[发明专利]一种铸型水基涂料及其制备工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铸造造型用辅助材料，特别是一种用于砂型或消失模的铸型水基涂料及其制备工艺。

背景技术：

铸型涂料是涂覆于铸型表面的一薄层耐火涂层。它是一种物理悬浮分散体系，通常由耐火粉料、载液、悬浮剂、粘结剂、增稠剂和助剂等组成。其中耐火粉料是涂料的基础，它借助悬浮剂在涂料内悬浮，并被均匀地涂覆于铸型的工作表面上，载液挥发后，粘结剂使粉料干结成致密涂层，保护了工作表面。欲使铸型涂料具有优良的悬浮性、涂覆性、流平性、渗透性和抗流淌性等物理工艺性能，除了选择合适的耐火粉料外，悬浮剂的选择也是最关键的因素之一。悬浮剂是促使涂料中耐火粉料在载液中保持悬浮、防止沉淀、分层的物质，也是使涂料具有适当触变性的主要材料。另外，它还能起辅助粘结剂的作用，将涂料中的耐火粉料粘结在一起，并粘附到铸型工作表面。

在铸型水基涂料的无机悬浮剂中，常用的是膨润土、凹凸棒土、累托石、海泡石等粘土类悬浮剂；用作水基涂料增稠剂的有机高分子化合物有：羧甲基纤维素钠(CMC)、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、黄原胶等。无机的粘土类悬浮剂通常与作为增稠剂的有机高分子化合物配合使用，其效果才能充分发挥。这是因为细小分散的粘土质点可粘附在有机高分子的大分子链上，这种粘附可以阻止细粒粘土质点的直线运动。从而使它们不易互相接触合并而长大，同时有机高分子长链参与了网状结构的形成，使耐火粉料质点更不易沉淀。但对于高密度的耐火粉料及粘度较小的流涂、浸涂涂料，要保持涂料具有好的悬浮性，有时仍需增加无机粘土的加入量，易导致涂层干燥后产生开裂现象，还会影响涂料的工艺和工作性能；而由于一些有机高分子化合物本身的稳定性较差，有的高分子化合物与钙、镁、铁等金属离子的相容性差，若增加其加入量，随着放置时间的延长铸型水基涂料有可能会变稀，从面影响涂料的使用。

在用无机-有机复合体系作为水基铸型涂料悬浮剂时，为使其能充分被水润湿，一般需将悬浮剂与一定量的水预先混合制备成胶体浆料，放置一段时间后再加入水、耐火粉料、助剂、粘结剂等组分制成铸型水基涂料。涂料的制备所需时间长，工序多。

发明内容：

本发明正是为了解决上述现有技术问题而发明的一种铸型水基涂料，通过本发明提供一种不添加有机高分子增稠剂、且无机悬浮剂加入量较低的铸型水基涂料，能使高密度、低粘度的涂料具有优良的悬浮性及存放稳定性，且涂层干燥后不易开裂，有利于提高涂料抵抗高温金属侵蚀的能力。

本发明目的是通过以下技术手段实现的：

涂料配方：

一种铸型水基涂料，由耐火粉料、悬浮剂、粘结剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂及水组成，各组分的质量分数为：耐火粉料40％~80％，悬浮剂0.5％~1.5％，粘结剂3％~10％，表面活性剂0％~0.6％，消泡剂0.05％~0.50％，防腐剂0.01％~0.50％，水10％~50％。

所述的铸型水基涂料，各组分质量分数还可以为：耐火粉料60％~70％，悬浮剂1％~1.5％，粘结剂5％~10％，表面活性剂0.3％~0.6％，消泡剂0.05％~0.3％，防腐剂0.1％~0.50％，水20％~50％。

所述铸型水基涂料，各组分质量分数最优选方案还可以为：耐火粉料65％，悬浮剂1％，粘结剂5％，表面活性剂0.35％，消泡剂0.05％，防腐剂0.2％，水28.4％。

其中，各组分成分中：所述的悬浮剂为无机凝胶；耐火粉料可以是锆英粉、铬铁矿粉、刚玉粉、锆刚玉粉、镁橄榄石粉、蓝晶石粉、硅线石粉、莫来石粉、铝矾土粉、石英粉、滑石粉、石墨粉、叶腊石粉、云母粉、硅藻土粉中的一种或几种混合物，耐火粉料粒度为100~320目；粘结剂包括常温粘结剂和高温粘结剂，常温粘结剂可以是聚醋酸乙烯乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、纯丙乳液、水溶性酚醛树脂、水溶性醇酸树脂中的一种或几种混合物，高温粘结剂可以是水玻璃、硅溶胶、聚合磷酸盐中的一种或几种混合物；表面活性剂可以是烷基苯磺酸钠、亚甲基萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种混合物；消泡剂可以是有机硅消泡剂、正丁醇、正戊醇、正辛醇中的一种；防腐剂可以是工业甲醛溶液、五氯酚钠、苯甲酸钠、五氯萘酚中的一种。

制备工艺：

本发明的铸型水基涂料的制备工艺为：将悬浮剂直接加入水中在高速分散机中混合分散10~20min，再加入消泡剂、表面活性剂、防腐剂等助剂混合5~20min，然后加入耐火粉料混合20~40min，最后加入粘结剂混合10~30min后，将涂料加水调整至使用状态的稠度。

使用方法：