一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及碳填充熔模铸造蜡电极材料领域，特别是涉及一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，包括如下质量分数的组分：20

【技术实现步骤摘要】
一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及碳填充熔模铸造蜡电极材料领域，特别是涉及一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]熔模铸造是一种近净形的先进成形工艺，其铸件精密、复杂、接近于零件，最后形状，可不经加工或很少加工就能直接使用。
[0003]复杂熔模铸造金属铸件的生产，除了需要提供高精度的熔模铸造蜡模型，还需要同样复杂和精确的陶瓷壳模具。陶瓷壳模具的形成一般分成连续浆料浸涂、粉刷成型阶段，通过沉积适当的陶瓷涂层在预先组树好的蜡模型基板上。电泳沉积工艺作为一种替代传统的浆料浸涂工艺浇铸熔模铸造陶瓷壳模具的技术，可以有效的提高陶瓷壳模具尺寸公差的表面质量，解决了目前传统浆料浸涂工艺陶瓷壳模具平整度欠缺，无法制备高复杂度和高精度壳腔的局面，获得更为高精度和高表面质量的金属铸件。
[0004]电泳沉积技术的一个关键在于需要提供一种具有高导电性的熔模铸造蜡电极材料，这是因为电泳沉积是由于悬浮介质中的电场的存在而发生的，它将悬浮中的带电粒子吸引到相反电荷的电极。这些粒子然后沉积在电极上形成涂层
[0005]目前市面上的熔模铸造蜡普遍无导电性的要求，对熔模铸造蜡的导电性能的研究也十分局限。现有技术提及了一种高导电性精密铸造蜡模及其制备方法，通过在熔化后的蜡液中加入质量占比为6％～15％的碳系导电粉末，得到高导电性精密铸造蜡模；但是该技术仅局限地介绍了碳系导电粉末对精密铸造蜡的导电性的影响，未对精密铸造蜡的综合性能进行分析说明，具有很大的局限性。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高性能的基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料及其制备方法。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，包括如下质量分数的组分：20
‑
40％的氧化石墨改性松香、10
‑
20％的导电填料、35
‑
50％的基础蜡材、5
‑
15％的导电聚合物、1
‑
5％的表面活性剂。
[0009]对上述技术方案的进一步改进为，所述氧化石墨改性松香的软化点为98
‑
103℃，酸度值为15
‑
25KOH/g。
[0010]对上述技术方案的进一步改进为，所述导电填料为微球石墨、碳纤维粉、工业级石墨烯的一种或多种；所述微球石墨的直径为10μm，所述碳纤维粉的粒径为30
‑
50μm，所述工业级石墨烯的粒径为1
‑
4nm。
[0011]对上述技术方案的进一步改进为，所述基础蜡材为石蜡、微晶蜡和聚乙烯蜡的混
合物，其比例为55
‑
80：20
‑
40：1
‑
10。
[0012]对上述技术方案的进一步改进为，所述导电聚合物为硅烷化碳纳米管改性聚氨酯聚合物/乙烯
‑
醋酸乙烯聚合物、多壁碳纳米管改性马来酸酐接枝聚乙烯
‑
辛烯弹性体、多壁碳纳米管改性马来酸酐接枝SEBS的一种或多种。
[0013]对上述技术方案的进一步改进为，所述表面活性剂为促进导电填料分散的添加剂，所述添加剂为聚酯型超分散剂、聚醚型超分散剂、聚丙烯酸酯型超分散剂中的任意一种。
[0014]对上述技术方案的进一步改进为，还包括占基本组分0
‑
0.5wt％的颜料，各组分总含量为100％。
[0015]一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料的制备方法，包括如下步骤：
[0016]S1、将基础蜡材加入至反应釜中，高温熔化后加入导热聚合物材料，使其全部熔融，且混合均匀，最后加入表面活性剂、导热填料，继续高速搅拌至填料充分均匀分布，冷却成型得到基础蜡材/导热填料/导热聚合物复合材料，备用；
[0017]S2、在反应釜加入氧化石墨改性松香，高温熔化后加入步骤S1的基础蜡材/导热填料/导热聚合物复合材料，高速充分搅拌一段时间后，加入颜料，降温、降速清除蜡液中的气泡，趁热倒入成型的容器中，冷却成型，得到碳填充熔模铸造蜡电极材料。
[0018]对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S1中，反应温度为150
‑
170℃，搅拌速度为800
‑
1000r/min，搅拌时间为2
‑
4h。
[0019]对上述技术方案的进一步改进为，在所述步骤S2中，反应温度为120
‑
140℃，搅拌速度为600
‑
700r/min，搅拌时间为0.5
‑
1h，降温温度为110℃，降速速度为200
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300r/min。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]1、本专利技术采用国家专利技术专利CN106084806的氧化石墨改性松香，通过氧化石墨，氧化锌等催化剂的作用下得到季戊四醇酯化改性松香，其强度大、不易氧化、酸性适当，催化剂作为填充剂也可提高精密铸造蜡的强度和光泽度。
[0022]2、基础蜡材采用了石蜡，微晶蜡和聚乙烯蜡三者混合的方式，石蜡价格低廉，熔点小，硬度好，而微晶蜡柔韧性好，可细化石蜡晶型，改善石蜡性能，少量的聚乙烯蜡的加入，则进一步提高了基础蜡材的硬度和熔点，降低基础蜡材的收缩。
[0023]3、通过加入导电填料，充分利用碳系无机填料优秀的导热性能和导电性能，一方面可以大大的降低熔模铸造蜡的收缩性能，通过其尺寸精度，一方面为熔模铸造蜡引入了带电粒子，保证了熔模铸造蜡可作为优良的电极材料在后续的电泳沉积工艺中发挥其作用。同时碳系导电填料本身具备的高强度性能也可进一步的提高熔模铸造蜡的力学性能。表面活性剂的加入，有效的解决了碳系导电填料易团聚的问题，起到良好的分散作用，且表面活性剂本身具有良好的润滑性能，加入少量表面活性剂，也可以提高熔模铸造蜡的表面质量。
[0024]4、导电聚合物为碳纳米管改性热塑性弹性体材料，热塑性弹性体大多含有柔性的分子链，具有极高的柔韧性，改善了熔模铸造蜡的脆性问题，与基础蜡材，松香等材料的相容性好。而引入碳纳米管对其进行改性，一方面可赋予材料良好的力学性能，另一方面，其良好的导热性能和导电性能，使得导电聚合物可以和导电填料起到协同作用，进一步提升
熔模铸造蜡的尺寸精度和导电性能。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，包括如下质量分数的组分：20
‑
40％的氧化石墨改性松本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，其特征在于，包括如下质量分数的组分：20
‑
40％的氧化石墨改性松香、10
‑
20％的导电填料、35
‑
50％的基础蜡材、5
‑
15％的导电聚合物、1
‑
5％的表面活性剂。2.根据权利要求1所述的基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，其特征在于，所述氧化石墨改性松香的软化点为98
‑
103℃，酸度值为15
‑
25KOH/g。3.根据权利要求1所述的基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，其特征在于，所述导电填料为微球石墨、碳纤维粉、工业级石墨烯的一种或多种；所述微球石墨的直径为10μm，所述碳纤维粉的粒径为30
‑
50μm，所述工业级石墨烯的粒径为1
‑
4nm。4.根据权利要求1所述的基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，其特征在于，所述基础蜡材为石蜡、微晶蜡和聚乙烯蜡的混合物，其比例为55
‑
80：20
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40：1
‑
10。5.根据权利要求1所述的基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材料，其特征在于，所述导电聚合物为硅烷化碳纳米管改性聚氨酯聚合物/乙烯
‑
醋酸乙烯聚合物、多壁碳纳米管改性马来酸酐接枝聚乙烯
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辛烯弹性体、多壁碳纳米管改性马来酸酐接枝SEBS的一种或多种。6.根据权利要求1所述的基于电泳沉积工艺的碳填充熔模铸造蜡电极材...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凤军，
申请(专利权)人：广东栎烽新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：