，加入盐酸后在90℃的条件中处理2小时，再搅拌3小时制得悬浮液，备用；其中，每克凹凸棒石粘土中加入9ml蒸馏水；每克凹凸棒石粘土中加入0.8ml盐酸，盐酸浓度为lmol/L；B.向步骤A制备的悬浮液中加入复合活性剂，滴加NaOH溶液调整悬浮液的pH值至7，再搅拌3小时制备悬浮液，备用；其中，每克凹凸棒石粘土中加入0.08ml复合活性剂；复合活性剂为环氧基聚硅氧烷和烷基酚聚氧乙烯醚的体积比为1:1；C.将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水基剥离型镁铝合金铸造涂料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：锂基膨润土2～5份、改性凹土粉料25～30份、纳米氧化锆粉料5～10份、石墨粉5～8份、铬铁矿粉3～5份、粘结剂10～15份、分散剂2～4份、去离子水40～45份、消泡剂0.1～0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种水基剥离型镁铝合金铸造涂料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：锂
基膨润土2～5份、改性凹土粉料25～30份、纳米氧化锆粉料5～10份、石墨粉5～8份、铬铁
矿粉3～5份、粘结剂10～15份、分散剂2～4份、去离子水40～45份、消泡剂0.1～0.5份。
2.如权利要求1所述的水基剥离型镁铝合金铸造涂料，其特征在于：所述粘结剂选用质
量比为1:0.5～1:1的聚乙烯醇缩甲醛溶液与硅酸钠溶液配制的混合液；其中，聚乙烯醇缩甲醛
溶液的质量浓度为10％，硅酸钠溶液的固含量为35％。
3.如权利要求1所述的水基剥离型镁铝合金铸造涂料，其特征在于：所述分散剂选用聚
丙烯酸铵。
4.如权利要求1所述的水基剥离型镁铝合金铸造涂料，其特征在于：所述消泡剂选用二
甲基聚硅氧烷。
5.权利要求1～4任一所述的水基剥离型镁铝合金铸造涂料的制备方法，其特征在于包括
如下步骤：
(1)改性凹土粉料的制备步骤：
A.称量细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入蒸馏水中，加入盐酸后在80～100℃的条
件中处理1～3小时，再搅拌2～4小时制得悬浮液，备用；其中，每克凹凸棒石粘土中加入8～10ml
蒸馏水；每克凹凸棒石粘土中加入0.5～1.0ml盐酸，盐酸浓度为lmol/L；
B.向步骤A制备的悬浮液中加入复合活性剂，滴加NaOH溶液调整悬浮液的pH值至
6～8，再搅拌2～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚义俊，万韬隃，刘斌，温晓霞，刘雯雯，杨佳伟，张彬，张俊阳，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32