本發(fā)明涉及一種防滲透粘砂鑄造涂料的制備方法，尤其涉及一種以紅柱石為原料制備防滲透粘砂鑄造涂料的方法。
背景技術(shù)：
防滲透粘砂鑄造涂料是為了防止鑄鋼件表面鋼水氧化而產(chǎn)生滲透粘砂缺陷的涂料。防滲透粘砂鑄造涂料須有較高的耐火性、較好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性以及不能與鋼水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。
現(xiàn)有的防滲透粘砂鑄造涂料通常采用鉻鐵礦砂為原料制備或者采用鋯英粉為原料制備，但是該些材料成本較高、操作麻煩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種成本較低、防鋼水滲透能力較好的以紅柱石為原料制備防滲透粘砂鑄造涂料的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，提出一種以紅柱石為原料制備防滲透粘砂鑄造涂料的方法，其包括步驟：
配置原料：按照如下質(zhì)量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下質(zhì)量份數(shù)的材料構(gòu)成：紅柱石：50-70份；α-Al2O3:5-10份；白剛玉粉：20-25份；硅藻土：1-3份；云母粉：5-7份；鎂橄欖石粉：10-15份；
載體；所述載體質(zhì)量為耐火填料的250％-300％；
懸浮劑；所述懸浮劑質(zhì)量為耐火填料的5％-10％；
粘結(jié)劑；所述粘結(jié)劑質(zhì)量為耐火填料的3％-5％；
潤(rùn)濕滲透劑；所述潤(rùn)濕滲透劑質(zhì)量為耐火填料的0.2％-0.5％；
消泡劑；所述消泡劑質(zhì)量為耐火填料的0.05％-0.08％；
分散劑；所述分散劑質(zhì)量為耐火填料的0.12％-0.22％。
本發(fā)明的防滲透鑄造涂料由耐火填料、載體、懸浮劑、粘結(jié)劑、潤(rùn)濕滲透劑、消泡劑、分散劑共7個(gè)部分組成，各個(gè)部分在涂料不同階段發(fā)揮不同作用，并相互影響。
耐火填料是涂料的主體部分，是涂料抗粘砂性的主要決定因素。本發(fā)明中，耐火填料由紅柱石：50-70份；α-Al2O3:5-10份；白剛玉粉：20-25份；硅藻土：1-3份；云母粉：5-7份；鎂橄欖石粉：10-15份構(gòu)成，打破了現(xiàn)有技術(shù)中均僅由單一類(lèi)型的填料構(gòu)成耐火填料的趨勢(shì)；本發(fā)明的上述各種類(lèi)型的填料共同起到作用，且最終形成的耐火填料的酸堿度適宜，可適合各種類(lèi)型的鋼鑄件使用。
具體的，紅柱石中主要成分為Al2O3，其加熱后可分解為莫來(lái)石和SiO2；α-Al2O3屬于三方晶系，熔點(diǎn)較高，在加熱過(guò)程中可與紅柱石結(jié)合使得涂料具有較好的耐磨性、電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性。白剛玉粉主要含量仍為Al2O3，但是其抗酸堿性強(qiáng)，能夠提高涂料的適用面，同時(shí)熱導(dǎo)率較高，方便涂料形成熔融狀態(tài)。硅藻土在某些成分中作為主體材料適用，因其價(jià)格便宜且吸附能力強(qiáng)，本發(fā)明中使用硅藻土作為輔助材料，主要是由于硅藻土為多孔狀結(jié)構(gòu)，對(duì)涂料可以起到良好的保溫和蓄氣性能。云母粉可有效防止金屬液的滲透。鎂橄欖石粉呈堿性，可有效中和紅柱石分解后的呈酸性的莫來(lái)石，使得本發(fā)明的涂料酸堿度適宜。同時(shí)鎂橄欖石具有較強(qiáng)的抗金屬氧化物侵蝕能力，但是鎂橄欖石加熱后會(huì)有較大的發(fā)氣量，因此鎂橄欖石的含量不僅需要考慮到紅柱石含量還需要考慮到硅藻土的蓄氣量。
載體在本實(shí)施例中采用水或乙醇構(gòu)成。
懸浮劑對(duì)于涂料的流變性能和工藝性能起到?jīng)Q定作用。本實(shí)施例中，懸浮劑由如下質(zhì)量份數(shù)的組分構(gòu)成：鈉基膨潤(rùn)土：10-15份；聚乙烯吡咯烷酮：5-7份；羥丙基纖維素：3-5份。
由于本發(fā)明的耐火填料由多種不同性質(zhì)的填料構(gòu)成，因此懸浮劑采用不同種類(lèi)的懸浮劑組合而成。且本發(fā)明選取的三種懸浮劑均屬于即可溶于水又可溶于醇類(lèi)的懸浮劑，可有效擴(kuò)大本發(fā)明的使用范圍。上述懸浮劑可使得涂料形成穩(wěn)定的膠體體系，使得涂料在使用、存儲(chǔ)或者運(yùn)輸過(guò)程中保持成分均一、無(wú) 沉淀分層現(xiàn)象且還可起到防止載體脫離耐火填料而單獨(dú)伸入型砂中。
本發(fā)明中，粘結(jié)劑為聚醋酸乙烯乳液。
潤(rùn)濕滲透劑為聚氧乙烯烷基醇醚。聚氧乙烯烷基醇醚可以快速潤(rùn)濕型芯表面，提高涂層滲透和附著性能。
消泡劑為三聚磷酸鈉。三聚磷酸鈉通常作為表面活性劑使用，但是在本發(fā)明中，由于三聚磷酸鈉溶于水后PH值大于9，其與聚氧乙烯烷基醇醚作用可共同起到消泡作用。
分散劑為焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽組合。焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽對(duì)應(yīng)不同的耐火填料使得聚集狀態(tài)的填料粒子之間分開(kāi)并吸附于粒子表面，使涂料哦保持在穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)。
將懸浮劑、耐火填料和粘結(jié)劑混合30-50分鐘后進(jìn)行碾壓，碾壓時(shí)間1-2小時(shí)；
碾壓時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響涂料的性能。碾壓時(shí)間過(guò)短則涂料的流變性能較差，若碾壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則導(dǎo)致顆粒和膠體之間相互咬合與反抗排斥。
加入載體攪拌，并在攪拌過(guò)程中加入潤(rùn)濕滲透劑、消泡劑與分散劑；攪拌時(shí)間4-8小時(shí)。
本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)多種不同類(lèi)型的耐火填料、懸浮劑等使得其相互作用，不僅可以代替現(xiàn)有的單一類(lèi)型的鑄造涂料并且可適用各種類(lèi)型的剛性鑄件使用。
具體實(shí)施方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1：
通過(guò)如下步驟制備防滲透粘砂鑄造涂料：
(1)配置原料：
按照如下質(zhì)量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下質(zhì)量份數(shù)的材料構(gòu)成：紅柱石：50份；α-Al2O3:5份；白剛玉粉：20份；硅藻土：1份；云母粉：5份；鎂橄欖石粉：10份；
水；水的質(zhì)量為耐火填料的250％；
懸浮劑；懸浮劑總質(zhì)量為耐火填料的5％；其中懸浮劑由10份鈉基膨潤(rùn)土，5份聚乙烯吡咯烷酮，3份羥丙基纖維素構(gòu)成；
聚醋酸乙烯乳液；所述聚醋酸乙烯乳液質(zhì)量為耐火填料的3％；
聚氧乙烯烷基醇醚；所述聚氧乙烯烷基醇醚質(zhì)量為耐火填料的0.2％；
三聚磷酸鈉；所述三聚磷酸鈉質(zhì)量為耐火填料的0.05％；
焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽；所述焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽總質(zhì)量為耐火填料的0.12％。
(2)先將鈉基膨潤(rùn)土、聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基纖維素、紅柱石、α-Al2O3、白剛玉粉、硅藻土、云母粉、鎂橄欖石粉、聚醋酸乙烯乳液混合30分鐘中碾壓1小時(shí)，而后加入水?dāng)嚢?，并在攪拌過(guò)程中加入聚氧乙烯烷基醇醚、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽。攪拌時(shí)間4小時(shí)。得到本發(fā)明防滲透粘砂鑄造涂料。
實(shí)施例2
(1)配置原料：
按照如下質(zhì)量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下質(zhì)量份數(shù)的材料構(gòu)成：紅柱石：60份；α-Al2O3:8份；白剛玉粉：23份；硅藻土：2份；云母粉：6份；鎂橄欖石粉：13份；
乙醇；乙醇的質(zhì)量為耐火填料的280％；
懸浮劑；懸浮劑總質(zhì)量為耐火填料的8％；其中懸浮劑由13份鈉基膨潤(rùn)土，6份聚乙烯吡咯烷酮，4份羥丙基纖維素構(gòu)成；
聚醋酸乙烯乳液；所述聚醋酸乙烯乳液質(zhì)量為耐火填料的4％；
聚氧乙烯烷基醇醚；所述聚氧乙烯烷基醇醚質(zhì)量為耐火填料的0.3％；
三聚磷酸鈉；所述三聚磷酸鈉質(zhì)量為耐火填料的0.06％；
焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽；所述焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽總質(zhì)量為耐火填料的0.18％。
(2)先將鈉基膨潤(rùn)土、聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基纖維素、紅柱石、α -Al2O3、白剛玉粉、硅藻土、云母粉、鎂橄欖石粉、聚醋酸乙烯乳液混合30分鐘中碾壓2小時(shí)，而后加入水?dāng)嚢?，并在攪拌過(guò)程中加入聚氧乙烯烷基醇醚、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽。攪拌時(shí)間6小時(shí)。得到本發(fā)明防滲透粘砂鑄造涂料。
實(shí)施例3
(1)配置原料：
按照如下質(zhì)量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下質(zhì)量份數(shù)的材料構(gòu)成：紅柱石：70份；α-Al2O3:10份；白剛玉粉：25份；硅藻土：3份；云母粉：7份；鎂橄欖石粉：15份；
水；水的質(zhì)量為耐火填料的300％；
懸浮劑；懸浮劑總質(zhì)量為耐火填料的10％；其中懸浮劑由15份鈉基膨潤(rùn)土，7份聚乙烯吡咯烷酮，5份羥丙基纖維素構(gòu)成；
聚醋酸乙烯乳液；所述聚醋酸乙烯乳液質(zhì)量為耐火填料的5％；
聚氧乙烯烷基醇醚；所述聚氧乙烯烷基醇醚質(zhì)量為耐火填料的0.5％；
三聚磷酸鈉；所述三聚磷酸鈉質(zhì)量為耐火填料的0.08％；
焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽；所述焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽總質(zhì)量為耐火填料的0.22％。
(2)先將鈉基膨潤(rùn)土、聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基纖維素、紅柱石、α-Al2O3、白剛玉粉、硅藻土、云母粉、鎂橄欖石粉、聚醋酸乙烯乳液混合30分鐘中碾壓2小時(shí)，而后加入水?dāng)嚢?，并在攪拌過(guò)程中加入聚氧乙烯烷基醇醚、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉和烴基磺酸鹽。攪拌時(shí)間8小時(shí)。得到本發(fā)明防滲透粘砂鑄造涂料。
測(cè)試實(shí)施例1-實(shí)施例3得到的防滲透粘砂鑄造涂料的性能得到結(jié)果如下：
經(jīng)過(guò)上述測(cè)試結(jié)果可知，本發(fā)明的防滲透粘砂鑄造涂料PH值大致呈中性，但是密度較高、發(fā)氣量小且其他各項(xiàng)工作指標(biāo)完全達(dá)標(biāo)，可完全替代現(xiàn)有的適用面較窄的單一體系的防滲透粘砂鑄造涂料。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。