本发明属于铸造领域，具体涉及一种铸造用的涂料及其制备方法。
背景技术：
消失模铸造技术是一种在国内外得到了广泛应用的精确成型技术。涂料是消失模铸造工艺的关键技术之一，涂料质量的好坏直接影响该工艺的成败。许多文献中披露，消失模铸造工艺成功与否50%取决于模样，30%取决于涂料，20%取决于其他工艺因素，所以国内外铸造工作者对消失模铸造技术中所使用的铸造涂料非常重视。在我国，由于铸造涂料的商品化程度不高，大部分消失模铸造厂家对涂料的配方和性能缺乏系统深入的研究，在实际生产中一般都在生产现场自配自用，导致铸件质量问题较多，直接削弱了消失模铸造精确生产的优势，极大地限制了消失模铸造技术的发展。因此，深入系统的研究并有效地控制消失模铸造涂料对提高整体消失模铸造工艺过程的稳定性具有重大而深远的意义。
铸造用涂料一般来说需要满足以下要求：
（1）具有一定的隔热性能，能降低金属型所受到的热冲击；
（2）具有一定的强度；
（3）具有低的发气量；
（4）涂装过程实用且利于储存和清理。
技术实现要素：
本发明考虑到现有技术的不足，提供了一种隔热性能好、强度高、低发气量、流变性能、悬浮性能好的易清理的铸造用涂料。
本发明所要解决的技术问题通过以下步骤予以实现：
铸造涂料可由多种原料配制而成，通常要包括耐火材料、载液、粘结剂、悬浮剂和助剂等成分。耐火材料是形成涂层的主体部分，是决定涂层强度、稳定性、发气性的最重要的组成部分，本发明的组分A中选用多种不同的矿物材料相互配合制成了隔热性能好且强度高的原料。本发明的组分B中采用乙醇、松浆油、亚麻油脂肪酸相配合使用作为载液、酚醛树脂及偶联剂作为粘结剂，同时添加其他活性组分增加粘结效果。本发明的组分C中选用二氧化硅气凝胶、二硫化钼、羧甲基纤维素、纳米二氧化钛的组合物，一方面，该组合物有助于增加粘结效果，另一方面，该组合物有助于涂料内部原料的分散。
本发明中提供的铸造用涂料组成及重量份为：
所述添加剂包括组分A、组分B、组分C，其中三者质量份为：
组分A 65-90份
组分B 100-130份
组分C 8-12份
其中，组分A及组分A内各组成重量份为：
硅藻土 30-45份
粉石英 5-10份
凹凸棒石 10-15份
伊利石 5-8份
硅灰石 15-18份
膨胀珍珠岩 3-5份
组分B及组分B内各组成重量份为：
乙醇 65-80份
松浆油 5-8份
亚麻油脂肪酸 6-12份
酚醛树脂 10-15份
偶联剂 0.3-0.6份
组分B中的偶联剂优选为硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。
组分C及组分C内各组成重量份为：
二氧化硅气凝胶 15-18份
二硫化钼 2-5份
羧甲基纤维素 8-18份
纳米二氧化钛 12-18份。
组分C中二氧化硅气凝胶优选比表面积为350-450m2/g，密度为52-60kg/m3的原料。组分C中纳米二氧化钛优选粒径范围为20-60nm。
进一步地，本发明中的涂料密度为1.52-1.66g/cm3。
本发明还提供一种制备上述铸造用涂料的方法，包括如下步骤：
步骤一，将组分A中的各原料破碎、混合均匀后在180-200℃温度下烘烤4-6小时，烘烤后研磨至固体颗粒粒度小于20μm，制得组分A；
优选地，组分A原料破碎后粒度为50-80μm。
进一步优选，组分A研磨完毕后在180-200℃温度下继续烘烤2-3小时。
步骤二，将组分B中的各原料混合，在800-1500r/min条件下分散25-45min，制得组分B；
步骤三，将组分C中的各原料混合均匀后研磨至固体颗粒粒度小于20μm，制得组分C；
步骤四，将上述步骤中制得的组分A、B、C混合后，在55-65℃温度条件下研磨至固体颗粒粒度小于10μm即得所需涂料。提升温度研磨有助于增进涂料体系的均一性，有效防止涂料沉降。
本发明中的铸造用涂料耐火性能好，尤其适用于以自动喷涂的方式涂刷于大平面铸型表面。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明中的铸造用涂料隔热性能好，能降低金属型所受的热冲击，提高其使用寿命，可调节系统热阻、控制冷却速度，以保证铸件的组织和性能达到要求。
2、本发明中的铸造用涂料强度高，具有一定的附着强度和内聚强度，可防止金属液在离心力的作用下冲刷涂层。
3、本发明中的铸造用涂料具有低的发气量，避免因气体排出造成的教主不完全、气孔、夹渣和碳黑等缺陷。
4、本发明中的铸造用涂料流变性能好，耐储存、易清理。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的内容进行进一步的描述。
实施例1
1、成分配比
组分A及组分A内各组成重量份为：
硅藻土 42份
粉石英 5份
凹凸棒石 10份
伊利石 7份
硅灰石 16份
膨胀珍珠岩 4份
组分B及组分B内各组成重量份为：
乙醇 78份
松浆油 6.5份
亚麻油脂肪酸 9份
酚醛树脂 15份
硅烷偶联剂 0.6份
组分C及组分C内各组成重量份为：
二氧化硅气凝胶 16份
二硫化钼 2份
羧甲基纤维素 15份
纳米二氧化钛 15份。
其中，组分C中二氧化硅气凝胶选用比表面积为425m2/g，密度为55kg/m3的原料。组分C中纳米二氧化钛颗粒粒径为50nm。
组分A、组分B、组分C质量份为：
组分A 70份
组分B 120份
组分C 10份
2、涂料的制备
步骤一，将组分A中的各原料破碎至50μm、混合均匀后在200℃温度下烘烤6小时，烘烤后研磨至固体颗粒粒度小于20μm，然后在200℃温度下继续烘烤2小时，冷却后制得组分A；
步骤二，将组分B中的各原料混合，在1500r/min条件下分散30min，制得组分B；
步骤三，将组分C中的各原料混合均匀后研磨至固体颗粒粒度小于20μm，制得组分C；
步骤四，将上述步骤中制得的组分A、B、C混合后，在65℃温度条件下研磨至固体颗粒粒度小于10μm即得所需涂料。
在涂料制备过程中发现，组分A中硅藻土含量越高，涂料耐热性能越好，但是涂料的流动性能会有所降低，组分A中硅灰石和膨胀珍珠岩的添加则能够有效调节涂料的流动性能。组分C中的气凝胶和纳米二氧化钛能有效维持涂料的整体稳定性，使涂料不沉降不团聚。在三个组分配比中，组分B的含量决定了涂料整体流动性和粘结性，三个组分的配比需相辅相成才可制备出合适的铸造用涂料。
实施例2
组分A及组分A内各组成重量份为：
硅藻土 35份
粉石英 5份
凹凸棒石 12份
伊利石 8份
硅灰石 15份
膨胀珍珠岩 3份
组分B及组分B内各组成重量份为：
乙醇 65份
松浆油 7份
亚麻油脂肪酸 10份
酚醛树脂 12份
硅烷偶联剂 0.5份
组分C及组分C内各组成重量份为：
二氧化硅气凝胶 15份
二硫化钼 2份
羧甲基纤维素 18份
纳米二氧化钛 18份。
其中，组分C中二氧化硅气凝胶选用比表面积为425m2/g，密度为55kg/m3的原料。组分C中纳米二氧化钛颗粒粒径为50nm。
组分A、组分B、组分C质量份为：
组分A 65份
组分B 115份
组分C 8份
2、涂料的制备
步骤一，将组分A中的各原料破碎至50μm、混合均匀后在180℃温度下烘烤6小时，烘烤后研磨至固体颗粒粒度小于20μm，然后在200℃温度下继续烘烤2小时，冷却后制得组分A；
步骤二，将组分B中的各原料混合，在1200r/min条件下分散30min，制得组分B；
步骤三，将组分C中的各原料混合均匀后研磨至固体颗粒粒度小于20μm，制得组分C；
步骤四，将上述步骤中制得的组分A、B、C混合后，在62℃温度条件下研磨至固体颗粒粒度小于10μm即得所需涂料。
实施例3
组分A及组分A内各组成重量份为：
硅藻土 45份
粉石英 8份
凹凸棒石 12份
伊利石 8份
硅灰石 18份
膨胀珍珠岩 3份
组分B及组分B内各组成重量份为：
乙醇 80份
松浆油 8份
亚麻油脂肪酸 10份
酚醛树脂 15份
硅烷偶联剂 0.6份
组分C及组分C内各组成重量份为：
二氧化硅气凝胶 18份
二硫化钼 5份
羧甲基纤维素 18份
纳米二氧化钛 18份。
其中，组分C中二氧化硅气凝胶选用比表面积为425m2/g，密度为55kg/m3的原料。组分C中纳米二氧化钛颗粒粒径为50nm。
组分A、组分B、组分C质量份为：
组分A 90份
组分B 128份
组分C 12份
2、涂料的制备
制备方法与实施1相同。
将实施例1、2、3中制得的铸造用涂料用自动喷涂设备涂装于铸型表面，测试涂料密度、悬浮性、条件粘度、触变性和发气性。
涂料密度的测量方法采用通用的量筒称量法。
涂料悬浮性是涂料抵抗固体耐火粉料分层和沉淀的能力，用悬浮率%表示。对悬浮性的测试采用具塞量筒测量法，将配置好的涂料将拌均匀后立即倒入准备好的具塞量筒中，使其液面达到100ml标高处，在静止状态下，将涂料试样放置一定时间后，观察涂料沉淀情况，以非沉淀物占原涂料溶剂的百分比表示该涂料的悬浮性。
涂料的条件粘度由流杯法测定。
涂料的触变性能采用旋转粘度计测试。
涂料的发气性在智能发气性测试仪上进行测定，测试方法为：将待测涂料置于烘干箱中，升温至150℃，保温3h，冷却至室温，研磨成粉末备用。测试时，将测试仪升温至850℃，保持恒定温度，取涂料试样1g置于瓷舟中，然后将瓷舟放入高温炉的瓷管中，并迅速推入至炉子的石英管红热部分，用塞子将管口封闭，使试样在极热的条件下加热，同时发气性测试仪的记录部分开始工作，记录发气量。
测试结果如下：
通过上述测试结果和在使用过程中的实践看来，实施例中的铸造用涂料密度适中，耐储存、流变触变性能好、发气量低（对比普通铸造用涂料发气量超过30ml/g），在实际使用过程中强度高、耐热性能好，与现有的铸造用涂料相比，具有明显的性能优势。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。