CN103264142B

CN103264142B - 铸造用锆英粉替代涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN103264142B
Application number: CN201310209741.6A
Authority: CN
Inventors: 王进兴; 金车; 陆玉峰; 王文浩; 王锦程; 陈亚东
Original assignee: SUZHOU XINGYE MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU XINGYE MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: CN103264142A

Abstract

本发明公开了一种铸造用锆英粉替代涂料，其特征在于所述涂料组合物包括由异丙醇、甲苯、乙醇组成的载液、由有机膨润土、凹凸棒土组成的悬浮剂、由热塑性酚醛树脂和松香组成的粘结剂和由白刚玉粉和红柱石粉组成的耐火骨料；所述涂料组合物以其组分的重量百分比计包括：异丙醇6%-10%；甲苯2%-4%；乙醇6%-10%；有机膨润土0.5%-1.5%；凹凸棒土1%-2%；热塑性酚醛树脂0.2%-1.0%；松香0.2%-1.0%；白刚玉粉15%-55%；红柱石粉15%-55%。该涂料较现在市场普遍使用的铸钢锆英粉涂料具有更好的触变性和流平性，涂层光洁致密，有足够的常温和高温强度，使铸件粗糙度达到质量要求；而且发气量低，有适当的屏蔽性，可明显减少铸件气孔缺陷。

Description

铸造用锆英粉替代涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于铸造用涂料及其合成工艺技术领域，具体涉及一种铸造用锆英粉替代涂料及其制备方法。

背景技术

锆英粉的化学成分为ZrO₂>65%、SiO₂<33%、TiO₂<0.4%、Fe₂O₃<0.5%、P₂O₅<0.5%、Al₂O₃<0.3%；其粒度：95%过320目，其余过260目。要求耐火度：不小于1550℃；总放射性比活度不大于2*10^-6Ci·kg^-1；常用于熔模铸造业中的铸型涂料。锆英粉在陶瓷工业中既作为主体材料，也用于上釉，使制成的陶瓷器增加耐磨性和表面光洁度。锆英粉在许多化学工业中具有专门的用途，包括化妆品、水泥、食品防腐、制革、纤维（用于制造阻燃纤维）。

铸造用锆英粉涂料一直是铸造行业中铸钢用的首选涂料。锆英粉因其线膨胀系数小、热震稳定性好、耐火度高而且在高温时对大多数的合金不起化学作用，所以是一种良好的耐火材料，普遍用于不锈钢、高合金钢铸件生产的涂料骨料。

但是近年来锆英粉来源较为复杂，国内外市场供求关系发生显著变化，导致锆英粉价格一路走高。另外，国内加工的锆英粉一般多为雷蒙磨粉机研磨，杂质含量较高，同时放射性较大，容易对车间员工的身体造成伤害。现市场上的铸钢涂料，除了锆英粉涂料外，还有高铝矾土涂料、铬矿粉涂料等等，但这些涂料高温稳定性较差，很难达到铸钢要求。本发明因此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型铸造用锆英粉替代涂料，通过白刚玉粉和红柱石粉为主要原料替代锆英粉，得到的新型铸造用锆英粉替代涂料高温稳定性好，耐火度高，可以作为铸造用锆英粉涂料的替代品使用，而且制备新型铸造用锆英粉替代涂料的工艺原料来源广、制备工艺简单、成本低廉。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种铸造用锆英粉涂料，其特征在于所述涂料组合物包括由异丙醇、甲苯、乙醇组成的载液、由有机膨润土、凹凸棒土组成的悬浮剂、由热塑性酚醛树脂和松香组成的粘结剂和由白刚玉粉和红柱石粉组成的耐火骨料；所述涂料组合物以其组分的重量百分比计包括：

异丙醇6%-10%；甲苯2%-4%；乙醇6%-10%；有机膨润土0.5%-1.5%；凹凸棒土1%-2%；热塑性酚醛树脂0.2%-1.0%；松香0.2%-1.0%；白刚玉粉15%-55%；红柱石粉15%-55%。

该涂料可以通过以下方法得到：

（1）将有机膨润土加入甲苯，调至膏状成半成品A。

（2）将半成品A与凹凸棒土、热塑性酚醛树脂、松香、白刚玉粉、红柱石粉按此顺序加入捏合机，捏合1个小时成半成品B。

（3）将异丙醇和乙醇加入高速分散机，再把半成品B加入，500～1500转/分钟搅拌，搅拌0.5-2个小时成半成品C。

（4）将半成品C通过胶体磨，胶磨成浆状即为权利要求1所述的铸造用锆英粉涂料。

优选的，所述涂料组合物中白刚玉粉、红柱石粉的粒度分别小于260目。

优选的，所述涂料组合物中白刚玉粉、红柱石粉的粒度分别小于320目。

优选的，所述涂料组合物中白刚玉粉为325目白刚玉粉，所述红柱石粉为325目红柱石粉。

本发明的另一目的在于提供一种铸造用锆英粉替代涂料的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）将有机膨润土加入甲苯，调至膏状成半成品A。

（4）将半成品C通过胶体磨，胶磨成浆状即为所述的铸造用锆英粉涂料。

优选的，所述方法包括以下步骤：

（1）将有机膨润土加入甲苯，调至膏状成半成品A。

（3）将异丙醇和乙醇加入高速分散机，再把半成品B加入，1000转/分钟搅拌，搅拌1个小时成半成品C。

红柱石是一种铝硅酸盐矿物，是一种天然的矿石，化学式为Al₂(SiO₄)O，晶体属斜方(正交)晶系的岛状硅酸盐矿物，是提取铝、制造高强度轻质合金、高级耐火材料、陶瓷、电缆、合成莫来石等的矿物原料，还用做宝石、观赏石和雕刻工艺品的原材料，常见于接触变质带的泥质岩中，主要形成于较高的地温梯度、压力与温度比低的条件下。白刚玉以工业氧化铝粉为原料，于电弧中经2000度以上高温熔炼后冷却制成。白刚玉是人造磨料的一种。三氧化二铝(Al₂O₃)含量在98%以上，并含有少量氧化铁、氧化硅等成分，呈白色。

单纯使用红柱石粉或白刚玉粉作为锆英粉替代品使用，使用效果不好，无法应用到铸造用涂料配方中。其原因为红柱石虽然烧结性能好，但耐火度不高，白刚玉粉虽耐火度高，但烧结性能不好。本发明技术方案获得的明新型铸钢涂料采用红柱石粉与白刚玉粉相结合，取其耐火高及烧结性能好的优点。

本发明目的在于克服锆英粉价格偏高和具有放射性的不足，通过对白刚玉粉和红柱石粉的合理搭配，配制成一种新型铸钢涂料，取代现在市场使用的价格昂贵且有放射性的锆英粉，生产出在铸钢上起到与锆英粉涂料同样浇铸效果的新型铸钢涂料。本发明优选的新型铸钢涂料主要由载液、悬浮剂、粘结剂、耐火骨料组成，其成分及配比为：

载液部分：异丙醇6%-10%；甲苯2%-4%；乙醇6%-10%；

悬浮剂部分：有机膨润土0.5%-1.5%；凹凸棒土1%-2%；

粘结剂部分：热塑性酚醛树脂0.2%-1.0%；松香0.2%-1.0%；

耐火骨料部分：325目白刚玉粉15%-55%；325目红柱石粉15%-55%。其中比例为相应组分占涂料的重量百分比。

其中有机膨润土是一种无机矿物/有机铵复合物，以膨润土为原料，利用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性，通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成的。凹凸棒土又称坡缕石（Palygorskite）或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。

热塑性酚醛树脂,即线型酚醛树脂。当甲醛/苯酚（摩尔比）小于1时，可得热塑性酚醛树脂，它不含进一步缩聚的基团。主要用于制造压塑粉，也可用于层压塑料、清漆和胶黏剂。典型使用的热塑性酚醛树脂种类有2123热塑性酚醛树脂、2132热塑性酚醛树脂。

优选的新型铸钢涂料的配制工艺包括以下步骤：

（1）将有机膨润土加入甲苯，调至膏状成半成品A。

（2）将半成品A与凹凸棒土、热塑性酚醛树脂、松香、325目白刚玉粉、325目红柱石粉按此顺序加入捏合机，捏合1个小时成半成品B。

（4）将半成品C通过胶体磨，胶磨成浆状后装桶包装。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明所述的铸钢涂料，较现在普遍使用的铸钢锆英粉涂料成本大幅下降，且白刚玉粉和红柱石粉无放射性，对员工身体无任何伤害。

按照本发明工艺制成的新型铸钢涂料较现在市场普遍使用的铸钢锆英粉涂料具有更好的触变性和流平性(Φ6粘度计检测为7-12秒)，涂层光洁致密（Ⅰ级），有足够的常温和高温强度（0.25g/64转），使铸件粗糙度达到质量要求（Ⅰ级）。此新型铸钢涂料发气量低（18.2ml/g），有适当的屏蔽性，可明显减少铸件气孔缺陷。使用该新型铸钢涂料后，涂层和铸件自动剥离，可减少铸件清理工作量。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

比较例

市场现有的典型的锆英粉涂料成分

配制方法如下：

（1）将有机膨润土加入甲苯，调至膏状成半成品A。

（2）将半成品A与凹凸棒土、热塑性酚醛树脂、松香、325目锆英粉按此顺序加入捏合机，捏合1个小时成半成品B。

（4）将半成品C通过胶体磨，胶磨成浆状后装桶包装。

目前市场上大多数铸钢锆英粉涂料价格昂贵且具有放射性。

实施例1铸造用锆英粉替代涂料的制备

配制方法如下：

（1）将有机膨润土加入甲苯，调至膏状成半成品A。

（4）将半成品C通过胶体磨，胶磨成浆状后装桶包装。

该新型铸钢涂料具有很高的耐火度和良好的烧结剥离性能，铸钢件表面质量大大提高。

实施例2铸造用锆英粉替代涂料的制备

新型铸钢涂料成分：异丙醇10%、甲苯3%、乙醇6.0%、有机膨润土1.3%、凹凸棒土1.0%、热塑性酚醛树脂0.8%、松香0.3%、325目白刚玉粉40%、325目红柱石粉37.6%。

实施例3铸造用锆英粉替代涂料的制备

新型铸钢涂料成分：异丙醇6%、甲苯3.5%、乙醇9%、有机膨润土1.5%、凹凸棒土1.1%、热塑性酚醛树脂0.7%、松香0.4%、325目白刚玉粉55%、325目红柱石粉22.8%。

该新型铸钢涂料成本低廉，无放射性，具有很好的流动性能和良好的烧结剥离性能，铸钢件表面质量大大提高。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铸造用锆英粉替代涂料，其特征在于所述铸造用锆英粉替代涂料包括由异丙醇、甲苯、乙醇组成的载液；由有机膨润土、凹凸棒土组成的悬浮剂；由热塑性酚醛树脂和松香组成的粘结剂和由白刚玉粉和红柱石粉组成的耐火骨料；所述铸造用锆英粉替代涂料以其组分的重量百分比计包括：

异丙醇6％-10％；甲苯2％-4％；乙醇6％-10％；有机膨润土0.5％-1.5％；凹凸棒土1％-2％；热塑性酚醛树脂0.2％-1.0％；松香0.2％-1.0％；白刚玉粉15％-55％；红柱石粉15％-55％。

2.根据权利要求1所述的铸造用锆英粉替代涂料，其特征在于所述白刚玉粉、红柱石粉的粒度分别小于260目。

3.根据权利要求1所述的铸造用锆英粉替代涂料，其特征在于所述白刚玉粉、红柱石粉的粒度分别小于320目。

4.根据权利要求1所述的铸造用锆英粉替代涂料，其特征在于所述白刚玉粉为325目白刚玉粉，所述红柱石粉为325目红柱石粉。

5.一种权利要求1所述的铸造用锆英粉替代涂料的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)将有机膨润土加入甲苯，调至膏状成半成品A；

(2)将半成品A与凹凸棒土、热塑性酚醛树脂、松香、白刚玉粉、红柱石粉按此顺序加入捏合机，捏合1个小时成半成品B；

(3)将异丙醇和乙醇加入高速分散机，再把半成品B加入，500～1500转/分钟搅拌，搅拌0.5-2个小时成半成品C；

(4)将半成品C通过胶体磨，胶磨成浆状即为权利要求1所述的铸造用锆英粉替代涂料。