無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包括以下重量份計的原料：鎂橄欖石粉70-100份，粘結(jié)劑2-10份，懸浮劑5-10份，其中鎂橄欖石粉的粒度均不超過100μm。本發(fā)明還涉及該無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制備方法。
【專利說明】無水水基鎂橄欖石粉狀涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型無水水基鎂橄欖石粉狀涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄型涂料是解決鑄件表面粘砂，提聞鑄件表面質(zhì)量最為有效的措施。目如常用的 鑄型涂料按其所用的溶劑不同而分為兩大類:醇基涂料和水基涂料。醇基涂料絕大多數(shù)是 以漿狀的形態(tài)供貨，其載液主要由乙醇、甲醇、異丙醇等組成，屬易燃危險品，在包裝、運輸、 貯存等方面受到諸多約束，導(dǎo)致成本較高；同時，由于醇基涂料的懸浮穩(wěn)定性較差，涂料在 長途運輸和存放過程中易分層，使其工藝性能下降，嚴(yán)重的使涂料產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象，存在貯存 周期較短、不易從桶中倒出等缺點。目前的做法是，先由涂料生產(chǎn)廠配制成粉狀半成品涂 料，鑄造廠再用乙醇調(diào)配稀釋，現(xiàn)用現(xiàn)配，十分方便，避免了運輸周期短的問題，用編織袋包 裝干粉涂料再按普通貨物運輸即可。
[0003]但是，醇基鑄型涂料在點火燃燒干燥過程中釋放出有毒、有害氣體，嚴(yán)重污染空 氣，這是由于其中含有的易揮發(fā)的有機溶劑和一定量的有機粘接劑、助劑和防腐劑等物質(zhì) 的原因。目前，隨著加工廠對涂覆操作時操作人員的健康和安全性的要求有所提高，對鑄型 涂料在使用過程中釋放出的VOC也提高了要求。綜合上述考慮，水基涂料的發(fā)展前景較為 看好。
[0004]鑄造涂料一般由耐火骨料、溶劑、粘結(jié)劑、懸浮劑和附加物等組成。其中耐火骨料 是涂料的主體部分，它的物理和化學(xué)性能決定了涂料的抗粘砂效果。鎂制耐火材料化學(xué)性 能相對穩(wěn)定，對鋼渣有較好的抵抗能力，能夠提高產(chǎn)品的抗侵蝕性能，且超過1000°C后膨脹 微小，而且膨脹速度緩慢均勻，在高溫澆鑄時涂料不易產(chǎn)生裂紋。對于溶劑來說，水基涂料 若以漿液或膏狀形式作為成品使用，同樣面臨包裝成本和運輸不便的缺陷，同時在原料中 的有機物水中長期浸泡會發(fā)酵現(xiàn)象發(fā)生，從而產(chǎn)生微小的氣泡，影響最終涂料的使用效果。
[0005]因此，綜合上述幾個方面的因素，無水水基粉狀涂料是一個較為看好的發(fā)展方向。
[0006]鎂橄欖石Mg2SiO4,簡稱M2S,是MgO-SiO2系列中熱穩(wěn)定性最佳的分子結(jié)構(gòu)的耐火材 料，從室溫到熔融過程中無任何相突變，因而涂層抗開裂性強、抗高溫變形及抗驟冷驟熱性 好，純凈的Mg2SiO4材料，耐火度在1700-1900°C，高溫變形溫度1650-1750°C。
[0007]CN1748900A公開了一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包含以下組分:以重量份 計，鎂橄欖石粉89-91份，白乳膠3.5-5.5份，懸浮劑3.0-3.5份，糊精2.0-2.5份，羧甲基 纖維素鈉0.15-2.5份。將上述配方物料混合后研磨1-1.5小時，待粒度在200-270目的物 料含量大于95%時得到產(chǎn)品。使用時，加入涂料總重量50-80%的自來水，攪拌20分鐘成水 基涂料膏備用。其采用鋰基膨潤土與羧甲基纖維素鈉作為復(fù)合懸浮劑，利用羧甲基纖維素 鈉對膨潤土顆粒的橋聯(lián)作用，使涂料形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯著地提高涂料的懸浮穩(wěn)定性、觸 變性和屈服值。并且對鎂橄欖石進行高溫煅燒，剔除礦石中的揮發(fā)雜質(zhì)。
[0008]CN101117464A公開了 一種鎂橄欖石質(zhì)中間包用耐火涂料及其制備方法，將 20-50wt%的鎂橄欖石砂、25-55wt%的鎂橄欖石熟料、15_30wt%的鎂砂細(xì)粉、5_15wt%鎂鈣砂細(xì)粉和l-5wt%的粘土細(xì)粉混合，外加0-0.5wt%的有機纖維、0.5-2.0wt%的六偏磷酸鈉和
0.3-1.0wt%的三聚磷酸鈉，經(jīng)攪拌機混合均勻、分袋包裝，使用時加水?dāng)嚢?。其中加入有機纖維可保證其在烘烤過程中不爆裂，采用磷酸鈉作為高溫粘結(jié)劑，它在高溫下形成網(wǎng)膜并牢固地包住骨料，使涂料具有很好的高溫強度。
[0009]CN102653640A公開了一種鎂橄欖石改性粉狀涂料及其制備方法，包括以下重量份計的原料:鎂橄欖石粉2-16，莫來石粉10-32，鋯英粉10-26，石英粉15-30，鋰基膨潤土
3-5，糊精粉1.5-3.5，白乳膠粉1-3，羧甲基纖維素鈉粉2-4。其中通過加入中性莫來石、鋯英粉，對鎂橄欖石進行改性，使其涂料高溫時呈中性，不僅能適用于堿性高合金鋼，也適用于酸性低合金鋼，鐵鑄件生產(chǎn)，且保留鎂橄欖石固相自燒結(jié)性好，使其防止鋼、鐵水滲透性好，鑄件清理時涂層呈片、塊狀剝落，提高鑄件表觀質(zhì)量水平。
[0010]CN101508586A公開了一種連鑄中間包工作襯用涂料，其化學(xué)成分按重量份數(shù)計為:鎂橄欖石生料50-90份、鎂砂10-50份，復(fù)合添加劑3-5份，其中復(fù)合添加劑為有機纖維、紙纖維、石灰、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、粘土或硅酸鹽中的至少一種。其中加入石灰可保證其在涂抹后能夠在較短的時間內(nèi)變干，減少自然干燥時間，同時對涂抹狀況也有改善。 其中粒度≤5mm的鎂橄欖石生料中，各粒度范圍的重量百分比為:5-3mm的占20-30%，3-lmm 的占25-35%，1-0.088mm的占25_35%，〈0.088mm的占0_30%，粒度≤Imm的鎂砂中，各粒度范圍的重量百分比為:1-0.088mm的占0-35%，〈0.088mm的占65_100%，這樣可以進一步增強制品的抗侵蝕性能。
[0011]但是，鑄型涂料技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)是實現(xiàn)鑄件精化、節(jié)能成本低等。在改變涂料的基本組成時，不僅要提高涂料的涂覆效率和涂層質(zhì)量，實現(xiàn)鑄件毛坯精化，還要考慮加工成本，隨著原料的價格上漲及鋼鐵發(fā)展形勢的變化，涂料的利潤空間在逐步縮小，因此，盡量節(jié)省開支，才能獲得更大的市場發(fā)展空間，需要開發(fā)新的低成本涂料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種既能實現(xiàn)鑄件精化，又能節(jié)省成本的無水水基鎂橄欖石粉狀涂料及其制備方法。
[0013]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包括以下重量份計的原料:鎂橄欖石粉70-100份，粘結(jié)劑2-10份，懸浮劑5-10份。
[0014]所述懸浮劑為膨潤土、坡縷石、羧甲基纖維素(CMC)或羧甲基纖維素鈉中的一種或兩種；其中膨潤土優(yōu)選為鈉基膨潤土或鋰基膨潤土。由于坡縷石礦質(zhì)細(xì)膩密實，以此作為懸浮劑可以起到非常好的效果，提高涂層強度，因此優(yōu)選使用坡縷石。
[0015]從提高涂層強度的角度考慮，本申請經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，加入一定量的空心玻璃微珠可以明顯改善涂層強度。實驗發(fā)現(xiàn)，相對于鎂橄欖石粉100份，加入5-10份的空心玻璃微珠的效果最好。加入量低于5份則強度提高不明顯；加入量高于10重量份則強度會有部分下降趨勢。
[0016]進一步地，通過添加耐高溫?zé)o機纖維可以明顯提高涂層強度，實驗發(fā)現(xiàn)，相對于鎂橄欖石粉100份，加入0.01-0.1份的耐高溫?zé)o機纖維效果最好。加入量低于0.01份則強度提高不明顯；加入量高于0.1重量份則強度幾乎沒有進一步提高。所述耐高溫?zé)o機纖維可以為高硅氧耐高溫?zé)o機纖維。[0017]所述粘結(jié)劑為磷酸鈉、三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種或幾種。
[0018]所述鎂橄欖石粉的粒度均不超過lOOym，優(yōu)選地，各粒度范圍的重量百分比為: 50-100 y m的占20-50%,〈I y m的占5-15%, 1-50 y m的占35-65%。實驗發(fā)現(xiàn)，將鎂橄欖石粉的粒度降為IOOym以下，可有效增強制品的抗侵蝕性能，優(yōu)選地，與使用單一粒徑范圍的鎂橄欖石粉相比，通過使用微納米不同粒徑的鎂橄欖石粉的混合物可以達(dá)到協(xié)同增強制品的抗侵蝕性能。
[0019]所述的鎂橄欖石粉制備可選用純橄欖巖先經(jīng)水洗預(yù)處理，然后經(jīng)窯爐 1350-1450°C高溫煅燒，去除礦石中的揮發(fā)雜質(zhì)，固化提純，MgO≥45%，灼失量≤ 0.5%。
[0020]所述無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制備方法，按照配比將粘結(jié)劑和懸浮劑混合后研磨1-2小時，得到混合料A ;將鎂橄欖石粉預(yù)先研磨成不同粒徑的粉料；然后按上述配方將不同粒度的鎂橄欖石粉和混合料A混合后攪拌1-2小時，使各組分材料達(dá)到高度均勻分散，得到本產(chǎn)品。
[0021]優(yōu)選地，粘結(jié)劑和懸浮劑研磨得到粒徑不超過100 U m的混合料A。
[0022]使用時，按IKg涂料兌200_400ml水即可。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、成本低。所采用的組分均為常規(guī)原料，且不需要添加鎂砂和其它礦物石份，與市場現(xiàn)有產(chǎn)品相比，具有成本的優(yōu)勢。
[0024]2、效果好。不同粒徑范圍的鎂橄欖石粉一起使用，達(dá)到了涂層不開裂，鑄件表面精化程度高，鑄件清理時涂層易剝落的技術(shù)效果。用落丸式強度測定儀測量，涂層強度為80g/ mm2以上。
[0025]3、經(jīng)測試，由于本產(chǎn)品原料中不含有揮發(fā)性有機物質(zhì)，加工生產(chǎn)時工作環(huán)境中的 VOC含量比現(xiàn)有產(chǎn)品明顯降低。
[0026]表1本發(fā)明的部分實施例和對比例:
【權(quán)利要求】
1.一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包括以下重量份計的原料:鎂橄欖石粉70-100 份，粘結(jié)劑2-10份，懸浮劑5-10份，其中鎂橄欖石粉的粒度不超過100 u m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:所述懸浮劑為膨潤土、坡縷石、羧甲 基纖維素(CMC)或羧甲基纖維素鈉中一種或兩種；其中膨潤土為鈉基膨潤土或鋰基膨潤土 中的一種或多種；懸浮劑優(yōu)選為坡縷石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:所述粘結(jié)劑為磷酸鈉、三聚磷酸鈉或 六偏磷酸鈉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:所述的鎂橄欖石粉制備選用純橄欖 巖先經(jīng)水洗預(yù)處理，然后經(jīng)窯爐1350-1450°C高溫煅燒，去除礦石中的揮發(fā)雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:鎂橄欖石粉各粒度范圍的重量百分 比為:50-100 ii m 的占 20-50%,〈I y m 的占 5-15%, 1-50 ii m 的占 35-65%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:還含有一定量的空心玻璃微珠，其用 量相對于100份的鎂橄欖石粉為5-10份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:相對于鎂橄欖石粉100份，還加入0.01-0.1份的耐高溫?zé)o機纖維，所述耐高溫?zé)o機纖維優(yōu)選為硅氧耐高溫?zé)o機纖維。
8.—種如權(quán)利要求1所述無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制備方法，按照配比將粘結(jié)劑 和懸浮劑混合后研磨1-2小時，得到混合料A ;將鎂橄欖石粉預(yù)先研磨成不同粒徑的粉料； 然后按比例將不同粒度的鎂橄欖石粉和混合料A混合后攪拌1-2小時，使各組分材料達(dá)到 高度均勻分散，得到本產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉狀涂料，其特征在于:粘結(jié)劑和懸浮劑研磨得到粒徑不超 過100 V- m的混合料A。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于:將粘結(jié)劑和懸浮劑混合的同時還加 入硅氧耐高溫?zé)o機纖維。
【文檔編號】B22C3/00GK103551496SQ201310522729
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】陳志芳 申請人:新疆華莎能源股份有限公司