CN102527928A

CN102527928A - 一种v法铸造用醇基涂料及其制备方法

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Publication number: CN102527928A
Application number: CN2012100495058A
Authority: CN
Inventors: 赵溶; 李远才; 杨严军
Original assignee: Ningbo Canghai New Materials Development Co Ltd
Current assignee: NINGBO DIZHONG MATERIAL APPLICATION CO., LTD.
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: CN102527928B

Abstract

本发明公开了一种V法铸造用醇基涂料，所述涂料呈粉状或粒状，按重量计，其由100份的耐火粉料和10至14份的复合浆料混合而成。同时还公开了一种制备V法铸造用醇基涂料的方法。与现有技术相比，由于本发明的涂料为粉状或粒状，因此，其具有运输安全方便的优点；由于其包装无需使用桶装，因此其包装成本低；由于其在运输过程中不会出现沉淀板结的现象，不会造成材料报废的情况，因此其运输成本低；同时，本发明的涂料还具有涂层附着和粘结强度高、经受金属液机械及热冲击的能力强；干燥时间短、生产效率高和抗粘砂性优越的优点。

Description

一种V法铸造用醇基涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于铸造用涂料的技术领域，具体地说涉及一种V法铸造用醇基涂料及其制备方法，其适用于大批量生产铸钢件和铸铁件的V法铸造工艺的施涂。

背景技术

V 法铸造是继机械成型及化学成型之后的新一代物理成型法。其基本原理是，在带抽气室的砂箱内填入单一干砂，稍加微震紧实，然后对型面和砂箱背面覆有塑料薄膜的砂型抽真空，利用砂箱内外的压力差使铸型定型，然后起模、合箱，在保持真空状态下浇注金属液。

与传统砂型铸造相比，其最大优势是型砂不使用粘结剂，干砂回用率高达95%以上，不仅节能环保、落砂简便、改善劳动条件，而且铸件表面品质和尺寸精度大大提高。因此，近几年来，V法铸造在我国铸钢、球铁和铝合金铸件上应用不断扩展。

为防止浇注时薄膜烧损使型砂脱落产生夹砂以及真空吸力作用下金属液向铸型渗透产生粘砂，降低铸件表面粗糙度，在覆膜成型后、放置砂箱前，在型砂一侧的塑料薄膜表面施涂涂料（涂刷或喷涂）是一项必不可少的工序。

目前，在市场上供应的V 法铸造涂料均为醇基浆状或膏状涂料，这类涂料在生产中使用的问题：一是在长途运输过程中其浆状或膏状醇基涂料易沉淀板结，严重时往往会报废；二是其涂料为易燃易爆品，在其运输和存储过程中存在安全易患；三是包装桶远距离运输后难以回收，增加铸造企业成本。为此，开发醇基粉（粒）状涂料是铸造涂料供应商和铸造用户的共同愿望。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种运输安全方便，节约包装和运输成本的粉状或粒状的V法铸造用醇基涂料。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种V法铸造用醇基涂料，所述涂料呈粉状或粒状，按重量计，其由100份的耐火粉料和10至14份的复合浆料混合而成。由于本发明的涂料为粉状或粒状，因此，其具有运输安全方便的优点；由于其包装无需使用桶装，因此其包装成本低；由于其在运输过程中不会出现沉淀板结的现象，不会造成材料报废的情况，因此其运输成本低；同时，本发明的涂料还具有涂层附着和粘结强度高、经受金属液机械及热冲击的能力强；干燥时间短、生产效率高和抗粘砂性优越的优点。

作为优选，上述耐火粉料至少是锆英粉、亚白刚玉粉、棕刚玉粉、镁砂粉、铝矾土粉、石英粉、莫来石粉以及石墨粉中的一种。

作为优选，上述复合浆料包括悬浮剂、粘结剂和醇类溶剂，按重量计，其中，所述悬浮剂的含量为15％～25%，粘结剂的含量为20％～30%，余下为醇类溶剂。

作为优选，上述悬浮剂为由硅铝镁无机粘土有机改性后能在醇类溶剂中溶解分散性的粉状物。本悬浮剂不用水或其他有毒溶剂引发，使用安全方便。

作为优选，上述粘结剂为聚乙酸乙烯溶液，该溶液能在醇类溶剂中溶解分散。本粘结剂具有催干作用，使本涂料具有涂料粘结强度高、干燥速度快等特点。

作为优选，上述醇类溶剂至少是甲醇、乙醇或异丙醇中的一种。

本发明同时还提供了一种制备V法铸造用醇基涂料的方法：一种制备上述V法铸造用醇基涂料的方法，其特征在于包括以下步骤：1）采用悬浮剂、粘结剂和醇类溶剂配制复合浆料，按重量百分比计，所述悬浮剂的含量为15%～25%，粘结剂的含量为20%～30%，余下为醇类溶剂；2）称量耐火粉料，将所述耐火粉料一次性地投入碾轮式混料机中，在投放过程中需确保投放及合盖操作正确；3）启动所述碾轮式混料机，对所述耐火粉料进行碾压的同时，加入占耐火粉料重量10%～14％的所述复合浆料，继续碾压；先使所述耐火粉料在所述复合浆料含有少量悬浮剂、粘结剂载液的湿润下，借助所述碾轮式混料机的滚轮和刮板，进行强烈搓揉，以使颗粒间相互滑动，复合浆料的加入量应使所述耐火粉料成为硬膏体的粉状或粒状为宜，碾压时间在50～60min；4）待所述耐火粉料和所述复合浆料碾压均匀后，进行放料装袋。

本发明涂料中耐火粉料及复合浆料的含量主要取决于粉料的湿点及流点，所谓湿点，是指粉料在含有少量粘结剂液体的湿润下，强烈搓揉，以使颗粒间相互滑动，液体加入量应使粉料成为硬膏体为宜，这时的液体量仅足以充塞粉料孔隙，这种使粉料湿润的液体数量极限称为湿点。所谓流点，是指向达到湿点的粉料膏体中再加液体，使得涂料开始具有流动性，这种粉料抵抗外力作用甚微，达到这种稠度的液体数量极限称为流点。

湿点与流点分别代表含液粉状物在不同含液量情况下的两种物理状态。如果这两点间距愈小，或是达到湿点以后不必加很多液体便可得到流点，就说明在湿点时，液体在粉料中分散情况良好，这只有在充分搓揉的情况下方能获得。实际上湿点可作为控制润湿粉料所需载液的指标，因为流点的开始点不易掌握，载液的变化大。

在本发明中，如复合浆料占耐火粉料的重量百分比小于10%，其涂料达不到湿点，其组分间的润湿分散不均匀，同时粉料易飞溅，恶化操作环境。当复合浆料占耐火粉料的重量百分比大于14%时，处于不易掌握的流点阶段，是涂料质量和含固量不易控制。因此，本发明中复合浆料的加入量控制在耐火粉料重量的10%～14％。

另一方面，碾压也是涂料制备过程中的重要环节，碾压的目的主要是使湿点载液（溶剂）渗入到粉料中去以造成均匀分散。粉料有时呈复合颗粒，即原生粒子因为温度、压力和粒子间液体蒸发造成粒子的集聚现象，通过碾压可以使粒子回复到原生状态。在碾压过程中有三方面物理变化，这些变化在碾磨中可能同时进行。

1）湿润：用具有湿润能力的载体对粉料表面气体（空气）或其他杂质（水）等吸附物进行取代。

2）碾压：机械破碎和分离复合粒。

3）分散：将已被湿润的粉料粒子推入载体之中使之悬浮。

湿润时，载体的表面张力可使载体侵入粉料体孔隙之中，侵入距离L与孔隙半径R及时间的乘积平方根呈正比，即。式中，——载液粘度；t——作用时间， K——常数。

本方法的涂料配方中的耐火粉料单一，根据不同的耐火粉料控制复合浆料的加入量，使得操作工人配制方便，有利保证成品涂料质量的稳定。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：1）由于本发明的涂料为粉状或粒状，因此，其具有运输安全方便的优点；2）由于其包装无需使用桶装，因此其包装成本低；由于其在运输过程中不会出现沉淀板结的现象，不会造成材料报废的情况，因此其运输成本低；3）本发明的涂料还具有涂层附着和粘结强度高、经受金属液机械及热冲击的能力强；干燥时间短、生产效率高和抗粘砂性优越的优点；4）涂料配方中的耐火粉料单一，根据不同的耐火粉料控制复合浆料的加入量，使得操作工人配制方便，有利保证成品涂料质量的稳定。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：一种制备上述V法铸造用醇基涂料的方法，其特征在于包括以下步骤：1）采用悬浮剂、粘结剂和醇类溶剂配制复合浆料，按重量百分比计，所述悬浮剂的含量为15％～25%，粘结剂的含量为20％～30%，余下为醇类溶剂；2）称量耐火粉料，将所述耐火粉料一次性地投入碾轮式混料机中，在投放过程中需确保投放及合盖操作正确；3）启动所述碾轮式混料机，对所述耐火粉料进行碾压的同时，加入占耐火粉料重量10%～14％的所述复合浆料，继续碾压；先使所述耐火粉料在所述复合浆料含有少量悬浮剂、粘结剂载液的湿润下，借助所述碾轮式混料机的滚轮和刮板，进行强烈搓揉，以使颗粒间相互滑动，复合浆料的加入量应使所述耐火粉料成为硬膏体的粉状或粒状为宜，碾压时间在50～60min；4）待所述耐火粉料和所述复合浆料碾压均匀后，进行放料装袋。

根据上述工艺，制备了几组涂料，具体见下表：

方案	锆英粉，（重量份数）	镁砂粉，（重量份数）	石墨粉+石英粉，（重量份数）	复合浆料，（重量份数）	含固量，%（质量分数）
						1	100份	－	－	10份	97
2	－	100份	－	12份	95
						3	－	－	100份	14份	93

上述方案1中，按重量计，复合浆料包括15％的悬浮剂，30%的粘结剂，余下为醇类溶剂。

上述方案2中，按重量计，复合浆料包括25％的悬浮剂，20%的粘结剂，余下为醇类溶剂。

上述方案3中，按重量计，复合浆料包括20％的悬浮剂，25%的粘结剂，余下为醇类溶剂。

其主要性能及效果见下表：

方案	悬浮性（2h，％）	干燥性（≦60℃）（min）	涂层附着强度（级）*	应用范围及效果
					例1	≥95	≦4	1级（高）	V法重大厚壁碳钢件，低合金铸钢车桥，烧结涂层剥离性好，抗粘砂性能佳
例2	≥95	≦4	1级（高）	V法高锰钢件（矿山机械，鳄板等）抗粘砂性能好
					例3	≥96	≦4	1级（高）	V法减速机箱体和配重以及平衡重等中型灰铁球铁铸件，表面光洁

当然，除了上述表格中的配方，耐火粉料还可以采用亚白刚玉粉、棕刚玉粉、铝矾土粉以及莫来石粉中的一种或多种。

Claims

1.一种V法铸造用醇基涂料，其特征在于：所述涂料呈粉状或粒状，按重量计，其由100份的耐火粉料和10至14份的复合浆料混合而成。

2.根据权利要求1所述的一种V法铸造用醇基涂料，其特征在于：所述耐火粉料至少是锆英粉、亚白刚玉粉、棕刚玉粉、镁砂粉、铝矾土粉、石英粉、莫来石粉以及石墨粉中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种V法铸造用醇基涂料，其特征在于：所述复合浆料包括悬浮剂、粘结剂和醇类溶剂，按重量计，其中，所述悬浮剂的含量为15％～25%，粘结剂的含量为20％～30%，余下为醇类溶剂。

4.根据权利要求3所述的一种V法铸造用醇基涂料，其特征在于：所述悬浮剂为由硅铝镁无机粘土有机改性后能在醇类溶剂中溶解分散性的粉状物。

5.根据权利要求3所述的一种V法铸造用醇基涂料，其特征在于：所述粘结剂为聚乙酸乙烯溶液，该溶液能在醇类溶剂中溶解分散。

6.根据权利要求3所述的一种V法铸造用醇基涂料，其特征在于：所述醇类溶剂至少是甲醇、乙醇或异丙醇中的一种。

7.一种制备如权利要求1所述的V法铸造用醇基涂料的方法，其特征在于包括以下步骤：1）采用悬浮剂、粘结剂和醇类溶剂配制复合浆料，按重量百分比计，所述悬浮剂的含量为15％～25%，粘结剂的含量为20％～30%，余下为醇类溶剂；2）称量耐火粉料，将所述耐火粉料一次性地投入碾轮式混料机中，在投放过程中需确保投放及合盖操作正确；3）启动所述碾轮式混料机，对所述耐火粉料进行碾压的同时，加入占耐火粉料重量10%～14％的所述复合浆料，继续碾压；先使所述耐火粉料在所述复合浆料含有少量悬浮剂、粘结剂载液的湿润下，借助所述碾轮式混料机的滚轮和刮板，进行强烈搓揉，以使颗粒间相互滑动，复合浆料的加入量应使所述耐火粉料成为硬膏体的粉状或粒状为宜，碾压时间在50～60min；4）待所述耐火粉料和所述复合浆料碾压均匀后，进行放料装袋。