CN109401578A

CN109401578A - 一种生铁铸件用涂料及制备方法

Info

Publication number: CN109401578A
Application number: CN201811294750.9A
Authority: CN
Inventors: 张世宝
Original assignee: Hanshan Lintou Baoxing Casting Factory
Current assignee: Hanshan Lintou Baoxing Casting Factory
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明公开了一种生铁铸件用涂料，由以下组分组成：聚乙二醇、玛树脂、柯巴树脂、皮胶、松香、乙烯基双硬脂酰胺、二氧化硅、柠檬酸铁铵、琥珀酸单甘油酯、乳酸钙、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、改性填料。本发明针对生铁铸件的使用特性，将原料合理搭配，最终制得的涂料具有良好的粘接性，耐热、耐磨、抗裂性能良好，并且性能稳定，能够有效的提升生铁铸件的使用性能，具有很好的经济效益和市场推广应用价值。

Description

一种生铁铸件用涂料及制备方法

技术领域

本发明属于生铁铸造领域，具体涉及一种生铁铸件用涂料及制备方法。

背景技术

铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存在，它的断口为灰色，通常又叫灰口铁。由于石墨质软，具有润滑作用，因而铸造生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能。但它的抗拉强度不够，故不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造各种机床床座、铁管等。受限于铸铁本身的特性，其铸造完成后还不能完全直接应用装配，还需要对其进行表面处理，以提升铸件表面的综合性能。具体为增强其耐磨、耐温、耐腐、耐氧化等特性，现今多采用涂料来提高铸件的使用性能，但是处理效果通常效果单一，无法提升其综合性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种生铁铸件用涂料及制备方法，其制得的涂料具有良好的粘接性，耐热、耐磨、抗裂性能良好，并且性能稳定，能够有效的提升生铁铸件的使用性能，具有很好的经济效益和市场推广应用价值。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种生铁铸件用涂料，由以下重量份组分组成：

聚乙二醇23~26份、玛树脂14~18份、柯巴树脂17~23份、皮胶8~10份、松香12~18份、乙烯基双硬脂酰胺7~10份、二氧化硅6~10份、柠檬酸铁铵5~9份、琥珀酸单甘油酯4~8份、乳酸钙4~6份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~9份、改性填料16~18份。

优选的，由以下重量份组分组成：

聚乙二醇24.5份、玛树脂16份、柯巴树脂20份、皮胶9份、松香15份、乙烯基双硬脂酰胺8.5份、二氧化硅8份、柠檬酸铁铵7份、琥珀酸单甘油酯6份、乳酸钙5份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚7.5份、改性填料17份。

进一步的，所述改性填料的制备，包括如下步骤：

1）将砭石粉投入到质量分数为25~31%的盐酸溶液中，边搅拌边加热保持盐酸溶液中的温度为72~80℃，连续搅拌处理23~27min后，滤出备用；

2）将贝壳粉投入到煅烧炉中进行煅烧，以800~890℃的温度煅烧20~30min后，待贝壳粉表面的温度降至100~180℃时，取出贝壳粉投入质量分数为34~38%的酒石酸溶液中，边搅拌边加热保持酒石酸溶液中的温度为90~96℃，连续搅拌处理30~36min后，滤出备用；

3）将步骤1）中所得的砭石粉和步骤2）中所得的贝壳粉按照重量比为2.3~3.1:3.2~3.6共同投入反应釜中，然后向反应釜中加入改性液，将反应釜中的温度控制为130~210℃，将反应釜中的压力控制为0.7~0.8MPa，持续反应40~50min后，取出混合粉末；

4）将步骤3）所得的混合粉末放入干燥箱内进行干燥，干燥时保持烘箱内的温度为60~70℃，干燥至含水率为6~10%即可。

进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：硝酸镱2~4份、八水合硫酸钆3~5份、硅烷偶联剂6~9份、十二烷基硫酸钠9~13份、十二烷基苯磺酸钠7~11份、去离子水560~660份。

进一步的，所述步骤3）中砭石粉和贝壳粉总重量份与改性液总体积的重量体积比为1g:6~8mL。

一种生铁铸件用涂料的制备方法，具体为按对应重量份称取聚乙二醇23~26份、玛树脂14~18份、柯巴树脂17~23份、皮胶8~10份、松香12~18份、乙烯基双硬脂酰胺7~10份、二氧化硅6~10份、柠檬酸铁铵5~9份、琥珀酸单甘油酯4~8份、乳酸钙4~6份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~9份、改性填料16~18份，然后共同投入搅拌罐内，以500~600rpm的转速搅拌混匀即可。

进一步的，所述以500~600rpm的转速搅拌时保持搅拌罐内的温度为72~76℃。

本发明提供了一种生铁铸造用涂料及其制备方法，合理搭配多种原料成分，以聚乙二醇、玛树脂、柯巴树脂合理搭配组成成膜物质，可以在铸件的表面形成致密的保护膜，与皮胶、松香相互协同，可以与生铁铸件表面紧密结合，很好的保证了涂料的粘附性、成膜性和阻水性。再结合琥珀酸单甘油酯、乳酸钙的作用，进一步提高涂料的致密性，形成良好的电化学保护和物理辐射屏蔽作用的组织结构，添加的乙烯基双硬脂酰胺、抗结剂二氧化硅、柠檬酸铁铵有助于改善涂料本身的使用特性，提高涂料涂覆的均匀性。为了进一步提升涂料的品质和生铁铸件的使用价值，添加了一种改性填料成分，利用砭石粉和贝壳粉的使用特性，对其进行改性，有助于调整涂料整体的热膨胀率，使其与生铁铸件的相近，使用过程中不会产生裂纹、脱落等不良现象，两者改性后的结合程度更好，配合其他成分，明显改善涂料整体的粘接性、耐高温冲击性，性能稳定，品质优异，保障铸件表面的光滑度，很好的提升了经济效益。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明针对生铁铸件的使用特性，将原料合理搭配，最终制得的涂料具有良好的粘接性，耐热、耐磨、抗裂性能良好，并且性能稳定，能够有效的提升生铁铸件的使用性能，具有很好的经济效益和市场推广应用价值。

具体实施方式

实施例1

一种生铁铸件用涂料，由以下重量份组分组成：

聚乙二醇23份、玛树脂14份、柯巴树脂17份、皮胶8份、松香12份、乙烯基双硬脂酰胺7份、二氧化硅6份、柠檬酸铁铵5份、琥珀酸单甘油酯4份、乳酸钙4份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6份、改性填料16份。

进一步的，所述改性填料的制备，包括如下步骤：

1）将砭石粉投入到质量分数为25%的盐酸溶液中，边搅拌边加热保持盐酸溶液中的温度为72℃，连续搅拌处理23min后，滤出备用；

2）将贝壳粉投入到煅烧炉中进行煅烧，以800℃的温度煅烧20min后，待贝壳粉表面的温度降至100℃时，取出贝壳粉投入质量分数为34%的酒石酸溶液中，边搅拌边加热保持酒石酸溶液中的温度为90℃，连续搅拌处理30min后，滤出备用；

3）将步骤1）中所得的砭石粉和步骤2）中所得的贝壳粉按照重量比为2.3:3.2共同投入反应釜中，然后向反应釜中加入改性液，将反应釜中的温度控制为130℃，将反应釜中的压力控制为0.7MPa，持续反应40min后，取出混合粉末；

4）将步骤3）所得的混合粉末放入干燥箱内进行干燥，干燥时保持烘箱内的温度为60℃，干燥至含水率为6%即可。

进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：硝酸镱2份、八水合硫酸钆3份、硅烷偶联剂6份、十二烷基硫酸钠9份、十二烷基苯磺酸钠7份、去离子水560份。

进一步的，所述步骤3）中砭石粉和贝壳粉总重量份与改性液总体积的重量体积比为1g:6mL。

一种生铁铸件用涂料的制备方法，具体为按对应重量份称取聚乙二醇23份、玛树脂14份、柯巴树脂17份、皮胶8份、松香12份、乙烯基双硬脂酰胺7份、二氧化硅6份、柠檬酸铁铵5份、琥珀酸单甘油酯4份、乳酸钙4份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6份、改性填料16份，然后共同投入搅拌罐内，以500rpm的转速搅拌混匀即可。

进一步的，所述以500rpm的转速搅拌时保持搅拌罐内的温度为72℃。

实施例2

一种生铁铸件用涂料，由以下重量份组分组成：

进一步的，所述改性填料的制备，包括如下步骤：

1）将砭石粉投入到质量分数为28%的盐酸溶液中，边搅拌边加热保持盐酸溶液中的温度为76℃，连续搅拌处理25min后，滤出备用；

2）将贝壳粉投入到煅烧炉中进行煅烧，以845℃的温度煅烧25min后，待贝壳粉表面的温度降至140℃时，取出贝壳粉投入质量分数为36%的酒石酸溶液中，边搅拌边加热保持酒石酸溶液中的温度为93℃，连续搅拌处理33min后，滤出备用；

3）将步骤1）中所得的砭石粉和步骤2）中所得的贝壳粉按照重量比为2.7:3.4共同投入反应釜中，然后向反应釜中加入改性液，将反应釜中的温度控制为170℃，将反应釜中的压力控制为0.75MPa，持续反应45min后，取出混合粉末；

4）将步骤3）所得的混合粉末放入干燥箱内进行干燥，干燥时保持烘箱内的温度为65℃，干燥至含水率为8%即可。

进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：硝酸镱3份、八水合硫酸钆4份、硅烷偶联剂7.5份、十二烷基硫酸钠11份、十二烷基苯磺酸钠9份、去离子水610份。

进一步的，所述步骤3）中砭石粉和贝壳粉总重量份与改性液总体积的重量体积比为1g:7mL。

一种生铁铸件用涂料的制备方法，具体为按对应重量份称取聚乙二醇24.5份、玛树脂16份、柯巴树脂20份、皮胶9份、松香15份、乙烯基双硬脂酰胺8.5份、二氧化硅8份、柠檬酸铁铵7份、琥珀酸单甘油酯6份、乳酸钙5份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚7.5份、改性填料17份，然后共同投入搅拌罐内，以550rpm的转速搅拌混匀即可。

进一步的，所述以550rpm的转速搅拌时保持搅拌罐内的温度为74℃。

实施例3

一种生铁铸件用涂料，由以下重量份组分组成：

聚乙二醇26份、玛树脂18份、柯巴树脂23份、皮胶10份、松香18份、乙烯基双硬脂酰胺10份、二氧化硅10份、柠檬酸铁铵9份、琥珀酸单甘油酯8份、乳酸钙6份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚9份、改性填料18份。

进一步的，所述改性填料的制备，包括如下步骤：

1）将砭石粉投入到质量分数为31%的盐酸溶液中，边搅拌边加热保持盐酸溶液中的温度为80℃，连续搅拌处理27min后，滤出备用；

2）将贝壳粉投入到煅烧炉中进行煅烧，以890℃的温度煅烧30min后，待贝壳粉表面的温度降至180℃时，取出贝壳粉投入质量分数为38%的酒石酸溶液中，边搅拌边加热保持酒石酸溶液中的温度为96℃，连续搅拌处理36min后，滤出备用；

3）将步骤1）中所得的砭石粉和步骤2）中所得的贝壳粉按照重量比为3.1:3.6共同投入反应釜中，然后向反应釜中加入改性液，将反应釜中的温度控制为210℃，将反应釜中的压力控制为0.8MPa，持续反应50min后，取出混合粉末；

4）将步骤3）所得的混合粉末放入干燥箱内进行干燥，干燥时保持烘箱内的温度为70℃，干燥至含水率为10%即可。

进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：硝酸镱4份、八水合硫酸钆5份、硅烷偶联剂9份、十二烷基硫酸钠13份、十二烷基苯磺酸钠11份、去离子水660份。

进一步的，所述步骤3）中砭石粉和贝壳粉总重量份与改性液总体积的重量体积比为1g:8mL。

一种生铁铸件用涂料的制备方法，具体为按对应重量份称取聚乙二醇26份、玛树脂18份、柯巴树脂23份、皮胶10份、松香18份、乙烯基双硬脂酰胺10份、二氧化硅10份、柠檬酸铁铵9份、琥珀酸单甘油酯8份、乳酸钙6份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚9份、改性填料18份，然后共同投入搅拌罐内，以600rpm的转速搅拌混匀即可。

进一步的，所述以600rpm的转速搅拌时保持搅拌罐内的温度为76℃。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例2相比，用等质量份市售的砭石粉取代改性填料，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施2与实施例2相比，用等质量份市售的贝壳粉取代改性填料，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例3

本对比实施3与实施例2相比，省去改性填料，除此外的方法步骤均相同。

为了对比本发明效果，对上述六种方式对应的涂料进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：

表1

注：上表1中所述的暴热抗裂性评级测试的具体步骤为：将马弗炉加热至1500℃，将涂好涂料并烘干的圆柱形砂型放入炉膛内，两分钟后取出，观察涂层有无裂纹，以此判断涂料暴热抗裂性；其中1级表示涂层表面光滑，没有形成裂纹和气泡，2级表示涂层表面上有微量裂纹和气泡，3级表示涂层表面上有少量裂纹和气泡，4级表示涂层表面上有大量裂纹和气泡；

所述的悬浮稳定性是将涂料在常态下静置3h后所测；

所述的耐磨测试是将涂料涂覆在圆柱形砂型（Φ50×50mm）上并点燃，利用三峰仪器设备有限公司生产的DH48J型测定仪，以转64圈可磨刷下的碎屑重量来衡量涂料表面耐磨性的好坏，碎屑重量越多代表耐磨性越差。

由上表可以看出，本发明最终制得的生铁铸造用涂料耐热、耐磨、抗裂特性良好，性能稳定，具有很好的市场推广应用价值。

Claims

1.一种生铁铸件用涂料，其特征在于，由以下重量份组分组成：

2.根据权利要求1所述一种生铁铸件用涂料，其特征在于，由以下重量份组分组成：

3.根据权利要求1或2所述一种生铁铸件用涂料，其特征在于，所述改性填料的制备，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述一种生铁铸件用涂料，其特征在于，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：硝酸镱2~4份、八水合硫酸钆3~5份、硅烷偶联剂6~9份、十二烷基硫酸钠9~13份、十二烷基苯磺酸钠7~11份、去离子水560~660份。

5.根据权利要求3所述一种生铁铸件用涂料，其特征在于，所述步骤3）中砭石粉和贝壳粉总重量份与改性液总体积的重量体积比为1g:6~8mL。

6.根据权利要求1或2所述一种生铁铸件用涂料的制备方法，其特征在于，具体为按对应重量份称取聚乙二醇23~26份、玛树脂14~18份、柯巴树脂17~23份、皮胶8~10份、松香12~18份、乙烯基双硬脂酰胺7~10份、二氧化硅6~10份、柠檬酸铁铵5~9份、琥珀酸单甘油酯4~8份、乳酸钙4~6份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚6~9份、改性填料16~18份，然后共同投入搅拌罐内，以500~600rpm的转速搅拌混匀即可。

7.根据权利要求6所述一种生铁铸件用涂料的制备方法，其特征在于，所述以500~600rpm的转速搅拌时保持搅拌罐内的温度为72~76℃。