CN107552722A

CN107552722A - 一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂及其应用

Info

Publication number: CN107552722A
Application number: CN201711088604.6A
Authority: CN
Inventors: 黄建波; 张婷
Original assignee: Hubei Engineering Institute
Current assignee: Hubei Engineering Institute
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明公开了一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂，各组分的质量分数为：累托石17‑28%，凹凸棒土30‑35%，羧甲基纤维素6‑10%，大豆粉25‑35%，樟脑酚2‑5%，氧化铁红2‑5%，其中各组分的质量分数之和为100%，所述大豆粉是指由干大豆经蒸煮熟化后，在90‑100℃下干燥10‑15min，粉碎至200目过筛后制得；上述组分制备粉末添加剂时，按比例将各组分混合均匀后，粉碎过200目筛即得；本发明具有很好的悬浮率，使用本发明制备的涂料对pH值不敏感，无论是水基涂料还是醇基涂料均可达到理想的悬浮效果，成本低廉，制备工艺简单，生产效率高。

Description

一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂及其应用

技术领域

本发明涉及铸造涂料技术领域，具体是一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂及其应用。

背景技术

目前，国内外铸造行业所使用的涂料根据载液的不同分为醇基涂料和水基涂料两大类。醇基涂料主要以甲醇和乙醇为载液，涂覆在铸型（芯）工作表面上后一般通过点火引燃的方式干燥涂层；醇基涂料在经过多次刷涂，多次点燃后，容易出现涂层起泡，涂层与砂型（芯）表面或各道涂层间结合不良的现象，得到的干涂层较疏松，浇注时结合不良部位的涂层在金属液的持续冲刷下容易从砂型（芯）表面脱落，从而丧失防粘砂等功能，除此之外醇基铸造涂料大面积刷涂后点火引燃时由于火势的瞬间蔓延存在烧伤操作人员的安全隐患。水基涂料主要以水为载液，涂覆后一般通过火焰烘干或进炉加热烘干等方式获得干燥涂层。由于水比酒精挥发速度慢得多，在刷涂过程中不会像溶剂一样快速挥发，而滑爽性下降较快，阻力上升，故水基涂料的刷涂性优于醇基涂料。水基涂料通过烘烤，烘干等方式干燥，其热量释放较醇基涂料点火引燃后溶剂挥发迅速温和许多，不会出现涂层起泡等缺陷，干燥涂层与砂型( 芯) 表面及涂层间结合紧密，涂层致密，浇铸时钢水不易将涂层从砂型( 芯) 表面冲刷掉，水基涂料不存在烧伤操作人员的安全隐患。因此对于大型铸件，水基涂料在降低刷涂劳动强度，保障铸件质量，提高生产安全性等方面均是优于醇基涂料的选择。

无论是水基涂料还是醇基涂料，其配制过程均极为复杂，涂料一般由耐火粉料+粘结剂+悬浮剂+防腐剂+表面活性剂+消泡剂+溶剂（水、乙醇或甲醇）组成，经混合均匀后，还需要再搅拌或碾压2小时以上才能正常使用，并且大部分商品涂料为膏状，由于制备工艺复杂，物料成本昂贵，造成铸造涂料售价居高不下。此外，当前尚没有一种既适用于配制水基涂料又适用于醇基涂料的复合粉状添加剂。因此，研发一种低成本、制备工艺简单，且既能适用于配制水基涂料又适用于醇基涂料的复合粉状添加剂是本发明亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对目前的水基铸造涂料和醇基铸造涂料制备工艺复杂，物料成本昂贵，造成涂料售价居高不下等问题，提供一种成本低、制备工艺简单，且既能适用于配制水基涂料又适用于醇基涂料的复合粉状添加剂。

本发明提供了一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂，各组分的质量分数为：累托石17-28%，凹凸棒土30-35%，羧甲基纤维素6-10%，大豆粉25-35%，樟脑酚2-5%，氧化铁红2-5%，其中各组分的质量分数之和为100%，所述大豆粉是指由干大豆经蒸煮熟化后，在90-100℃下干燥10-15min，粉碎至200目过筛后制得；上述组分制备粉末添加剂时，按比例将各组分混合均匀后，粉碎过200目筛即得。

本发明中各组分的质量分数优选为：累托石22%，凹凸棒土32%，羧甲基纤维素8%，大豆粉30%，樟脑酚4%，氧化铁红4%。

本发明还提供了一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备水基涂料中的应用，按照重量比为1:0.08:1称取耐火粉料、添加剂和水，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入2/3的水，在1000-1200r/min下搅拌10-15min，再加入剩下1/3的水，再在1000-1200r/min下搅拌5-10min即可制得涂料，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

本发明还提供了一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备醇基涂料中的应用，按照重量比为10:1:8称取耐火粉料、添加剂和醇，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入醇，在1000-1200r/min下搅拌10-15min，即可制得涂料，所述醇为甲醇或乙醇，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

本发明中的累托石是一种由二八面体云母和二八面体蒙脱石组成的规则间层矿物，外观为鳞片、纤维状晶体，质地松软有滑感，遇水极易分散，其微粒成膜平整，加入少量碱处理后，分散效果更佳, 并长期保持悬浮，具有良好的胶体性能，可代替膨润土用作涂料的分散悬浮剂。

本发明中的凹凸棒土是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸粘土矿物，具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能，在相当低的浓度下可以形成高粘度的悬浮液，流变性极好。

本发明中的羧甲基纤维素（CMC）与熟化大豆粉配合使用于水基或醇基涂料时能够保证涂料有足够的粘结强度、悬浮性和透气性，熟化大豆粉在高温下挥发出的还原性气体还能有效防止铸件表面氧化及粘砂，生产出的铸件表面光洁。

本发明中的樟脑粉是一种白色粉状晶体，具有较强的杀菌防腐作用，能有效防止该复合粉状添加剂由于吸潮而发生板结，以及有效防止涂料发生变质，其遇高温时放出具有还原性的一氧化碳气体能够防止铸件表面氧化及粘砂。樟脑粉无论在水基涂料中还是在醇基涂料中均有较强的杀菌防腐作用，对人体皮肤无副作用。

本发明中的氧化铁红具有提高涂料耐高温、耐酸、耐碱的性能，用于水基或醇基涂料时具有较好的分散性。

本发明适用于所有砂型铸造、消失模铸造，以及各种耐火粉料相应的铸件材质，如铸铁、合金铸铁、碳钢、合金钢等铸件的生产，本发明具有以下几个优点：

（1）本发明充分利用累托石和凹凸棒土各自的优点，两者性能得到了互补，使本发明具有更好的悬浮率，使用本发明制备的涂料由于对pH值不敏感，无论是水基涂料还是醇基涂料均可达到理想的悬浮效果，成本低廉，制备工艺简单，生产效率高。

（2）使用本发明的添加剂来配制涂料的过程简单易行，只需要将耐火粉料与本发明混合均匀后，加载体（水或甲醇、乙醇）搅拌10~20min即可正常使用，调制方便。采用本发明配制的涂料在生产的铸件时，表面光洁易脱砂，在碳钢、低合金钢等应用中可以采用价格低廉的石英粉代替昂贵的锆英粉生产高品位的优质钢、铁铸件。

（3）本发明所使用的原材料对人体和环境无害，是一种先进、环保型涂料添加剂，而且还可与就地取材的载体（水或甲醇、乙醇）及耐火粉料制成成品涂料，大大节省了涂料包装费和运输费，运输安全，储放方便。

具体实施方式

实施例1

本实施例的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂，各组分的质量分数为：累托石22%，凹凸棒土32%，羧甲基纤维素8%，大豆粉30%，樟脑酚4%，氧化铁红4%，所述大豆粉是指由干大豆经蒸煮熟化后，在95℃下干燥12min，粉碎至200目过筛后制得；上述组分制备粉末添加剂时，按比例将各组分混合均匀后，粉碎过200目筛即得。

本实施例的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备水基涂料中的应用，按照重量比为1:0.08:1称取耐火粉料、添加剂和水，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入2/3的水，在1100r/min下搅拌13min，再加入剩下1/3的水，再在1100r/min下搅拌8min即可制得涂料，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

本实施例的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备醇基涂料中的应用，按照重量比为10:1:8称取耐火粉料、添加剂和醇，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入醇，在1100r/min下搅拌13min，即可制得涂料，所述醇为甲醇或乙醇，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

实施例2

本实施例的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂，各组分的质量分数为：累托石17%，凹凸棒土35%，羧甲基纤维素6%，大豆粉35%，樟脑酚2%，氧化铁红5%，所述大豆粉是指由干大豆经蒸煮熟化后，在90℃下干燥15min，粉碎至200目过筛后制得；上述组分制备粉末添加剂时，按比例将各组分混合均匀后，粉碎过200目筛即得。

本实施例的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备水基涂料中的应用，按照重量比为1:0.08:1称取耐火粉料、添加剂和水，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入2/3的水，在1000r/min下搅拌15min，再加入剩下1/3的水，再在1000r/min下搅拌10min即可制得涂料，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

本发明还提供了一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备醇基涂料中的应用，按照重量比为10:1:8称取耐火粉料、添加剂和醇，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入醇，在1000r/min下搅拌15min，即可制得涂料，所述醇为甲醇或乙醇，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

实施例3

本实施例的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂，各组分的质量分数为：累托石28%，凹凸棒土30%，羧甲基纤维素10%，大豆粉25%，樟脑酚5%，氧化铁红2%，所述大豆粉是指由干大豆经蒸煮熟化后，在100℃下干燥10min，粉碎至200目过筛后制得；上述组分制备粉末添加剂时，按比例将各组分混合均匀后，粉碎过200目筛即得。

本发明还提供了一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备水基涂料中的应用，按照重量比为1:0.08:1称取耐火粉料、添加剂和水，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入2/3的水，在1200r/min下搅拌10min，再加入剩下1/3的水，再在1200r/min下搅拌5min即可制得涂料，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

本发明还提供了一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备醇基涂料中的应用，按照重量比为10:1:8称取耐火粉料、添加剂和醇，先将内火粉料与添加剂混合均匀，加入醇，在1200r/min下搅拌10min，即可制得涂料，所述醇为甲醇或乙醇，使用时可刷涂、喷涂、浸涂均可。

Claims

1.一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂，其特征在于各组分的质量分数为：累托石17-28%，凹凸棒土30-35%，羧甲基纤维素6-10%，大豆粉25-35%，樟脑酚2-5%，氧化铁红2-5%，其中各组分的质量分数之和为100%，所述大豆粉是指由干大豆经蒸煮熟化后，在90-100℃下干燥10-15min，粉碎至200目过筛后制得；上述组分制备粉末添加剂时，按比例将各组分混合均匀后，粉碎过200目筛即得。

2.根据权利要求1所述的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂，其特征在于各组分的质量分数为：累托石22%，凹凸棒土32%，羧甲基纤维素8%，大豆粉30%，樟脑酚4%，氧化铁红4%。

3.如权利要求1或2所述的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备水基涂料中的应用。

4.如权利要求1或2所述的一种用于铸造涂料的复合粉末添加剂在制备醇基涂料中的应用。