CN111570720A - 一种铸钢用水基流涂涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造涂料技术领域，尤其涉及一种铸钢用水基流涂涂料及其制备方法，以重量份计包括下列组份：耐火骨料100份，悬浮剂3.0～7.0份，粘结剂1.0～3.0份，增稠剂0.1～0.5份，载液25～40份，促烧剂3.0～5.0份，流平剂0.1～0.5份，其他助剂1.0～3.0份；所述悬浮剂为钠基膨润土、海泡石、累托石中的一种或若干种，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯乳液、木质素磺酸钙中的一种或者若干种，所述载液为水，所述促烧剂为硅微粉、萤石、锂辉石中的一种或两种，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷。本发明通过改变铸造涂料中的悬浮剂、粘结剂、促烧剂和流平剂的成分,使得涂料具有良好的流平性、悬浮稳定性和耐高温性。

Description

一种铸钢用水基流涂涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及铸造涂料技术领域，特别是涉及一种铸钢用水基流涂涂料及其制备方法。

背景技术

铸造涂料是在铸造中获得表面光洁的优质铸件必不可少的辅助材料，如果涂料的性能、配制出现问题，就会导致铸件产生质量不稳定，甚至铸件报废等问题。铸造涂料的施工一般分为刷涂、流涂、浸涂、喷涂等方式，其中流涂工艺对于涂料自身的性能要求较高，涂层需要具有较好的涂挂性及流平性，涂层表面要求均匀平整。现有技术中的很多铸造涂料，其流平性差，流涂后的涂层表面不均匀，有流痕或堆积等问题；悬浮稳定性差，涂料易沉降；高温性能差，铸件易粘砂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种铸钢用水基流涂涂料及其制备方法，其通过改变铸造涂料中的悬浮剂、粘结剂、促烧剂和流平剂的成分，改善铸造涂料的流动性、流平性，使其涂层均匀、平整、无流痕、无堆积；悬浮稳定性好，不易沉降；高温稳定性好，不与熔融金属液浸润，铸件表面光洁，无粘砂缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铸钢用水基流涂涂料，以重量份计包括下列组份：耐火骨料100份，悬浮剂3.0～7.0份，粘结剂1.0～3.0份，增稠剂0.1～0.5份，载液25～40份，促烧剂3.0～5.0份，流平剂0.1～0.5份，其他助剂1.0～3.0份；所述悬浮剂为钠基膨润土、海泡石、累托石中的一种或若干种，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯乳液、木质素磺酸钙中的一种或者若干种，所述载液为水，所述促烧剂为硅微粉、萤石、锂辉石中的一种或两种，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷。

优选的，所述悬浮剂包括1.5～3.0份的钠基膨润土、1.0～2.0份的海泡石、2.0～3.0份的累托石；其中，钠基膨润土为200～325目，海泡石为325～500目，累托石325～500目。

优选的，所述粘结剂包括1.0～1.5份的聚乙烯醇、0.5～1.5的木质素磺酸钙；其中，聚乙烯醇的黏度为3～5mPa·s(4％水溶液)，木质素磺酸钙中的木质素含量≥55～75％。。

优选的，所述促烧剂包括1.5～2.5份的硅微粉、1.0～2.0份的锂辉石；硅微粉的细度＜0.1～0.3微米，锂辉石为200～350目。

优选的，所述耐火骨料为锆英粉、白刚玉、莫来石中的一种或若干种。

优选的，所述耐火骨料包括30～45份的锆英粉、25～35份的白刚玉、15～40份的莫来石；其中，锆英粉的氧化锆含量≥65％，目数为270～325目；白刚玉的氧化铝含量＞99％，目数为200～270目；莫来石的氧化铝含量＞70％，目数为200～270目。

优选的，所述增稠剂为黄原胶、羧甲基纤维素钠、白炭黑中的一种或若干种。

优选的，所述增稠剂包括0.1～0.3份的黄原胶、0.1～0.3份的白炭黑；其中，黄原胶为80～200目，黏度≥1200(1％水溶液)；白炭黑为气相白炭黑。

优选的，所述其他助剂包括0.5～1.5份的消泡剂、1.0～2.5份的防腐剂，所述防腐剂为百里酚。

优选的，一种铸钢用水基流涂涂料的制备方法为：

步骤一、材料预处理

(1)悬浮剂预处理：将悬浮剂和水按照1:2的比例在捏合机中充分混合均匀，静置24H后，将所得的悬浮剂膏和水按照1:1的比例在高速分散机中充分分散均匀，搅拌转速为1200转/min，搅拌时间为30分钟；

(2)粘结剂预处理：将粘结剂和水按照1:10的比例在高速分散机中充分溶解，同时加入粘结剂重量50％的消泡剂，防止气泡产生，搅拌转速为800转/min。搅拌时间为120分钟；

步骤二、涂料制备

(1)将处理好的悬浮剂浆料、粘结剂溶液、防腐剂倒入搅拌釜中，再加入适量水，以1200转/min转速搅拌10分钟；

(2)将增稠剂加入搅拌釜中，以1000转/min的转速搅拌5分钟；

(3)将耐火骨料、烧结剂加入搅拌釜中，以1200转/min的转速搅拌20分钟；

(4)将流平剂加入搅拌釜中，以1000转/min的转速搅拌10分钟。

本发明的有益效果是：一种铸钢用水基流涂涂料，以重量份计包括下列组份：耐火骨料100份，悬浮剂3.0～7.0份，粘结剂1.0～3.0份，增稠剂0.1～0.5份，载液25～40份，促烧剂3.0～5.0份，流平剂0.1～0.5份，其他助剂1.0～3.0份；所述悬浮剂为钠基膨润土、海泡石、累托石中的一种或若干种，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯乳液、木质素磺酸钙中的一种或者若干种，所述载液为水，所述促烧剂为硅微粉、萤石、锂辉石中的一种或两种，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷。本发明通过改变铸造涂料中的悬浮剂、粘结剂、促烧剂和流平剂的成分,使得涂料具有良好的流平性、悬浮稳定性和耐高温性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

实施例一。

本实施例的铸钢用水基流涂涂料，以重量份计包括下列组份：耐火骨料100份，悬浮剂3.0～7.0份，粘结剂1.0～3.0份，增稠剂0.1～0.5份，载液25-40份，促烧剂3.0-5.0份，流平剂0.1-0.5份，其他助剂1.0-3.0份。

所述悬浮剂为钠基膨润土、海泡石、累托石中的一种或若干种，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯乳液、木质素磺酸钙中的一种或者若干种，所述增稠剂为黄原胶、羧甲基纤维素钠、白炭黑中的一种或若干种，所述载液为水，所述促烧剂为硅微粉、萤石、锂辉石中的一种或两种，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷，所述其他助剂包括消泡剂、防腐剂。

具体为：

a)耐火骨料：锆英粉30～45份，白刚玉25～35份，莫来石15～40份，其中，锆英粉的氧化锆含量≥65％，目数为270～325目；白刚玉的氧化铝含量＞99％，目数为200～270目；莫来石的氧化铝含量＞70％，目数为200～270目；

b)悬浮剂：钠基膨润土1.5～3.0份，海泡石1.0～2.0份，累托石2.0～3.0份，其中，钠基膨润土为200～325目，海泡石为325～500目，累托石325～500目；

c)粘结剂：聚乙烯醇1.0～1.5份，木质素磺酸钙0.5～1.5份，其中，聚乙烯醇的黏度为3～5mPa·s(4％水溶液)，木质素磺酸钙中的木质素含量≥55～75％；

d)增稠剂：黄原胶0.1～0.3份，白炭黑0.1～0.3份，其中，黄原胶为80～200目，黏度≥1200(1％水溶液)；白炭黑为气相白炭黑；

e)载液：水25～40份；

f)促烧剂：硅微粉1.5～2.5份，锂辉石1.0～2.0份，其中，硅微粉的细度＜0.1～0.3微米，锂辉石为200～350目；

g)流平剂：聚醚改性二甲基硅氧烷0.1～0.5份；

h)消泡剂：聚乙烯醇用消泡剂0.5～1份；

i)防腐剂：百里酚1.0～2.5份。

把上述组分按照如下方法加工，所得产品参数见表一。

步骤一、材料预处理

(1)悬浮剂预处理：将悬浮剂和水按照1:2的比例在捏合机中充分混合均匀，静置24H后，将所得的悬浮剂膏和水按照1:1的比例在高速分散机中充分分散均匀，搅拌转速为1200转/min，搅拌时间为30分钟；

(2)粘结剂预处理：将粘结剂和水按照1:10的比例在高速分散机中充分溶解，同时加入粘结剂重量50％的消泡剂，防止气泡产生，搅拌转速为800转/min。搅拌时间为120分钟；

步骤二、涂料制备

(1)将处理好的悬浮剂浆料、粘结剂溶液、防腐剂倒入搅拌釜中，再加入适量水，以1200转/min转速搅拌10分钟；

(2)将增稠剂加入搅拌釜中，以1000转/min的转速搅拌5分钟；

(3)将耐火骨料、烧结剂加入搅拌釜中，以1200转/min的转速搅拌20分钟；

(4)将流平剂加入搅拌釜中，以1000转/min的转速搅拌10分钟。

实施例二。

本实施例以重量份计包括下列组份：

a)耐火骨料：锆英粉35份，白刚玉35份，莫来石30份；

b)悬浮剂：钠基膨润土2.0份，海泡石1.5份，累托石2.0份；

c)粘结剂：聚乙烯醇1.0份，木质素磺酸钙0.5份；

d)增稠剂：黄原胶0.2份，白炭黑0.2份；

e)载液：水35份；

f)促烧剂：硅微粉1.5份，锂辉石1.0份；

g)流平剂：聚醚改性二甲基硅氧烷0.3份；

h)消泡剂：聚乙烯醇用消泡剂0.5份；

i)防腐剂：百里酚1.0份。

把上述组分按照实施例一的方法加工，结果见表一。

实施例三。

本实施例以重量份计包括下列组份：

a)耐火骨料：锆英粉40份，白刚玉25份，莫来石35份；

b)悬浮剂：钠基膨润土1.5份，海泡石1.5份，累托石2.0份；

c)粘结剂：聚乙烯醇1.5份，木质素磺酸钙0.5份；

d)增稠剂：黄原胶0.3份，白炭黑0.1份；

e)载液：水30份；

f)促烧剂：硅微粉2.0份，锂辉石1.0份；

g)流平剂：聚醚改性二甲基硅氧烷0.4份；

h)消泡剂：聚乙烯醇用消泡剂0.7份；

i)防腐剂：百里酚1.5份。

把上述组分按照实施例一的方法加工，结果见表一。

表一。

从表中可以看出，涂层均匀平整，无流痕及堆积现象。

对于本发明，悬浮剂通过自身在水中的扩散力、吸附力、载荷力等，使高密度的耐火骨料在水中具有悬浮性和连续性。同时悬浮剂具有流变学特性，使施工后的涂层表面均匀、平整。粘结剂的作用在于将耐火粉料粘结成牢固的涂料层，并能有效的附着于铸型(芯)的表面。可有效增强涂层强度及附着力，避免涂层开裂或脱落。增稠剂不仅可以使涂料增稠，防止出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。促烧剂可以降低涂料的烧结温度，促进涂层烧结，并且使涂层容易釉化，从而容易从铸件表面剥落。聚醚改性二甲基硅氧烷作为流平剂，可以使涂料具有优异的流动性及流平性，流涂后涂层均匀、平整，无流痕及堆积现象。

使用本产品所得铸钢件无粘砂缺陷，其表面粗糙度值低至11.5-5.8μm。明显降低铸钢件的表面粗糙度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：以重量份计包括下列组份：耐火骨料100份，悬浮剂3.0～7.0份，粘结剂1.0～3.0份，增稠剂0.1～0.5份，载液25～40份，促烧剂3.0～5.0份，流平剂0.1～0.5份，其他助剂1.0～3.0份；所述悬浮剂为钠基膨润土、海泡石、累托石中的一种或若干种，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯乳液、木质素磺酸钙中的一种或者若干种，所述载液为水，所述促烧剂为硅微粉、萤石、锂辉石中的一种或两种，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述悬浮剂包括1.5～3.0份的钠基膨润土、1.0～2.0份的海泡石、2.0～3.0份的累托石；其中，钠基膨润土为200～325目，海泡石为325～500目，累托石325～500目。

3.根据权利要求1所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述粘结剂包括1.0～1.5份的聚乙烯醇、0.5～1.5的木质素磺酸钙；其中，聚乙烯醇的黏度为3～5mPa·s(4％水溶液)，木质素磺酸钙中的木质素含量≥55～75％。

4.根据权利要求1所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述促烧剂包括1.5～2.5份的硅微粉、1.0～2.0份的锂辉石；硅微粉的细度＜0.1～0.3微米，锂辉石为200～350目。

5.根据权利要求1所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述耐火骨料为锆英粉、白刚玉、莫来石中的一种或若干种。

6.根据权利要求5所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述耐火骨料包括30～45份的锆英粉、25～35份的白刚玉、15～40份的莫来石；其中，锆英粉的氧化锆含量≥65％，目数为270～325目；白刚玉的氧化铝含量＞99％，目数为200～270目；莫来石的氧化铝含量＞70％，目数为200～270目。

7.根据权利要求1所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述增稠剂为黄原胶、羧甲基纤维素钠、白炭黑中的一种或若干种。

8.根据权利要求7所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述增稠剂包括0.1～0.3份的黄原胶、0.1～0.3份的白炭黑；其中，黄原胶为80～200 目，黏度≥1200(1％水溶液)；白炭黑为气相白炭黑。

9.根据权利要求1所述的一种铸钢用水基流涂涂料，其特征在于：所述其他助剂包括0.5～1.5份的消泡剂、1.0～2.5份的防腐剂，所述防腐剂为百里酚。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种铸钢用水基流涂涂料的制备方法，其特征在于：

步骤一、材料预处理

(1)悬浮剂预处理：将悬浮剂和水按照1:2的比例在捏合机中充分混合均匀，静置24H后，将所得的悬浮剂膏和水按照1:1的比例在高速分散机中充分分散均匀，搅拌转速为1200转/min，搅拌时间为30分钟；

(2)粘结剂预处理：将粘结剂和水按照1:10的比例在高速分散机中充分溶解，同时加入粘结剂重量50％的消泡剂，防止气泡产生，搅拌转速为800转/min。搅拌时间为120分钟；

步骤二、涂料制备

(1)将处理好的悬浮剂浆料、粘结剂溶液、防腐剂倒入搅拌釜中，再加入适量水，以1200转/min转速搅拌10分钟；

(2)将增稠剂加入搅拌釜中，以1000转/min的转速搅拌5分钟；

(3)将耐火骨料、烧结剂加入搅拌釜中，以1200转/min的转速搅拌20分钟；

(4)将流平剂加入搅拌釜中，以1000转/min的转速搅拌10分钟。