[发明专利]一种水基自干铸造涂料及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域，具体是一种水基自干铸造涂料及其制备方法和使用方法。

背景技术

铸造涂料根据载液的不同分为醇基铸造涂料和水基铸造涂料两大类。醇基铸造涂料主要以甲醇和乙醇为载液，涂覆在铸型(芯)工作表面上后一般通过点火引燃的方式干燥涂层；醇基涂料在经过多次刷涂，多次点燃后，容易出现涂层起泡，涂层与砂型(芯)表面或各道涂层间结合不良的现象，得到的干涂层较疏松，浇注时结合不良部位的涂层在金属液的持续冲刷下容易从砂型(芯)表面脱落，从而丧失防粘砂等功能，除此之外醇基铸造涂料大面积刷涂后点火引燃时由于火势的瞬间蔓延存在烧伤操作人员的安全隐患。

水基铸造涂料主要以水为载液，涂覆后一般通过火焰烘干或进炉加热烘干等方式获得干燥涂层。由于水比酒精挥发速度慢得多，在刷涂过程中不会像溶剂一样快速挥发，而滑爽性下降较快，阻力上升，故水基涂料的刷涂性优于醇基涂料。水基涂料通过烘烤，烘干等方式干燥，其热量释放较醇基涂料点火引燃后溶剂挥发迅速温和许多，不会出现涂层起泡等缺陷，干燥涂层与砂型(芯)表面及涂层间结合紧密，涂层致密，浇铸时钢水不易将涂层从砂型(芯)表面冲刷掉，水基涂料不存在烧伤操作人员的安全隐患。因此对于大型铸件，水基涂料在降低刷涂劳动强度，保障铸件质量，提高生产安全性等方面均是优于醇基涂料的选择。

目前国内现有的水基涂料产品不能满足大型铸件生产的技术质量要求，尤其是重量超过10吨的特大型铸件生产。为此，国内也有众多的高校，科研所及企业在研制大型铸件生产所需的水基铸造涂料，但研制的这些水基铸造涂料产品在技术上与国外产品相比，仍存在着较大差距，不能满足大型铸件生产的技术质量要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种大型铸件用水基铸造涂料及该涂料的制备方法，该涂料通过自身组分中的改性磷酸盐粘结剂与底层涂料中的镁砂粉发生放热反应，实现涂层自干，无需烘烤，烘干等方式干燥，节约能源，操作方便，且不会出现涂层起泡、涂层与砂型(芯)表面或各道涂层间结合不良等缺陷，具有不易燃不易爆，无腐蚀性，无污染，运输方便，操作安全，成本低等优点。

本发明所述的一种水基自干铸造涂料，其特征在于该涂料由下列重量百分比的原料制成：

以上各种原料要求达到如下指标：

莫来石：Al₂O₃≥75％，平均粒度为325目；水：为新鲜洁净的自来水；

钠基膨润土：膨胀容≥20ml/g、含水量≤10％、粒度为300-325目。

羧甲基纤维素钠：中等粘度，2％水溶液动力粘度为300-600mPa·s，PH值：6.5-8.0；羧甲基纤维素钠简称CMC，其重要特性是形成高粘度的胶体、溶液、有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、保水、保护胶体、薄膜成型、耐酸、耐盐、悬浊等特性，且生理无害，能够吸水膨胀，在水中溶胀时，可以形成透明的粘稠胶液，在酸碱度方面表现为中性。

OP-10润湿剂采用上海贝青利实业发展有限公司生产的OP-10润湿剂。

改性磷酸盐粘结剂：选用申请人自制的32B6M6作为粘结剂(32表示三氧化二铝与五氧化二磷摩尔数的百分比，B代表硼，其后面的数字代表硼的量，M代表镁，其后面数字代表镁的量，均为相对量，不表示绝对量。)

改性磷酸盐粘结剂的具体制备方法：首先将氢氧化铝和质量浓度为85％的工业磷酸按照1∶3的摩尔比加入到三口反应釜中，并开动搅拌器，缓慢升温至100℃，此时磷酸与氢氧化铝剧烈反应，反应料为乳白色悬浊液，继续加热至透明，按照每摩尔氢氧化铝6g硼酸的比例加入硼酸，待其透明后，再按照每摩尔氢氧化铝加入6g碳酸镁的比例加入碳酸镁，等其完全澄清，关闭电源，将密度调至1.5g/cm³即制得改性磷酸盐粘结剂。

一种制备上述水基自干铸造涂料的方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)称取以下重量百分比的原料：60-71％莫来石、20-31％水、1-3％钠基膨润土、0.1-0.4％羧甲基纤维素钠、0.05-0.1％OP-10润湿剂、4-6％改性磷酸盐粘结剂待用；

(2)将步骤(1)中准备的全部钠基膨润土投入转速≥1000r/min的高速搅拌机中，再加入1-1.5倍重的水搅拌均匀，装入密闭容器中静置24h以上，使钠基膨润土被充分润湿、活化，制得甲液；