CN106166597A - 一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方及其制备方法，低温快干涂料包括耐火骨粉、粘结剂、助剂、溶剂载体和渗透剂，所述粘结剂为酚醛树脂和松香的混合物，助剂为聚乙烯醇缩丁醛和无机粘土类悬浮剂的混合物，溶剂载体为乙醇和甲醇的混合物；制备方法包括：预处理；在耐火骨粉中加入溶剂载体以及助剂；加入渗透剂以及粘结剂和聚乙烯醇缩丁醛，搅拌5‑10分钟；加入剩下的溶剂载体，高速搅拌10‑15分钟。本发明的低温快干涂料能够快速自干，悬浮性好，对塑料薄膜附着力大，固相烧结性好；本发明的低温快干涂料的制备方法制备过程科学规范，对原料进行分步加工，每一步的操作时间明确，适用性广。

Description

一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方及其制备方法

技术领域

本发明涉及铸模涂料领域，具体是指一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方及其制备方法。

背景技术

低温快干涂料是V法生产线砂型技术的关键材料，涂层性能的好坏不仅影响薄膜的气化和气体的迁移，还和铸件表面质量密切相关，涂层性能不好会造成型砂与空气提早接触而塌箱。由于V法生产线砂型没有使用粘结剂，型砂之间是点与点的接触，透气性好，如果没有涂层或涂层性能不好，在熔液浇注时对铸型的抽真空操作，还会造成熔融态的熔液向型砂中渗透，导致铸件粘砂，浇注后保压失败，最终使得铸件报废，因此，涂料在V法生产线砂型造型及铸造中有着不可替代的作用。

传统的低温快干涂料虽然也有着较好的附着力，但在干燥过程中需要浪费较长的时间，不能够快速的干燥，这大大降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速自干，悬浮性好，对塑料薄膜附着力大，固相烧结性好的低温快干涂料。

本发明的目的还在于提供一种制备过程科学规范，对原料进行分步加工，每一步的操作时间明确的低温快干涂料的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种操作简单快捷，节约生产时间的低温快干涂料的制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于耐火材料生产的低温快干涂料，包括耐火骨粉、粘结剂、助剂、溶剂载体和渗透剂，所述粘结剂为酚醛树脂和松香的混合物，助剂为聚乙烯醇缩丁醛和无机粘土类悬浮剂的混合物，溶剂载体为乙醇和甲醇的混合物。

粘结剂选用酚醛树脂和松香的混合物，酚醛树脂作粘结剂，它溶于乙醇，干燥后使涂层具有一定的强度；松香作为辅助的粘结剂，它不溶于水，适量溶于乙醇，可以使涂层不易开裂。

有机膨润土有较好的稠化能力和悬浮能力，可以防止油类溶剂中的固体沉淀，但由于本涂料采用醇类溶剂载体，使用有机膨润土的效果不是很理想，而且价格昂贵，故助剂选用无机粘土类悬浮剂。

助剂还选用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为涂料的增稠剂，加入PVB可以提高涂料的悬浮稳定性，PVB的结构中还有较长的支链，因此它柔软、绕曲性好、薄膜强度及延伸性均好；由于PVB中含有一定量的羟基，可溶于甲醇、乙醇等溶剂中，其中以乙醇作溶剂较为理想，PVB的羟基和酚醛树脂的羟甲基发生缩聚反应，提高涂层的强度，用PVB可以增加酚醛树脂的粘结力和悬浮性，减少悬浮剂的裂纹倾向。

溶剂载体选用乙醇及甲醇，因其挥发性很好，有利于涂料的快干，在近50℃的低温、热风干燥条件下，涂料烘干时间8-10分钟，满足了生产线工艺要求。

本涂料用于喷涂在聚乙烯醋酸乙烯酯共聚体(EVA)薄膜上，由于聚乙烯醋酸乙烯酯共聚体(EVA)薄膜属极性很小的物质，分子排列规律，故在其表面难以附着涂料，除选用与其具有较好亲和力的粘结剂外，还需附加适当的渗透剂使塑料表面活化，以增加涂料附着力。

进一步地，所述耐火骨粉为锆英粉，按重量份计，包括锆英粉90-110份、粘结剂2-10份、助剂1-10份、溶剂载体80-200份、渗透剂0.01-0.1份。

进一步地，所述用于耐火材料生产的低温快干涂料，按重量份计，包括锆英粉100份、粘结剂5份、助剂5份、溶剂载体180份、渗透剂0.05份。

进一步地，所述耐火骨粉为锆英粉和刚玉粉的混合物，按重量份计，包括锆英粉70-85份、刚玉粉15-30份、粘结剂3-10份、助剂2-10份，溶剂载体80-200份、渗透剂0.01-0.1份。

进一步地，所述用于耐火材料生产的低温快干涂料，按重量份计，包括锆英粉80份、刚玉粉25份、粘结剂6份、助剂6份、溶剂载体190份、渗透剂0.05份。

进一步地，上述用于耐火材料生产的低温快干涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理；

(2)预处理完成后，将耐火骨粉干混，然后在耐火骨粉中加入溶剂载体以及助剂中的无机粘土类悬浮剂进行搅拌混合；

(3)搅拌均匀后，加入渗透剂以及预处理后的粘结剂和聚乙烯醇缩丁醛，搅拌5-10分钟，使涂料形成膏状；

(4)上述涂料形成膏状后，再加入剩下的溶剂载体，高速搅拌10-15分钟，完成配制。

所述步骤(1)中，对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理的具体步骤为：

(1.1)将乙醇与粘结剂中粉末状的酚醛树脂按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使酚醛树脂溶于乙醇；

(1.2)将乙醇与粘结剂中块状的松香按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使松香溶于乙醇；

(1.3)将乙醇与助剂中粉末状的聚乙烯醇缩丁醛按照8：1的比例混合至溶液呈浆状，使聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇。

进一步地，上述用于耐火材料生产的低温快干涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将耐火骨粉、粘结剂、助剂中的无机粘土类悬浮剂、渗透剂先搅拌20-30分钟；

(2)然后加入溶剂载体和助剂中的聚乙烯醇缩丁醛在胶体磨研磨5-10分钟，完成配制。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料，使用甲醇和乙醇的混合物作为溶剂载体，使得涂料能够快速自干，满足了生产线的工艺要求；

(2)本发明所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料，具有悬浮性好，对塑料薄膜附着力大，固相烧结性好的优点；

(3)本发明所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料的制备方法，制备过程科学规范，对原料进行分步加工，每一步的操作时间明确；并且有两种制备方法，操作简单，适用性广。

具体实施方式

下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

一种用于耐火材料生产的低温快干涂料，包括锆英粉100份、粘结剂5份、助剂5份、溶剂载体180份、渗透剂0.05份。

其中粘结剂为酚醛树脂和松香的混合物，助剂为聚乙烯醇缩丁醛和无机粘土类悬浮剂的混合物，溶剂载体为乙醇和甲醇的混合物。

具体制备方法，包括以下步骤：

(1)对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理；

(2)预处理完成后，在锆英粉加入溶剂载体以及助剂中的无机粘土类悬浮剂进行搅拌混合；

(3)搅拌均匀后，加入渗透剂以及预处理后的粘结剂和聚乙烯醇缩丁醛，搅拌5-10分钟，使涂料形成膏状；

(4)上述涂料形成膏状后，再加入剩下的溶剂载体，高速搅拌10-15分钟，完成配制。

对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理的具体步骤为：

(1.1)将乙醇与粘结剂中粉末状的酚醛树脂按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使酚醛树脂溶于乙醇；

(1.2)将乙醇与粘结剂中块状的松香按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使松香溶于乙醇；

(1.3)将乙醇与助剂中粉末状的聚乙烯醇缩丁醛按照8：1的比例混合至溶液呈浆状，使聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇。

实施例2：

一种用于耐火材料生产的低温快干涂料，包括锆英粉80份、刚玉粉25份、粘结剂6份、助剂6份、溶剂载体190份、渗透剂0.05份。

其中粘结剂为酚醛树脂和松香的混合物，助剂为聚乙烯醇缩丁醛和无机粘土类悬浮剂的混合物，溶剂载体为乙醇和甲醇的混合物。

具体制备方法，包括以下步骤：

(1)对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理；

(2)预处理完成后，将锆英粉和刚玉粉干混，然后加入溶剂载体以及助剂中的无机粘土类悬浮剂进行搅拌混合；

(3)搅拌均匀后，加入渗透剂以及预处理后的粘结剂和聚乙烯醇缩丁醛，混合搅拌5-10分钟，使涂料形成膏状；

(4)上述涂料形成膏状后，再加入剩下的溶剂载体，高速搅拌10-15分钟，完成配制。

对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理的具体步骤为：

(1.1)将乙醇与粘结剂中粉末状的酚醛树脂按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使酚醛树脂溶于乙醇；

(1.2)将乙醇与粘结剂中块状的松香按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使松香溶于乙醇；

(1.3)将乙醇与助剂中粉末状的聚乙烯醇缩丁醛按照8：1的比例混合至溶液呈浆状，使聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇。

实施例3：

一种用于耐火材料生产的低温快干涂料，包括锆英粉100份、粘结剂5份、助剂5份、溶剂载体180份、渗透剂0.05份。

其中粘结剂为酚醛树脂和松香的混合物，助剂为聚乙烯醇缩丁醛和无机粘土类悬浮剂的混合物，溶剂载体为乙醇和甲醇的混合物。

具体制备方法，包括以下步骤：

(1)将锆英粉、粘结剂、助剂中的无机粘土类悬浮剂、渗透剂先混合搅拌20-30分钟；

(2)然后加入溶剂载体和助剂中的聚乙烯醇缩丁醛在胶体磨研磨5-10分钟，完成配制。

实施例4：

本低温快干涂料主要用于V法生产线砂型技术，由于低温快干涂料是V法生产线砂型技术的关键材料，涂层性能的好坏不仅影响薄膜的气化和气体的迁移，还和铸件表面质量密切相关，涂层性能不好会造成型砂与空气提早接触而塌箱。本涂料用于喷涂在塑料薄膜上，而不是砂型上，该涂料除应具有普通型砂涂料的性能外，还必须具有较好的附着力、不流淌、迅速干燥等特性，在浇注后能形成薄壳从铸件表面剥离下来，与普通型砂涂料相比，还应具有很好的附着性、干燥速度快、不流淌、固相烧结型好的特点。

基于以上性能的要求，围绕涂料所需的耐火骨料、粘结剂、助剂、渗透剂进行了大量的混合配制、优选和实验测试工作，具体涂料配方如表1。

表1低温快干涂料配方

根据表1所示的涂料配方以及上述实施例的涂料制备方法，根据编号制作1-5号涂料，并对每种配方涂料的表面强度、流淌强度、表面裂纹以及附着力等性能进行测试分析，其中表面强度指的是待涂料试样彻底干燥，具有常温强度后，测定涂料的磨下量，以磨下量衡量涂料的表面强度，测试分析结果如表2所示。

表2低温快干涂料性能分析表

通过对涂料的耐火骨料、粘结剂、助剂、渗透剂等大量的优化配方、性能测试和现场使用工作，最终得出1号涂料和4号涂料的配方悬浮性很好，对塑料薄膜的附着力大，干燥速度快，固相烧结性好、抗粘砂性强，为优质的低温快干涂料。

在砂型型腔薄膜表面不喷涂涂料层时，在浇注过程中由于EVA薄膜烧失，砂型的密封性低，砂型失压，进而造成垮砂塌型。经大量现场操作验证，采用本发明的低温快干涂料后，该涂料层发生固相烧结后在真空的作用下可以保持砂型，杜绝了砂型的垮砂和塌型现象，表明本涂料在熔铸耐火材料时，具有良好的固相烧结性，从而能够保持型腔的密封性和砂型稳定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方，其特征在于：包括耐火骨粉、粘结剂、助剂、溶剂载体和渗透剂，所述粘结剂为酚醛树脂和松香的混合物，助剂为聚乙烯醇缩丁醛和无机粘土类悬浮剂的混合物，溶剂载体为乙醇和甲醇的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方，其特征在于：所述耐火骨粉为锆英粉，按重量份计，包括锆英粉90-110份、粘结剂2-10份、助剂1-10份，溶剂载体80-200份、渗透剂0.01-0.1份。

3.根据权利要求2所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方，其特征在于：按重量份计，所述锆英粉100份、粘结剂5份、助剂5份、溶剂载体180份、渗透剂0.05份。

4.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方，其特征在于：所述耐火骨粉为锆英粉和刚玉粉的混合物，按重量份计，包括锆英粉70-85份、刚玉粉15-30份、粘结剂3-10份、助剂2-10份，溶剂载体80-200份、渗透剂0.01-0.1份。

5.根据权利要求4所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料配方，其特征在于：按重量份计，所述锆英粉80份、刚玉粉25份、粘结剂6份、助剂6份、溶剂载体190份、渗透剂0.05份。

6.上述用于耐火材料生产的低温快干涂料配方具体的制备方法包括以下步骤：

（1）对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理；

（2）预处理完成后，将耐火骨粉干混，然后在耐火骨粉中加入溶剂载体以及助剂中的无机粘土类悬浮剂进行搅拌混合；

（3）搅拌均匀后，加入渗透剂以及预处理后的粘结剂和聚乙烯醇缩丁醛，搅拌5-10分钟，使涂料形成膏状；

（4）上述涂料形成膏状后，再加入剩下的溶剂载体，高速搅拌10-15分钟，完成配制。

7.根据权利要求6所述的一种用于耐火材料生产的低温快干涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，对粘结剂和助剂中聚乙烯醇缩丁醛进行预处理的具体步骤为：

（1.1）将乙醇与粘结剂中粉末状的酚醛树脂按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使酚醛树脂溶于乙醇；

（1.2）将乙醇与粘结剂中块状的松香按照3：1的比例混合至溶液呈浆状，使松香溶于乙醇；

（1.3）将乙醇与助剂中粉末状的聚乙烯醇缩丁醛按照8：1的比例混合至溶液呈浆状，使聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇。

8.上述用于耐火材料生产的低温快干涂料配方具体的制备方法包括以下步骤：

（1）将耐火骨粉、粘结剂、助剂中的无机粘土类悬浮剂、渗透剂先搅拌20-30分钟；

（2）然后加入溶剂载体和助剂中的聚乙烯醇缩丁醛在胶体磨研磨5-10分钟，完成配制。