CN109202011B - 一种铸造专用水基浸涂涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造专用水基浸涂涂料组合物。组成成分包括流变性能调整剂、界面消光促进剂以及其他化合物。所述流变性能调整剂的组分包括疏水改性羟乙基纤维素和疏水改性聚氨酯增稠剂；所述疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比为20:1~1:20；所述界面反应消光剂成分包括微粉蜡和一价无机强电解质盐；所述微粉蜡为微粉聚乙烯蜡、微粉聚丙烯蜡、微粉聚四氟乙烯蜡微粉脂肪酸酰胺蜡、微粉聚乙烯棕榈蜡中的至少一种。本发明克服现有技术的不足，发明出适用于批量流水线生产作业的铸造专用水基浸涂涂料组合物，从而解决传统涂料因为屈服值大而导致砂型表面产生涂料流痕、滴痕缺陷的问题。

Description

一种铸造专用水基浸涂涂料组合物

技术领域

本发明涉及铸造涂料技术领域，具体涉及一种适用于浸涂涂覆工艺的水基浸涂涂料组合物。

背景技术

铸造工业用涂料按照涂料的施涂方式，可以分为刷涂涂料、流涂涂料、喷涂涂料以及浸涂涂料。浸涂法是将砂芯或砂型全部或者局部浸没在盛有涂料的槽中，经过很短时间后，从槽中取出，并使多余涂料重新流回槽内。浸涂涂料具有生产效率高、材料消耗量低的特点，并且对操作者无过高技术要求。

砂型浸涂后，要求涂料能够自动附着在砂型表面，因而要求涂料对砂型的润湿能力强，其次挂附在砂型上的涂层是砂芯离开涂料槽的瞬间与静止涂料之间相对运动形成的，因而要求涂料具有特殊的流变性能。浸涂涂料在汽车、柴油机等行业批量流水线的铸件生产过程中具有重要的应用，此种涂覆过程往往采用机械手浸涂，浸涂后直接过窑烘干，涂料一次成型，不再进行补涂、重涂等额外操作，因而对涂料具有非常高的要求。

传统的浸涂涂料通过提升涂料的屈服值来提升浸涂涂料的涂层厚度，如此一来，涂料的浸涂粘度控制在较高水平，对于较大、较复杂或者容易在凹坑处残留涂料的芯子，无法提供充足的流动时间来保证涂料的流平，不可避免地在砂型表面产生流淌痕，造成涂层局部不均匀问题，同时在砂型底部平面上，容易产生水滴状的涂料痕迹。这些缺陷都影响到后续砂型的组装，不但降低生产效率，还有可能造成铸件表面质量的下降。

发明内容

本发明的目的克服现有技术存在的不足，针对浸涂工艺的特点，发明出适用于批量流水线生产作业的铸造专用水基浸涂涂料组合物，从而解决了传统涂料因为屈服值大而导致砂型表面产生涂料流痕、滴痕缺陷的问题。

本发明的技术方案是：

一种铸造专用水基浸涂涂料组合物，组成成分包括流变性能调整剂、界面消光促进剂以及其他化合物；所述流变性能调整剂的成分包括疏水改性羟乙基纤维素和疏水改性聚氨酯增稠剂；所述界面反应消光剂的成分包括微粉蜡和一价无机强电解质盐。

进一步的，所述疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比为 20:1～1:20。

进一步的，所述微粉蜡与一价无机强电解质盐的重量比为30:1～1:10。

进一步的，所述微粉蜡为微粉聚乙烯蜡、微粉聚丙烯蜡、微粉聚四氟乙烯蜡、微粉脂肪酸酰胺蜡、微粉聚乙烯棕榈蜡中的至少一种。

进一步的，所述一价无机强电解质盐为氯酸钾、氯化钾、硝酸钾中的至少一种。

进一步的，所述的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其组分及加入重量比例为：耐火骨料100份、水50～100份、无机悬浮剂1～10份、粘结剂0.2～5份、润湿剂0.05～0.5 份、消泡剂0.2～1份、防腐剂0.01～0.1份、流变性能调整剂0.1～5份、界面消光促进剂 0.1～2份。

一种用于制备铸造专用水基浸涂涂料组合物的方法，包括以下步骤：

所述流变性能调整剂预处理：向所述搅拌罐A中加入水，开启机械搅拌，然后缓慢加入所述流变性能调整剂，加料毕，搅拌，使其完全溶解；

所述粘结剂预处理：向所述搅拌罐B中加入水，开启机械搅拌，然后加入所述粘结剂，搅拌，使其完全溶解；

所述涂料制备：向所述涂料分散釜加入水，开启涂料分散，缓慢加入所述无机悬浮剂和所述界面消光促进剂，加料毕，分散；然后加入所述润湿剂、消泡剂、防腐剂以及由上述步骤所得的预处理液，分散；最后加入所述耐火骨料，分散。

本发明的有益效果在于：

(1)设计出低粘度非触变性的水基浸涂涂料配方，可消除浸涂中产生的流痕、水滴痕等缺陷，涂层均匀性得到改善。

(2)涂料性能满足砂型/砂芯一次浸涂的工艺要求，提升了浸涂效率，不用再进行补涂、重涂等额外操作。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下述实施案例中，实验方法如无特殊说明均为常规方法；所有试剂或原料如无特殊说明均能通过商业途径获得。

一种铸造专用水基浸涂涂料组合物，其组分及加入重量比例为：耐火骨料100份、水50～100份、无机悬浮剂1～10份、粘结剂0.2～5份、润湿剂0.05～0.5份、消泡剂 0.2～1份、防腐剂0.01～0.1份、流变性能调整剂0.1～5份、界面消光促进剂0.1～2份。

所述流变性能调整剂的组分包括疏水改性羟乙基纤维素和疏水改性聚氨酯增稠剂；所述疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比为20:1～1:20。

所述界面反应消光剂成分包括微粉蜡和一价无机强电解质盐。

所述微粉蜡与一价无机强电解质盐的重量比为30:1～1:10。

所述微粉蜡为微粉聚乙烯蜡、微粉聚丙烯蜡、微粉聚四氟乙烯蜡、微粉脂肪酸酰胺蜡、微粉聚乙烯棕榈蜡中的至少一种。

所述一价无机强电解质盐为氯酸钾、氯化钾、硝酸钾中的至少一种。

一种用于制备铸造专用水基浸涂涂料组合物的方法，包括以下步骤：

i)流变性能调整剂预处理：向搅拌罐A中加入水，开启机械搅拌，然后缓慢加入流变性能调整剂，加料毕，搅拌10-60min，使其完全溶解；

ii)粘结剂预处理：向搅拌罐B中加入水，开启机械搅拌，然后加入粘结剂，搅拌10-60min，使其完全溶解；

iii)涂料制备：向涂料分散釜加入水，开启涂料分散，转速设定为800rpm，缓慢加入无机悬浮剂和界面消光促进剂，加料毕，1000rpm分散5～30min；然后加入润湿剂、消泡剂、防腐剂以及由上述步骤i)和ii)所得的预处理液，1000rpm分散5～30min；最后加入耐火骨料，1000rpm分散20～60min。分散结束，出料包装，即为所得涂料。

实施例1

一种用于铸铁件的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其具体组分及重量比例为：

耐火骨料100份(耐火骨料选择高铝矾土)、水70份、无机悬浮剂4份(无机悬浮剂选择锂基膨润土)、粘结剂0.8份(粘结剂选择聚乙烯醇)、润湿剂0.1份(润湿剂选择脂肪醇聚氧乙烯醚)、消泡剂0.4份(消泡剂选择聚醚有机硅消泡剂)、防腐剂 0.05份(防腐剂选择异噻唑啉酮防腐剂)、流变性能调整剂4份(疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比例为1:1)、界面消光促进剂0.4份(微粉蜡选择聚乙烯蜡，一价无机盐选择氯酸钾，二者重量比例为10:1)。

一种用于铸铁件的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其制备步骤包括：

i)流变性能调整剂预处理：向搅拌罐A中加入水10份，开启机械搅拌，然后缓慢加入上述比例配制的流变性能调整剂4份，加料毕，搅拌30min，使其完全溶解；

ii)粘结剂预处理：向搅拌罐B中加入水10份，开启机械搅拌，然后加入聚乙烯醇粘结剂0.8份，搅拌30min，使其完全溶解；

iii)涂料制备：向涂料分散釜加入水50份，开启涂料分散，转速设定为800rpm，缓慢加入锂基膨润土4份以及按上述比例配制的界面消光促进剂0.4份，加料毕， 1000rpm分散10min；然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚0.1份、聚醚改性有机硅消泡剂0.4 份、防腐剂0.05份以及由上述步骤i)和ii)所得的预处理液，1000rpm分散15min；最后加入高铝矾土100份，1000rpm分散30min。分散结束，出料包装，即为所得涂料。

实施例2

一种用于铸钢件的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其具体组分及重量比例为：

耐火骨料100份(耐火骨料选择锆英粉)、水50份、无机悬浮剂3份(无机悬浮剂选择凹凸棒土)、粘结剂1.2份(粘结剂选择水性丙烯酸树脂)、润湿剂0.3份(润湿剂选择炔二醇表面活性剂)、聚醚有机硅消泡剂0.5份、异噻唑啉酮防腐剂0.05份、流变性能调整剂5份(疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比例为 1:1)、界面消光促进剂1.5份(微粉蜡选择聚乙烯蜡，一价无机盐选择氯化钾，二者重量比例为3:1)。

一种用于铸铁件的所述铸造专用水基浸涂涂料组合物，其制备步骤包括：

i)流变性能调整剂预处理：向搅拌罐A中加入水10份，开启机械搅拌，然后缓慢加入上述比例配制的流变性能调整剂5份，加料毕，搅拌30min，使其完全溶解；

ii)粘结剂预处理：向搅拌罐B中加入水10份，开启机械搅拌，然后加入水性丙烯酸树脂粘结剂1.2份，搅拌30min，使其完全溶解；

iii)涂料制备：向涂料分散釜加入水30份，开启涂料分散，转速设定为800rpm，缓慢加入凹凸棒土悬浮剂3份以及按上述比例配制的界面消光促进剂1.5份，加料毕，1000rpm分散10min；然后加入炔二醇表面活性剂0.3份、聚醚有机硅消泡剂0.5份、异噻唑啉酮防腐剂0.05份以及由上述步骤i)和ii)所得的预处理液，1000rpm分散 15min；最后加入锆英粉100份，1000rpm分散30min。分散结束，出料包装，即为所得涂料。

实施例3

一种用于铸铝件及有色合金类铸件的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其具体组分及重量比例为：

耐火骨料100份(耐火骨料选择滑石粉)、水80份、无机悬浮剂3份(无机悬浮剂选择凹凸棒土)、粘结剂4份(粘结剂选择水性聚酯树脂)、炔二醇表面活性剂0.3 份、聚醚有机硅消泡剂0.5份、异噻唑啉酮防腐剂0.05份、流变性能调整剂0.5份(疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比例为1:1)、界面消光促进剂2 份(微粉蜡选择微粉聚乙烯棕榈蜡，一价无机盐选择氯化钾，二者重量比例为5:1)。

一种用于铸铁件的所述铸造专用水基浸涂涂料组合物，其制备步骤包括：

i)流变性能调整剂预处理：向搅拌罐A中加入水10份，开启机械搅拌，然后缓慢加入上述比例配制的流变性能调整剂0.5份，加料毕，搅拌30min，使其完全溶解；

ii)粘结剂预处理：向搅拌罐B中加入水10份，开启机械搅拌，然后加入水性聚酯树脂粘结剂4份，搅拌3min，使其完全溶解；

iii)涂料制备：向涂料分散釜加入水60份，开启涂料分散，转速设定为800rpm，缓慢加入凹凸棒土悬浮剂3份以及按上述比例配制的界面消光促进剂2份，加料毕，1000rpm分散10min；然后加入炔二醇表面活性剂0.3份、聚醚有机硅消泡剂0.5份、异噻唑啉酮防腐剂0.05份以及由上述步骤i)和ii)所得的预处理液，1000rpm分散 15min；最后加入滑石粉100份，1000rpm分散30min。分散结束，出料包装，即为所得涂料。

实施例4

一种铸造专用水基浸涂涂料组合物，其具体组分及重量比例为：

耐火骨料100份(耐火骨料选择莫来石)、水65份、无机悬浮剂4份(无机悬浮剂选择凹凸棒土)、粘结剂5份(粘结剂选择聚醋酸乙烯乳液)、炔二醇表面活性剂 0.3份、聚醚有机硅消泡剂0.5份、异噻唑啉酮防腐剂0.05份、流变性能调整剂3份 (疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比例为4:1)、界面消光促进剂0.6份(微粉蜡选择微粉脂肪酸酰胺蜡，一价无机盐选择硝酸钾，二者重量比例为 2:1)。

一种铸造专用水基浸涂涂料组合物，其制备步骤包括：

i)流变性能调整剂预处理：向搅拌罐A中加入水10份，开启机械搅拌，然后缓慢加入上述比例配制的流变性能调整剂3份，加料毕，搅拌30min，使其完全溶解；

ii)粘结剂预处理：向搅拌罐B中加入水10份，开启机械搅拌，然后加入聚醋酸乙烯乳液粘结剂5份，搅拌30min，使其完全溶解；

iii)涂料制备：向涂料分散釜加入水45份，开启涂料分散，转速设定为800rpm，缓慢加入凹凸棒土悬浮剂4份以及按上述比例配制的界面消光促进剂0.6份，加料毕，1000rpm分散10min；然后加入炔二醇表面活性剂0.3份、聚醚有机硅消泡剂0.5份、异噻唑啉酮防腐剂0.05份以及由上述步骤i)和ii)所得的预处理液，1000rpm分散 15min；最后加入莫来石100份，1000rpm分散30min。分散结束，出料包装，即为所得涂料。

以上为本发明优选的具体实现方式，其描述较为具体和详细，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，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种铸造专用水基浸涂涂料组合物，其特征在于，组成成分包括流变性能调整剂、界面消光促进剂以及其他化合物；所述流变性能调整剂的成分包括疏水改性羟乙基纤维素和疏水改性聚氨酯增稠剂；所述界面反应消光剂的成分包括微粉蜡和一价无机强电解质盐。

2.根据权利要求1所述的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其特征在于，所述疏水改性羟乙基纤维素与疏水改性聚氨酯增稠剂的重量比为20:1～1:20。

3.根据权利要求1所述的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其特征在于，所述微粉蜡与一价无机强电解质盐的重量比为30:1～1:10。

4.根据权利要求1所述的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其特征在于，所述微粉蜡为微粉聚乙烯蜡、微粉聚丙烯蜡、微粉聚四氟乙烯蜡、微粉脂肪酸酰胺蜡、微粉聚乙烯棕榈蜡中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其特征在于，所述一价无机强电解质盐为氯酸钾、氯化钾、硝酸钾中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的铸造专用水基浸涂涂料组合物，其特征在于，其组分及加入重量比例为：耐火骨料100份、水50～100份、无机悬浮剂1～10份、粘结剂0.2～5份、润湿剂0.05～0.5份、消泡剂0.2～1份、防腐剂0.01～0.1份、流变性能调整剂0.1～5份、界面消光促进剂0.1～2份。