專利名稱：一種大型鑄件用水基鑄造涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造涂料，具體的是一種大型鑄件用水基鑄造涂料及其制備方法，該涂料特別適宜重量超過(guò)100噸的特大型鑄件的生產(chǎn)。

背景技術(shù)：
重型裝備制造業(yè)作為國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著至關(guān)重要的支柱作用。尤其在火電、水電、核電、軍工、鋼鐵、冶金、船舶、石油、化工、國(guó)防等重型裝備制造行業(yè)，大型鑄件更是這些行業(yè)的核心部件，對(duì)大型鑄件的質(zhì)量水平要求特別高。在大型鑄件生產(chǎn)時(shí)，在鑄型(芯)工作表面上涂覆鑄造涂料是一道非常重要的工序。鑄造涂料是一種耐火涂層，其主要成分有耐火粉料、載液、懸浮劑、粘結(jié)劑、其它附加劑。該涂料的主要功能是阻斷熔融金屬液與砂型(芯)表面的直接接觸，起隔離作用，消除了金屬液與砂型(芯)表面發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)的必需要素，從而可有效防止和減少鑄件表面粘砂、夾砂、砂眼等缺陷；提高鑄型(芯)表面強(qiáng)度；控制鑄件冷卻速度，防止鑄件產(chǎn)生縮孔、裂紋缺陷；使鑄件表面合金化和晶粒細(xì)化，調(diào)整鑄件表面成分和表面組織，提高鑄件的使用性能，延長(zhǎng)鑄件使用壽命；降低鑄件表面粗糙度；提高鑄件落砂和清理效率，顯著降低鑄件清理工作量，降低鑄件清理成本；改善清砂工人的作業(yè)環(huán)境。因而，鑄造涂料在鑄件生產(chǎn)中對(duì)改進(jìn)鑄件質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益兩方面都具有積極的意義。
大型鑄件的鋼水澆鑄量可達(dá)幾十噸至上百噸，鑄件外形尺寸大，壁厚，要求鑄造涂料制得的干涂層必須達(dá)到足夠的厚度才可發(fā)揮防粘砂等功能，所以，通常以涂覆多道涂料來(lái)實(shí)現(xiàn)涂層的厚度要求。由于生產(chǎn)大型鑄件的砂型(芯)表面面積大，涂覆多道涂料的工序使得涂料的施涂(通常為刷涂)成為工作量較大的工作。就保證涂層質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率這兩方面而言，大型鑄件對(duì)涂料的工藝性能無(wú)疑具有更高的要求。鑄造涂料的質(zhì)量高低是影響鑄件是否粘砂、夾砂及鑄件表面光潔度、鑄件尺寸精度的最直接因素。
鑄造涂料根據(jù)載液的不同，分為醇基鑄造涂料和水基鑄造涂料兩大類。醇基鑄造涂料主要以乙醇(即酒精)為載液，涂覆在鑄型(芯)工作表面上后一般通過(guò)點(diǎn)火引燃的方式獲得干涂層。但醇基涂料在經(jīng)過(guò)多次刷涂、多次點(diǎn)燃乙醇的過(guò)程中，容易出現(xiàn)涂層起泡，涂層與砂型(芯)表面或各道涂層間結(jié)合不良的現(xiàn)象，得到的干涂層較疏松，澆注時(shí)結(jié)合不良部位的涂層在金屬液的持續(xù)沖刷下容易從砂型(芯)表面脫落，從而喪失防粘砂等功能。再者，醇基鑄造涂料大面積刷涂后點(diǎn)火引燃時(shí)由于火勢(shì)的瞬間蔓延存在燒傷操作人員的安全隱患。
水基鑄造涂料主要以水為載液，涂覆后一般通過(guò)燃燒可燃?xì)怏w(如天燃?xì)?在濕膜表面烘烤、加熱烘干等方式獲得干涂層。由于水比酒精揮發(fā)速度慢得多，在刷涂過(guò)程中不會(huì)象醇基涂料那樣因溶劑的快速揮發(fā)而滑爽性下降較快，阻力上升，故水基涂料的刷涂性相對(duì)優(yōu)于醇基涂料。水基涂料通過(guò)烘烤、烘干等方式干燥，其熱量釋放較醇基涂料點(diǎn)火引燃后溶劑迅速燃燒溫和許多，不會(huì)出現(xiàn)涂層起泡等缺陷，干涂層與砂型(芯)表面及涂層間結(jié)合緊密，涂層致密，澆鑄時(shí)鋼水不易將涂層從砂型(芯)表面沖刷掉。水基涂料不存在燒傷操作人員的安全隱患。因此對(duì)于大型鑄件，水基涂料在降低刷涂勞動(dòng)強(qiáng)度、保障鑄件質(zhì)量、提高生產(chǎn)安全性等方面均是優(yōu)于醇基涂料的選擇。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的水基涂料產(chǎn)品不能滿足大型鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求，尤其是重量超過(guò)100噸的特大型鑄件生產(chǎn)。為此，國(guó)內(nèi)也有眾多的高校、科研所及企業(yè)在研制大型鑄件生產(chǎn)所需的水基鑄造涂料，但研制的這些水基鑄造涂料產(chǎn)品在技術(shù)上與國(guó)外產(chǎn)品(例如英國(guó)福士科公司生產(chǎn)的HOLCOFE 110水基鑄造涂料)相比，尚存在著較大差距，不能滿足大型鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求。雖然中國(guó)專利文獻(xiàn)還公開(kāi)一種名稱為“醇基或水基砂粉防滲透粘砂鑄造涂料”(公開(kāi)號(hào)CN1666828，
公開(kāi)日2005年9月14日)，但其原料組分復(fù)雜多樣，配料、制備程序復(fù)雜，制造成本明顯偏高，且其技術(shù)性能指標(biāo)仍不能滿足大型鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求，主要體現(xiàn)在1、刷涂工藝性能欠佳，不適宜大型鑄件生產(chǎn)所需的大面積、多道數(shù)的刷涂作業(yè)。這是由于懸浮劑、粘結(jié)劑等組分的選材不當(dāng)或各個(gè)組分的的搭配不當(dāng)而使得涂料的流變性能不理想，導(dǎo)致刷涂等工藝性能欠佳，主要表現(xiàn)為涂料的觸變性(指某些流體所具有的當(dāng)被施予剪切力時(shí)，其粘度逐漸降低，撤去剪切力后，其粘度逐漸恢復(fù)的特性)較差，在較稠狀態(tài)(較高粘度)下刷涂，涂料的粘度在刷子來(lái)回刷動(dòng)時(shí)下降少，流動(dòng)性仍然處于較差的狀態(tài)，刷起來(lái)感覺(jué)粘滯，阻力大，大面積刷涂時(shí)相當(dāng)耗費(fèi)操作者的體力，刷涂效率低；停止刷動(dòng)后，涂料在很短時(shí)間內(nèi)即停止流動(dòng)，涂膜沒(méi)有足夠時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)流平，干涂膜刷痕重。若調(diào)低涂料的粘度刷涂，刷涂性雖有所提高，但刷子從容器中提起時(shí)所蘸得的涂料少，涂料不斷從刷子上向下滴淌，滴在已刷好的涂膜上則形成滴痕；在垂直面及傾斜度稍大的面上涂料容易向下流淌，形成流痕以及上薄下厚的結(jié)構(gòu)，砂型(芯)的低凹處容易出現(xiàn)涂料堆積；每涂一次所得的單層涂膜厚度偏薄，對(duì)同樣的涂層厚度要額外增加刷涂遍數(shù)來(lái)達(dá)到，不適合在大型鑄件生產(chǎn)中應(yīng)用。2、涂料的貯存性、穩(wěn)定性較差，貯存過(guò)程中粘度容易出現(xiàn)下降?，F(xiàn)有水基涂料多采用羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉、羥乙基纖維素、黃原膠等作增稠劑，它們均系天然有機(jī)高分子經(jīng)過(guò)一定化學(xué)處理得到的產(chǎn)品，抗微生物侵蝕能力差，在貯存過(guò)程中(尤其在氣溫較高的夏、秋季節(jié))這類有機(jī)增稠劑即使在防腐劑加入量較大時(shí)也容易被細(xì)菌等微生物腐蝕降解，使粘度發(fā)生較大幅度下降，并導(dǎo)致涂料的其他性能變差。
因此，開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)水基鑄造涂料，縮小差距，代替進(jìn)口，提高鑄造涂料及鑄件的競(jìng)爭(zhēng)力，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)鑄造行業(yè)所面臨的一個(gè)刻不容緩的亟需解決的課題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大型鑄件用水基鑄造涂料及該涂料的制備方法，該涂料配方選用高純度鋯英粉為耐火骨料，以水為載液，選用兼容性好的無(wú)機(jī)增稠劑(鈉基膨潤(rùn)土、親水型氣相二氧化硅)、有機(jī)增稠劑(水性聚氨酯增稠劑、聚乙烯醇)、粘結(jié)劑(聚乙烯醇、水溶性丙烯酸樹(shù)脂)、觸變劑(親水型氣相二氧化硅)、消泡劑(磷酸三丁酯)、防腐劑(異噻唑啉酮)、流平劑(乙二醇)經(jīng)過(guò)適宜的制備方法進(jìn)行有效復(fù)合，使它們協(xié)同發(fā)揮增稠、懸浮、觸變、粘結(jié)的作用，因而能夠提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使其在貯存性、涂刷性、流平性等性能指標(biāo)方面優(yōu)異，能滿足大型鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求，特別是重量超過(guò)100噸的特大型鑄件。
本發(fā)明是采用這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種大型鑄件用水基鑄造涂料，該涂料由下列重量比的原料制成 鋯英粉65-75％、水20-30％、鈉基膨潤(rùn)土0.8-2.5％、親水型氣相二氧化硅0.1-0.6％、水性聚氨酯增稠劑0.2-0.8％、聚乙烯醇0.2-0.8％、水溶性丙烯酸樹(shù)脂0.6-2％、乙二醇丁醚0.1-0.4％、磷酸三丁酯0.1-0.3％、乙二醇0.1-0.5％、異噻唑啉酮0.05-0.4％。
上述的大型鑄件用水基鑄造涂料，該涂料優(yōu)選的是由下列重量比的原料制成 鋯英粉68-71％、水24-28％、鈉基膨潤(rùn)土1.2-2％、親水型氣相二氧化硅0.3-0.5％、水性聚氨酯增稠劑0.4-0.6％、聚乙烯醇0.4-0.6％、水溶性丙烯酸樹(shù)脂1.3-2％、乙二醇丁醚0.2-0.3％、磷酸三丁酯0.2-0.3％、乙二醇0.2-0.4％、異噻唑啉酮0.15-0.3％。
所述原料要求達(dá)到如下指標(biāo) 鋯英粉ZrO2≥65％、平均粒度為325目。
水新鮮潔凈的自來(lái)水。
鈉基膨潤(rùn)土膨脹容≥20ml/g、含水量≤10％、粒度為300～325目。
親水型氣相二氧化硅比表面積為380±30m2/g、平均原生粒徑為7nm。
水性聚氨酯增稠劑不揮發(fā)份(固體份)為40±1％、粘度≤5000mPa·s。
聚乙烯醇型號(hào)17-88。
水溶性丙烯酸樹(shù)脂不揮發(fā)份(固體份)為50±1％、粘度為5000～7000cps、玻璃化溫度為50℃。
乙二醇丁醚、磷酸三丁酯、乙二醇工業(yè)級(jí)。
異噻唑啉酮淡黃色液體、有效成份≥2.5％。
上述大型鑄件用水基鑄造涂料的制備方法，包括如下步驟 一、原料預(yù)處理 (1)、按配方量稱取鈉基膨潤(rùn)土，將鈉基膨潤(rùn)土與水按1∶1.5的重量比混合均勻，裝入密閉容器中靜置24h以上，使鈉基膨潤(rùn)土被充分潤(rùn)濕、活化。
(2)、按配方量稱取親水型氣相二氧化硅，將親水型氣相二氧化硅與水按1∶6的重量比混合均勻，裝入密閉容器中靜置24h以上，使親水型氣相二氧化硅被充分潤(rùn)濕。
(3)、按配方量將聚乙烯醇與水按1∶9的重量比在80～100℃溶解，將其溶解成10％的透明水溶液。
二、制備涂料 ①稱取配方量的磷酸三丁酯、水溶性丙烯酸樹(shù)脂、水性聚氨酯增稠劑、乙二醇丁醚、乙二醇、鋯英粉、異噻唑啉酮及原料預(yù)處理后的余量水待用。
②在容器中加入上述步驟(1)已充分潤(rùn)濕活化的鈉基膨潤(rùn)土、上述步驟(2)已充分潤(rùn)濕的親水型氣相二氧化硅和步驟①的適量水，高速持續(xù)攪拌，直至體系中無(wú)粗粒，呈細(xì)膩的均勻漿狀體時(shí)，停止攪拌。
③先在水性聚氨酯增稠劑中按1∶0.5的重量比加入乙二醇丁醚將其稀釋，再逐漸加入水性聚氨酯增稠劑3～5倍重量的水，慢慢攪拌，使稀釋的水性聚氨酯增稠劑增稠至稠厚、乳白狀態(tài)，將該稠厚、乳白狀態(tài)的水性聚氨酯增稠劑加入步驟②的鈉基膨潤(rùn)土漿狀體中，再按配方量加入磷酸三丁酯和上述步驟(3)10％聚乙烯醇透明水溶液，高速攪拌3～20min，制得復(fù)合懸浮劑。
④將上述步驟③的復(fù)合懸浮劑用膠體磨研磨2～3遍。
⑤將配方量的水溶性丙烯酸樹(shù)脂和乙二醇加入到已研磨好的復(fù)合懸浮劑中，高速攪拌1～5min，然后在攪拌的狀態(tài)下逐漸加入配方量的鋯英粉和適量的水，加完后繼續(xù)高速攪拌10～30min，制得涂料預(yù)分散體。
⑥將上述步驟⑤的涂料預(yù)分散體用膠體磨研磨2～3遍。
⑦在已研磨分散好的涂料中加入配方量的異噻唑啉酮，攪拌均勻，用剩余的水調(diào)節(jié)涂料粘度至涂6號(hào)杯35～60s，即得成品。
所述高速攪拌是轉(zhuǎn)速≥1000r/min。
所述原料預(yù)處理步驟(1)中的靜置時(shí)間為26～170h。
所述原料預(yù)處理步驟(2)中的靜置時(shí)間為28～220h。
按上述技術(shù)方案制得的涂料，其主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到如下 性能指標(biāo) 比重(g/cm3) 2.10～2.30 固體含量(％)≥70 粘度(涂6#杯，s 25℃)35～60 24h懸浮性(％) ≥99.5 發(fā)氣量(1000℃，ml/g)≤20 觸變率(％) ≥45 涂刷指數(shù)≥8.5 單層涂膜厚度(mm)≥0.4 PH值8～10 高溫抗裂性(1200℃，30s) 無(wú)裂紋 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明以鋯英粉為耐火粉料、水為載液，選用兼容性好的無(wú)機(jī)增稠劑、有機(jī)增稠劑、粘結(jié)劑、觸變劑經(jīng)過(guò)適宜的制備方法進(jìn)行有效復(fù)合，使它們協(xié)同發(fā)揮增稠、懸浮、觸變、粘結(jié)的作用，制得的產(chǎn)品具有優(yōu)良的流變性、觸變性(觸變率≥45％)、涂刷性(涂刷指數(shù)≥8.5)、懸浮性(24h懸浮性≥99.5％)，一次成膜厚度高(單層涂膜厚度≥0.4mm)，干涂膜與砂型(芯)結(jié)合緊密，涂層致密，非常適合大型鑄件砂型(芯)大面積、多道數(shù)刷涂的特點(diǎn)。涂料在靜止時(shí)呈半流動(dòng)的凝膠狀態(tài)，顯得稠厚，當(dāng)對(duì)其施予外力(如攪拌、刷子來(lái)回刷動(dòng))時(shí)，則粘度逐漸變低，流動(dòng)性變好，顯得稀薄。這使涂料在貯存時(shí)懸浮性好，涂料在較稠(表觀粘度大)的狀態(tài)下刷涂，在刷子的來(lái)回刷動(dòng)下，涂料粘度逐漸下降，流動(dòng)性變得很好，刷子受到的阻力小，刷起來(lái)滑爽、省力。停止刷動(dòng)時(shí)，涂料粘度逐漸回升，在將刷痕自動(dòng)流平時(shí)又不致形成流掛，較好地平衡了流平性和抗流掛性的矛盾，最終可獲得表面平整光滑的涂膜。刷子每次從容器中提起時(shí)蘸住的涂料多，涂料較快停止向下滴淌，一次刷開(kāi)的面積大，成膜厚，大大提高了刷涂效率。
澆鑄后涂層可整體燒結(jié)，冷卻后易于從鑄件表面剝離，能夠充分實(shí)現(xiàn)涂料的防粘砂、夾砂、砂眼等功能，提高鑄件表面質(zhì)量，降低清砂工作量。配方中適量使用的無(wú)機(jī)增稠劑、觸變劑，在涂料中起增稠、懸浮、觸變等作用，澆注后則有助于涂層的高溫?zé)Y(jié)，起助燒結(jié)劑的作用。
本發(fā)明以水為載液，涂料通過(guò)烘烤、烘干等方式干燥，其熱量釋放溫和，干涂層與砂型(芯)表面及涂層間結(jié)合緊密，涂層致密，不會(huì)出現(xiàn)涂層起泡、涂層與砂型(芯)表面或各道涂層間結(jié)合不良等缺陷，澆鑄時(shí)鋼水不易將涂層從砂型(芯)表面沖刷掉，不存在燒傷操作人員的安全隱患，完全能滿足大型鑄件尤其是重量超過(guò)100噸的特大型鑄件的生產(chǎn)應(yīng)用。
本發(fā)明與“醇基或水基砂粉防滲透粘砂鑄造涂料”(公開(kāi)號(hào)CN1666828，
公開(kāi)日2005年9月14日)相比，原料組分簡(jiǎn)少、搭配適宜、配料制備程序簡(jiǎn)單、原料少的基礎(chǔ)上成本也是明顯降低、綜合技術(shù)性能好(例如流變性、觸變性、涂刷性、懸浮性、成膜質(zhì)量、可涂刷粘度、貯存性、穩(wěn)定性等)。本發(fā)明采用的有機(jī)增稠劑、粘結(jié)劑均系化學(xué)合成產(chǎn)品，較天然有機(jī)高分子的衍生產(chǎn)物抵抗微生物侵蝕的能力強(qiáng)，貯存過(guò)程中不易被腐蝕、分解，粘度和其他性能可保持穩(wěn)定，能很好滿足大型鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1-6 表1以下表中是本發(fā)明的6組配方(原料組分及含量)。

實(shí)施例7 1、按配方稱取相應(yīng)含量的原料組分(以實(shí)施例1為例)。
2、原料預(yù)處理 (1)、將鈉基膨潤(rùn)土2.3kg與水3.45kg混合均勻，裝入密閉容器中靜置30～80h，使鈉基膨潤(rùn)土被充分潤(rùn)濕、活化；(2)、將親水型氣相二氧化硅0.5kg與水3kg混合均勻，裝入密閉容器中靜置28～100h，使親水型氣相二氧化硅被充分潤(rùn)濕；(3)、將聚乙烯醇0.4kg與水3.6kg在90～95℃溶解，將其溶解制成10％的透明水溶液。
3、制備涂料 ①稱取配方量的磷酸三丁酯0.2kg、水溶性丙烯酸樹(shù)脂1.2kg、水性聚氨酯增稠劑0.6kg、乙二醇丁醚0.3kg、乙二醇0.2kg、鋯英粉65kg、異噻唑啉酮0.3kg及原料預(yù)處理后的余量水18.95kg待用；②在容器中加入已充分潤(rùn)濕活化的鈉基膨潤(rùn)土、已充分潤(rùn)濕的親水型氣相二氧化硅和適量水，高速(轉(zhuǎn)速≥1000r/min)持續(xù)攪拌，直至體系中無(wú)粗粒，呈細(xì)膩的均勻漿狀體時(shí)，停止攪拌；③先在水性聚氨酯增稠劑0.6kg中加入乙二醇丁醚0.3kg，將水性聚氨酯增稠劑稀釋，再加入2.4kg的水(該水的加入是水性聚氨酯增稠劑的3～5倍范圍)，慢慢攪拌，使稀釋的水性聚氨酯增稠劑增稠至稠厚、乳白狀態(tài)，將該稠厚、乳白狀態(tài)的水性聚氨酯增稠劑加入到鈉基膨潤(rùn)土漿狀體中，再按配方量加入磷酸三丁酯0.2kg和4kg的10％聚乙烯醇透明水溶液，高速(轉(zhuǎn)速≥1000r/min)攪拌5～10min，制得復(fù)合懸浮劑；④將復(fù)合懸浮劑用膠體磨研磨2～3遍；⑤將水溶性丙烯酸樹(shù)脂1.2kg和乙二醇0.2kg加入到已研磨好的復(fù)合懸浮劑中，高速(轉(zhuǎn)速≥1000r/min)攪拌1～3min，然后在攪拌的狀態(tài)下逐漸加入鋯英粉65kg和適量的水，加完后繼續(xù)高速(轉(zhuǎn)速≥1000r/min)攪拌10～15min，制得涂料預(yù)分散體；⑥將涂料預(yù)分散體用膠體磨研磨2～3遍；⑦在已研磨分散好的涂料中加入異噻唑啉酮0.3kg，攪拌均勻，用剩余的水調(diào)節(jié)涂料粘度至35～60s，即得成品。
本發(fā)明的其他5組配方也是采用上述制備方法制得。
以下通過(guò)試驗(yàn)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明涂料的應(yīng)用效果 試驗(yàn)例 本發(fā)明涂料與英國(guó)福士科(FOSECO)公司的水基鑄造涂料(商品名HOLCOFE110)在我國(guó)重大裝備制造基地之一的中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)公司鑄造分廠特大型鑄件生產(chǎn)車間——鑄鋼車間進(jìn)行了生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)，以下以列表的形式對(duì)本發(fā)明涂料的技術(shù)性能通過(guò)對(duì)比做一詳細(xì)的介紹。
1、基本性能測(cè)試 表2基本性能測(cè)試結(jié)果
從表2可以看出，本發(fā)明涂料與英國(guó)福士科公司的水基鑄造涂料的基本性能十分接近，無(wú)明顯差異。
2、生產(chǎn)使用效果 試驗(yàn)條件選擇相同型號(hào)的鑄件共4件，以完全相同的施涂方式用兩種水基涂料各生產(chǎn)2件鑄件。
兩種涂料的工藝性能、涂層質(zhì)量、鑄件表面質(zhì)量狀況對(duì)比(見(jiàn)表3)。
表3工藝性能、涂層質(zhì)量、鑄件表面質(zhì)量狀況對(duì)比
從表3可以看出，本發(fā)明涂料與英國(guó)福士科公司的水基鑄造涂料工藝性能十分接近，所生產(chǎn)鑄件的表面質(zhì)量等無(wú)實(shí)質(zhì)差異，其中，本發(fā)明涂料的流平性優(yōu)于英國(guó)福士科公司的HOLCOFE 110涂料。因此，本發(fā)明涂料可替代進(jìn)口，很好地滿足大型鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求。
權(quán)利要求
1.一種大型鑄件用水基鑄造涂料，其特征在于，該涂料由下列重量比的原料制成
鋯英粉65-75％、水20-30％、鈉基膨潤(rùn)土0.8-2.5％、親水型氣相二氧化硅0.1-0.6％、水性聚氨酯增稠劑0.2-0.8％、聚乙烯醇0.2-0.8％、水溶性丙烯酸樹(shù)脂0.6-2％、乙二醇丁醚0.1-0.4％、磷酸三丁酯0.1-0.3％、乙二醇0.1-0.5％、異噻唑啉酮0.05-0.4％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鑄件用水基鑄造涂料，其特征在于，該涂料由下列重量比的原料制成
鋯英粉68-71％、水24-28％、鈉基膨潤(rùn)土1.2-2％、親水型氣相二氧化硅0.3-0.5％、水性聚氨酯增稠劑0.4-0.6％、聚乙烯醇0.4-0.6％、水溶性丙烯酸樹(shù)脂1.3-2％、乙二醇丁醚0.2-0.3％、磷酸三丁酯0.2-0.3％、乙二醇0.2-0.4％、異噻唑啉酮0.15-0.3％。
3.一種權(quán)利要求1所述大型鑄件用水基鑄造涂料的制備方法，包括如下步驟
一、原料預(yù)處理
(1)、按配方量稱取鈉基膨潤(rùn)土，將鈉基膨潤(rùn)土與水按1∶1.5的重量比混合均勻，裝入密閉容器中靜置24h以上，使鈉基膨潤(rùn)土被充分潤(rùn)濕、活化；
(2)、按配方量稱取親水型氣相二氧化硅，將親水型氣相二氧化硅與水按1∶6的重量比混合均勻，裝入密閉容器中靜置24h以上，使親水型氣相二氧化硅被充分潤(rùn)濕；
(3)、按配方量將聚乙烯醇與水按1∶9的重量比在80～100℃溶解，將其溶解成10％的透明水溶液；
二、制備涂料
①稱取配方量的磷酸三丁酯、水溶性丙烯酸樹(shù)脂、水性聚氨酯增稠劑、乙二醇丁醚、乙二醇、鋯英粉、異噻唑啉酮及原料預(yù)處理后的余量水待用；
②在容器中加入上述步驟(1)已充分潤(rùn)濕活化的鈉基膨潤(rùn)土、上述步驟(2)已充分潤(rùn)濕的親水型氣相二氧化硅和步驟①的適量水，高速持續(xù)攪拌，直至體系中無(wú)粗粒，呈細(xì)膩的均勻漿狀體時(shí)，停止攪拌；
③先在水性聚氨酯增稠劑中按1∶0.5的重量比加入乙二醇丁醚將其稀釋，再逐漸加入水性聚氨酯增稠劑3～5倍重量的水，慢慢攪拌，使稀釋的水性聚氨酯增稠劑增稠至稠厚、乳白狀態(tài)，將該稠厚、乳白狀態(tài)的水性聚氨酯增稠劑加入步驟②的鈉基膨潤(rùn)土漿狀體中，再按配方量加入磷酸三丁酯和上述步驟(3)10％聚乙烯醇透明水溶液，高速攪拌3～20min，制得復(fù)合懸浮劑；
④將上述步驟③的復(fù)合懸浮劑用膠體磨研磨2～3遍；
⑤將配方量的水溶性丙烯酸樹(shù)脂和乙二醇加入到已研磨好的復(fù)合懸浮劑中，高速攪拌1～5min，然后在攪拌的狀態(tài)下逐漸加入配方量的鋯英粉和適量的水，加完后繼續(xù)高速攪拌10～30min，制得涂料預(yù)分散體；
⑥將上述步驟⑤的涂料預(yù)分散體用膠體磨研磨2～3遍；
⑦在已研磨分散好的涂料中加入配方量的異噻唑啉酮，攪拌均勻，用剩余的水調(diào)節(jié)涂料粘度至涂6號(hào)杯35～60s，即得成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型鑄件用水基鑄造涂料的制備方法，其特征在于，所述高速攪拌是轉(zhuǎn)速≥1000r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型鑄件用水基鑄造涂料的制備方法，其特征在于，所述原料預(yù)處理步驟(1)中的靜置時(shí)間為26～170h。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型鑄件用水基鑄造涂料的制備方法，其特征在于，所述原料預(yù)處理步驟(2)中的靜置時(shí)間為28～220h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大型鑄件用水基鑄造涂料及其制備方法，該涂料由下列重量比的原料制成鋯英粉65-75％、水20-30％、鈉基膨潤(rùn)土0.8-2.5％、親水型氣相二氧化硅0.1-0.6％、水性聚氨酯增稠劑0.2-0.8％、聚乙烯醇0.2-0.8％、水溶性丙烯酸樹(shù)脂0.6-2％、乙二醇丁醚0.1-0.4％、磷酸三丁酯0.1-0.3％、乙二醇0.1-0.5％、異噻唑啉酮0.05-0.4％。其采用的制備方法先進(jìn)，將原料組分進(jìn)行有效的復(fù)合。制得的產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)性能優(yōu)異，例如流變性、觸變性、涂刷性、懸浮性、貯存性、成膜質(zhì)量、可涂刷粘度，能滿足大型鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求，特別是重量超過(guò)100噸的特大型鑄件。
文檔編號(hào)B22C3/00GK101767183SQ20101010317
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者田秀成, 劉文瑞, 費(fèi)長(zhǎng)正, 陳展飛, 劉健, 陳衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:德陽(yáng)立達(dá)化工有限公司