一种高强度保温冒口套

摘要

本发明公开了一种高强度保温冒口套，涉及铸造材料技术领域，由以下成分制成：石英砂、活化膨润土、淀粉、环糊精、玻璃纤维、双重改性空心微珠、发热剂、粘结剂；本发明通过对空心微珠进行双重改性，同时采用活化的膨润土协同作用，能够在保证获得致密逐渐的前提下，缩小冒口套尺寸，延长冒口套凝固时间，提高冒口套补缩效率。

权利要求

1.一种高强度保温冒口套，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：石英砂90-98、活化膨润土15-22、淀粉3-5、环糊精6-8、玻璃纤维1-3、双重改性空心微珠 5-8、发热剂2.1-

2.5、粘结剂3-5；

所述双重改性空心微珠制备方法为：

（1）将1.5g的空心微珠添加到300mL蒸馏水中,超声分散20min,以150r/min转速搅拌

15min，得到空心微珠分散液；将氢氧化钙均匀分散到蒸馏水中，搅拌至彻底溶解后，得到质量分数为0.58%的氢氧化钙溶液；向空心微珠分散液中添加其体积40%的氢氧化钙溶液，在

60℃下保温30min，混合溶液pH为9.5，然后通入二氧化碳，当混合溶液pH降低至8.0,停止通入二氧化碳，温度调节至90℃，保温1小时，然后自然冷却至室温,抽滤, 采用去离子水进行清洗至中性,真空干燥,得到无机改性空心微珠；

（2）先将无机改性空心微珠均匀分散到无水乙醇中,配制成质量分数为9.8%的改性空心微珠分散液，向改性空心微珠分散液中添加其质量0.35%的腐殖酸钾,搅拌均匀后，再添加改性空心微珠分散液质量0.02%的过氧化二丙苯，在60℃下保温2小时，然后自然冷却至室温，最后离心分离,烘干,得到双重改性空心微珠。

2.根据权利要求1所述的一种高强度保温冒口套，其特征在于，所述石英砂粒度为120-

150目。

3.根据权利要求1所述的一种高强度保温冒口套，其特征在于，所述活化膨润土制备方法为：将膨润土研磨至350目，然后均匀分散到去离子水中，在95℃下，以1500r/min转速搅拌

30min，得到质量分数为15%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加其质量2.5%的腐蚀酸，温度调节至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行表面清洗，烘干至恒重，即得。

4.根据权利要求1所述的一种高强度保温冒口套，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的一种高强度保温冒口套，其特征在于，所述发热剂为铁粉。

6.根据权利要求1所述的一种高强度保温冒口套，其特征在于，所述粘结剂为有机硅树脂。

说明书

一种高强度保温冒口套

技术领域

[0001] 本发明属于铸造材料技术领域，具体涉及一种高强度保温冒口套。

背景技术

[0002] 冒口套是冶金工业浇铸铸件时用的保温制品，这种制品，过去沿用的有膨胀珍珠岩、陶粒等轻质保温隔热材料为集料的水泥制品，国外也有应用纤维复合型的制品。保温冒口套在铸钢件、铸钢锭、球墨铸铁件、铜铝合金逐渐方面具有广泛的应用，然而，现有的技术制备的保温冒口套强度性能较低，无法满足现有铸造生产的需求。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高强度保温冒口套。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0005] 一种高强度保温冒口套，按重量份计由以下成分制成：石英砂90-98、活化膨润土15-22、淀粉3-5、环糊精6-8、玻璃纤维1-3、双重改性空心微珠 5-8、发热剂2.1-2.5、粘结剂
3-5；

[0006] 所述双重改性空心微珠制备方法为：

[0007] （1）将1.5g的空心微珠添加到300mL蒸馏水中,超声分散20min,以150r/min转速搅拌15min，得到空心微珠分散液；将氢氧化钙均匀分散到蒸馏水中，搅拌至彻底溶解后，得到质量分数为0.58%的氢氧化钙溶液；向空心微珠分散液中添加其体积40%的氢氧化钙溶液，在60℃下保温30min，混合溶液pH为9.5，然后通入二氧化碳，当混合溶液pH降低至8.0,停止通入二氧化碳，温度调节至90℃，保温1小时，然后自然冷却至室温,抽滤, 采用去离子水进行清洗至中性,真空干燥,得到无机改性空心微珠；

[0008] （2）先将无机改性空心微珠均匀分散到无水乙醇中,配制成质量分数为9.8%的改性空心微珠分散液，向改性空心微珠分散液中添加其质量0.35%的腐殖酸钾,搅拌均匀后，再添加改性空心微珠分散液质量0.02%的过氧化二丙苯，在60℃下保温2小时，然后自然冷却至室温，最后离心分离,烘干,得到双重改性空心微珠。

[0009] 进一步的，所述石英砂粒度为120-150目。

[0010] 进一步的，所述活化膨润土制备方法为：

[0011] 将膨润土研磨至350目，然后均匀分散到去离子水中，在95℃下，以1500r/min转速搅拌30min，得到质量分数为15%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加其质量2.5%的腐蚀酸，温度调节至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行表面清洗，烘干至恒重，即得。

[0012] 进一步的，所述淀粉为玉米淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉中的一种或多种混合。

[0013] 进一步的，所述发热剂为铁粉。

[0014] 进一步的，所述粘结剂为有机硅树脂。

[0015] 所述高强度保温冒口套的制备方法为：按重量份将石英砂、活化膨润土、淀粉、环糊精、玻璃纤维、双重改性空心微珠、发热剂、粘结剂混合到一起，然后加工成型为冒口套，在120℃下烘干，即得。

[0016] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过对空心微珠进行双重改性，同时采用活化的膨润土协同作用，能够在保证获得致密铸件的前提下，缩小冒口套尺寸，延长冒口套凝固时间，提高冒口套补缩效率，本发明通过对空心微珠进行双重改性，通过双重改性后的空心微珠表面增加一定量的活性基团，同时能够增加其表面粗糙度，提高其粒子的比表面积，使得双重改性的空心微珠可将冒口套的补缩效率提高到60%，但是，单纯使用双重改性空心微珠，会使得冒口套的耐热性能变低，通过采用活化膨润土进行调节，本发明通过采用腐殖酸对膨润土进行活化处理，能够有效的提高膨润土的粒子表面活性，从而使得活化后的膨润土能够有效的与双重改性空心微珠进行结合到一起，从而，能够显著的提高了冒口套的耐热性能，同时能够有效的提高了冒口套的抗压强度。

[0017] 本发明适用于碳钢、合金钢、高锰钢、不锈钢、耐热钢、铸钢、铸铁、铸铜、铸铝、球铁、灰铁等铸件的明冒口和砂型普通冒口等冒口发热保温覆盖的产品，覆盖于冒口上，使冒口凝固时间延长5.5倍，保温45min左右，且不影响原有金属的质量。

具体实施方式

[0018] 实施例1

[0019] 一种高强度保温冒口套，按重量份计由以下成分制成：石英砂90、活化膨润土15、淀粉3、环糊精6、玻璃纤维1、双重改性空心微珠 5、发热剂2.1、粘结剂3；

[0020] 所述双重改性空心微珠制备方法为：

[0021] （1）将1.5g的空心微珠添加到300mL蒸馏水中,超声分散20min,以150r/min转速搅拌15min，得到空心微珠分散液；将氢氧化钙均匀分散到蒸馏水中，搅拌至彻底溶解后，得到质量分数为0.58%的氢氧化钙溶液；向空心微珠分散液中添加其体积40%的氢氧化钙溶液，在60℃下保温30min，混合溶液pH为9.5，然后通入二氧化碳，当混合溶液pH降低至8.0,停止通入二氧化碳，温度调节至90℃，保温1小时，然后自然冷却至室温,抽滤, 采用去离子水进行清洗至中性,真空干燥,得到无机改性空心微珠；

[0022] （2）先将无机改性空心微珠均匀分散到无水乙醇中,配制成质量分数为9.8%的改性空心微珠分散液，向改性空心微珠分散液中添加其质量0.35%的腐殖酸钾,搅拌均匀后，再添加改性空心微珠分散液质量0.02%的过氧化二丙苯，在60℃下保温2小时，然后自然冷却至室温，最后离心分离,烘干,得到双重改性空心微珠。

[0023] 进一步的，所述石英砂粒度为120目。

[0024] 进一步的，所述活化膨润土制备方法为：

[0025] 将膨润土研磨至350目，然后均匀分散到去离子水中，在95℃下，以1500r/min转速搅拌30min，得到质量分数为15%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加其质量2.5%的腐蚀酸，温度调节至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行表面清洗，烘干至恒重，即得。

[0026] 进一步的，所述淀粉为玉米淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉中的一种或多种混合。

[0027] 进一步的，所述发热剂为铁粉。

[0028] 进一步的，所述粘结剂为有机硅树脂。

[0029] 实施例2

[0030] 一种高强度保温冒口套，按重量份计由以下成分制成：石英砂98、活化膨润土22、淀粉5、环糊精8、玻璃纤维3、双重改性空心微珠8、发热剂2.5、粘结剂5；

[0031] 所述双重改性空心微珠制备方法为：

[0032] （1）将1.5g的空心微珠添加到300mL蒸馏水中,超声分散20min,以150r/min转速搅拌15min，得到空心微珠分散液；将氢氧化钙均匀分散到蒸馏水中，搅拌至彻底溶解后，得到质量分数为0.58%的氢氧化钙溶液；向空心微珠分散液中添加其体积40%的氢氧化钙溶液，在60℃下保温30min，混合溶液pH为9.5，然后通入二氧化碳，当混合溶液pH降低至8.0,停止通入二氧化碳，温度调节至90℃，保温1小时，然后自然冷却至室温,抽滤, 采用去离子水进行清洗至中性,真空干燥,得到无机改性空心微珠；

[0033] （2）先将无机改性空心微珠均匀分散到无水乙醇中,配制成质量分数为9.8%的改性空心微珠分散液，向改性空心微珠分散液中添加其质量0.35%的腐殖酸钾,搅拌均匀后，再添加改性空心微珠分散液质量0.02%的过氧化二丙苯，在60℃下保温2小时，然后自然冷却至室温，最后离心分离,烘干,得到双重改性空心微珠。

[0034] 进一步的，所述石英砂粒度为150目。

[0035] 进一步的，所述活化膨润土制备方法为：

[0036] 将膨润土研磨至350目，然后均匀分散到去离子水中，在95℃下，以1500r/min转速搅拌30min，得到质量分数为15%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加其质量2.5%的腐蚀酸，温度调节至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行表面清洗，烘干至恒重，即得。

[0037] 进一步的，所述淀粉为玉米淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉中的一种或多种混合。

[0038] 进一步的，所述发热剂为铁粉。

[0039] 进一步的，所述粘结剂为有机硅树脂。

[0040] 实施例3

[0041] 一种高强度保温冒口套，按重量份计由以下成分制成：石英砂95、活化膨润土18、淀粉4、环糊精7、玻璃纤维2、双重改性空心微珠 6、发热剂2.2、粘结剂4；

[0042] 所述双重改性空心微珠制备方法为：

[0043] （1）将1.5g的空心微珠添加到300mL蒸馏水中,超声分散20min,以150r/min转速搅拌15min，得到空心微珠分散液；将氢氧化钙均匀分散到蒸馏水中，搅拌至彻底溶解后，得到质量分数为0.58%的氢氧化钙溶液；向空心微珠分散液中添加其体积40%的氢氧化钙溶液，在60℃下保温30min，混合溶液pH为9.5，然后通入二氧化碳，当混合溶液pH降低至8.0,停止通入二氧化碳，温度调节至90℃，保温1小时，然后自然冷却至室温,抽滤, 采用去离子水进行清洗至中性,真空干燥,得到无机改性空心微珠；

[0044] （2）先将无机改性空心微珠均匀分散到无水乙醇中,配制成质量分数为9.8%的改性空心微珠分散液，向改性空心微珠分散液中添加其质量0.35%的腐殖酸钾,搅拌均匀后，再添加改性空心微珠分散液质量0.02%的过氧化二丙苯，在60℃下保温2小时，然后自然冷却至室温，最后离心分离,烘干,得到双重改性空心微珠。

[0045] 进一步的，所述石英砂粒度为130目。

[0046] 进一步的，所述活化膨润土制备方法为：

[0047] 将膨润土研磨至350目，然后均匀分散到去离子水中，在95℃下，以1500r/min转速搅拌30min，得到质量分数为15%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加其质量2.5%的腐蚀酸，温度调节至80℃，以1200r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，采用无水乙醇进行表面清洗，烘干至恒重，即得。

[0048] 进一步的，所述淀粉为玉米淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉中的一种或多种混合。

[0049] 进一步的，所述发热剂为铁粉。

[0050] 进一步的，所述粘结剂为有机硅树脂。

[0051] 对比例1：与实施例1区别仅在于不添加活化膨润土。

[0052] 对比例2：与实施例1区别仅在于不添加双重改性空心微珠。

[0053] 对比例3：与实施例1区别仅在于将活化膨润土替换为普通未处理的膨润土，将双重改性空心微珠替换为普通未处理的空心微珠。

[0054] 对比例4：与实施例1区别仅在于将双重改性空心微珠替换为普通未处理的空心微珠。

[0055] 试验

[0056] 对实施例与对比例制备的冒口套进行性能测试对比：

[0057] 表1

[0058]  最高正常工作温度℃ 抗压强度MPa
实施例1 1780 0.983
实施例2 1760 0.980
实施例3 1770 0.981
对比例1 1710 0.768
对比例2 1640 0.916
对比例3 1680 0.863
对比例4 1660 0.832

[0059] 由表1可以看出，本发明中双重改性空心微珠与活化膨润土的协同作用，能够有效的提高制成的冒口套的耐热性和抗压强度。