本發(fā)明涉及鑄模涂料領(lǐng)域，具體是指一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料配方及其制備方法。
背景技術(shù)：
低溫快干涂料是V法生產(chǎn)線砂型技術(shù)的關(guān)鍵材料，涂層性能的好壞不僅影響薄膜的氣化和氣體的遷移，還和鑄件表面質(zhì)量密切相關(guān)，涂層性能不好會造成型砂與空氣提早接觸而塌箱。由于V法生產(chǎn)線砂型沒有使用粘結(jié)劑，型砂之間是點(diǎn)與點(diǎn)的接觸，透氣性好，如果沒有涂層或涂層性能不好，在熔液澆注時對鑄型的抽真空操作，還會造成熔融態(tài)的熔液向型砂中滲透，導(dǎo)致鑄件粘砂，澆注后保壓失敗，最終使得鑄件報廢，因此，涂料在V法生產(chǎn)線砂型造型及鑄造中有著不可替代的作用。
傳統(tǒng)的低溫快干涂料雖然也有著較好的附著力，但在干燥過程中需要浪費(fèi)較長的時間，不能夠快速的干燥，這大大降低了生產(chǎn)效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速自干，懸浮性好，對塑料薄膜附著力大，固相燒結(jié)性好的低溫快干涂料。
本發(fā)明的目的還在于提供一種制備過程科學(xué)規(guī)范，對原料進(jìn)行分步加工，每一步的操作時間明確的低溫快干涂料的制備方法。
本發(fā)明的目的還在于提供一種操作簡單快捷，節(jié)約生產(chǎn)時間的低溫快干涂料的制備方法。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，包括耐火骨粉、粘結(jié)劑、助劑、溶劑載體和滲透劑，所述粘結(jié)劑為酚醛樹脂和松香的混合物，助劑為聚乙烯醇縮丁醛和無機(jī)粘土類懸浮劑的混合物，溶劑載體為乙醇和甲醇的混合物。
粘結(jié)劑選用酚醛樹脂和松香的混合物，酚醛樹脂作粘結(jié)劑，它溶于乙醇，干燥后使涂層具有一定的強(qiáng)度；松香作為輔助的粘結(jié)劑，它不溶于水，適量溶于乙醇，可以使涂層不易開裂。
有機(jī)膨潤土有較好的稠化能力和懸浮能力，可以防止油類溶劑中的固體沉淀，但由于本涂料采用醇類溶劑載體，使用有機(jī)膨潤土的效果不是很理想，而且價格昂貴，故助劑選用無機(jī)粘土類懸浮劑。
助劑還選用聚乙烯醇縮丁醛(PVB)作為涂料的增稠劑，加入PVB可以提高涂料的懸浮穩(wěn)定性，PVB的結(jié)構(gòu)中還有較長的支鏈，因此它柔軟、繞曲性好、薄膜強(qiáng)度及延伸性均好；由于PVB中含有一定量的羥基，可溶于甲醇、乙醇等溶劑中，其中以乙醇作溶劑較為理想，PVB的羥基和酚醛樹脂的羥甲基發(fā)生縮聚反應(yīng)，提高涂層的強(qiáng)度，用PVB可以增加酚醛樹脂的粘結(jié)力和懸浮性，減少懸浮劑的裂紋傾向。
溶劑載體選用乙醇及甲醇，因其揮發(fā)性很好，有利于涂料的快干，在近50℃的低溫、熱風(fēng)干燥條件下，涂料烘干時間8-10分鐘，滿足了生產(chǎn)線工藝要求。
本涂料用于噴涂在聚乙烯醋酸乙烯酯共聚體(EVA)薄膜上，由于聚乙烯醋酸乙烯酯共聚體(EVA)薄膜屬極性很小的物質(zhì)，分子排列規(guī)律，故在其表面難以附著涂料，除選用與其具有較好親和力的粘結(jié)劑外，還需附加適當(dāng)?shù)臐B透劑使塑料表面活化，以增加涂料附著力。
進(jìn)一步地，所述耐火骨粉為鋯英粉，按重量份計，包括鋯英粉90-110份、粘結(jié)劑2-10份、助劑1-10份、溶劑載體80-200份、滲透劑0.01-0.1份。
進(jìn)一步地，所述用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，按重量份計，包括鋯英粉100份、粘結(jié)劑5份、助劑5份、溶劑載體180份、滲透劑0.05份。
進(jìn)一步地，所述耐火骨粉為鋯英粉和剛玉粉的混合物，按重量份計，包括鋯英粉70-85份、剛玉粉15-30份、粘結(jié)劑3-10份、助劑2-10份，溶劑載體80-200份、滲透劑0.01-0.1份。
進(jìn)一步地，所述用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，按重量份計，包括鋯英粉80份、剛玉粉25份、粘結(jié)劑6份、助劑6份、溶劑載體190份、滲透劑0.05份。
進(jìn)一步地，上述用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料的制備方法，包括以下步驟：
(1)對粘結(jié)劑和助劑中聚乙烯醇縮丁醛進(jìn)行預(yù)處理；
(2)預(yù)處理完成后，將耐火骨粉干混，然后在耐火骨粉中加入溶劑載體以及助劑中的無機(jī)粘土類懸浮劑進(jìn)行攪拌混合；
(3)攪拌均勻后，加入滲透劑以及預(yù)處理后的粘結(jié)劑和聚乙烯醇縮丁醛，攪拌5-10分鐘，使涂料形成膏狀；
(4)上述涂料形成膏狀后，再加入剩下的溶劑載體，高速攪拌10-15分鐘，完成配制。
所述步驟(1)中，對粘結(jié)劑和助劑中聚乙烯醇縮丁醛進(jìn)行預(yù)處理的具體步驟為：
(1.1)將乙醇與粘結(jié)劑中粉末狀的酚醛樹脂按照3：1的比例混合至溶液呈漿狀，使酚醛樹脂溶于乙醇；
(1.2)將乙醇與粘結(jié)劑中塊狀的松香按照3：1的比例混合至溶液呈漿狀，使松香溶于乙醇；
(1.3)將乙醇與助劑中粉末狀的聚乙烯醇縮丁醛按照8：1的比例混合至溶液呈漿狀，使聚乙烯醇縮丁醛溶于乙醇。
進(jìn)一步地，上述用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將耐火骨粉、粘結(jié)劑、助劑中的無機(jī)粘土類懸浮劑、滲透劑先攪拌20-30分鐘；
(2)然后加入溶劑載體和助劑中的聚乙烯醇縮丁醛在膠體磨研磨5-10分鐘，完成配制。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
(1)本發(fā)明所述的一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，使用甲醇和乙醇的混合物作為溶劑載體，使得涂料能夠快速自干，滿足了生產(chǎn)線的工藝要求；
(2)本發(fā)明所述的一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，具有懸浮性好，對塑料薄膜附著力大，固相燒結(jié)性好的優(yōu)點(diǎn)；
(3)本發(fā)明所述的一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料的制備方法，制備過程科學(xué)規(guī)范，對原料進(jìn)行分步加工，每一步的操作時間明確；并且有兩種制備方法，操作簡單，適用性廣。
具體實施方式
下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
實施例1：
一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，包括鋯英粉100份、粘結(jié)劑5份、助劑5份、溶劑載體180份、滲透劑0.05份。
其中粘結(jié)劑為酚醛樹脂和松香的混合物，助劑為聚乙烯醇縮丁醛和無機(jī)粘土類懸浮劑的混合物，溶劑載體為乙醇和甲醇的混合物。
具體制備方法，包括以下步驟：
(1)對粘結(jié)劑和助劑中聚乙烯醇縮丁醛進(jìn)行預(yù)處理；
(2)預(yù)處理完成后，在鋯英粉加入溶劑載體以及助劑中的無機(jī)粘土類懸浮劑進(jìn)行攪拌混合；
(3)攪拌均勻后，加入滲透劑以及預(yù)處理后的粘結(jié)劑和聚乙烯醇縮丁醛，攪拌5-10分鐘，使涂料形成膏狀；
(4)上述涂料形成膏狀后，再加入剩下的溶劑載體，高速攪拌10-15分鐘，完成配制。
對粘結(jié)劑和助劑中聚乙烯醇縮丁醛進(jìn)行預(yù)處理的具體步驟為：
(1.1)將乙醇與粘結(jié)劑中粉末狀的酚醛樹脂按照3：1的比例混合至溶液呈漿狀，使酚醛樹脂溶于乙醇；
(1.2)將乙醇與粘結(jié)劑中塊狀的松香按照3：1的比例混合至溶液呈漿狀，使松香溶于乙醇；
(1.3)將乙醇與助劑中粉末狀的聚乙烯醇縮丁醛按照8：1的比例混合至溶液呈漿狀，使聚乙烯醇縮丁醛溶于乙醇。
實施例2：
一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，包括鋯英粉80份、剛玉粉25份、粘結(jié)劑6份、助劑6份、溶劑載體190份、滲透劑0.05份。
其中粘結(jié)劑為酚醛樹脂和松香的混合物，助劑為聚乙烯醇縮丁醛和無機(jī)粘土類懸浮劑的混合物，溶劑載體為乙醇和甲醇的混合物。
具體制備方法，包括以下步驟：
(1)對粘結(jié)劑和助劑中聚乙烯醇縮丁醛進(jìn)行預(yù)處理；
(2)預(yù)處理完成后，將鋯英粉和剛玉粉干混，然后加入溶劑載體以及助劑中的無機(jī)粘土類懸浮劑進(jìn)行攪拌混合；
(3)攪拌均勻后，加入滲透劑以及預(yù)處理后的粘結(jié)劑和聚乙烯醇縮丁醛，混合攪拌5-10分鐘，使涂料形成膏狀；
(4)上述涂料形成膏狀后，再加入剩下的溶劑載體，高速攪拌10-15分鐘，完成配制。
對粘結(jié)劑和助劑中聚乙烯醇縮丁醛進(jìn)行預(yù)處理的具體步驟為：
(1.1)將乙醇與粘結(jié)劑中粉末狀的酚醛樹脂按照3：1的比例混合至溶液呈漿狀，使酚醛樹脂溶于乙醇；
(1.2)將乙醇與粘結(jié)劑中塊狀的松香按照3：1的比例混合至溶液呈漿狀，使松香溶于乙醇；
(1.3)將乙醇與助劑中粉末狀的聚乙烯醇縮丁醛按照8：1的比例混合至溶液呈漿狀，使聚乙烯醇縮丁醛溶于乙醇。
實施例3：
一種用于耐火材料生產(chǎn)的低溫快干涂料，包括鋯英粉100份、粘結(jié)劑5份、助劑5份、溶劑載體180份、滲透劑0.05份。
其中粘結(jié)劑為酚醛樹脂和松香的混合物，助劑為聚乙烯醇縮丁醛和無機(jī)粘土類懸浮劑的混合物，溶劑載體為乙醇和甲醇的混合物。
具體制備方法，包括以下步驟：
(1)將鋯英粉、粘結(jié)劑、助劑中的無機(jī)粘土類懸浮劑、滲透劑先混合攪拌20-30分鐘；
(2)然后加入溶劑載體和助劑中的聚乙烯醇縮丁醛在膠體磨研磨5-10分鐘，完成配制。
實施例4：
本低溫快干涂料主要用于V法生產(chǎn)線砂型技術(shù)，由于低溫快干涂料是V法生產(chǎn)線砂型技術(shù)的關(guān)鍵材料，涂層性能的好壞不僅影響薄膜的氣化和氣體的遷移，還和鑄件表面質(zhì)量密切相關(guān)，涂層性能不好會造成型砂與空氣提早接觸而塌箱。本涂料用于噴涂在塑料薄膜上，而不是砂型上，該涂料除應(yīng)具有普通型砂涂料的性能外，還必須具有較好的附著力、不流淌、迅速干燥等特性，在澆注后能形成薄殼從鑄件表面剝離下來，與普通型砂涂料相比，還應(yīng)具有很好的附著性、干燥速度快、不流淌、固相燒結(jié)型好的特點(diǎn)。
基于以上性能的要求，圍繞涂料所需的耐火骨料、粘結(jié)劑、助劑、滲透劑進(jìn)行了大量的混合配制、優(yōu)選和實驗測試工作，具體涂料配方如表1。
表1低溫快干涂料配方
根據(jù)表1所示的涂料配方以及上述實施例的涂料制備方法，根據(jù)編號制作1-5號涂料，并對每種配方涂料的表面強(qiáng)度、流淌強(qiáng)度、表面裂紋以及附著力等性能進(jìn)行測試分析，其中表面強(qiáng)度指的是待涂料試樣徹底干燥，具有常溫強(qiáng)度后，測定涂料的磨下量，以磨下量衡量涂料的表面強(qiáng)度，測試分析結(jié)果如表2所示。
表2低溫快干涂料性能分析表
通過對涂料的耐火骨料、粘結(jié)劑、助劑、滲透劑等大量的優(yōu)化配方、性能測試和現(xiàn)場使用工作，最終得出1號涂料和4號涂料的配方懸浮性很好，對塑料薄膜的附著力大，干燥速度快，固相燒結(jié)性好、抗粘砂性強(qiáng)，為優(yōu)質(zhì)的低溫快干涂料。
在砂型型腔薄膜表面不噴涂涂料層時，在澆注過程中由于EVA薄膜燒失，砂型的密封性低，砂型失壓，進(jìn)而造成垮砂塌型。經(jīng)大量現(xiàn)場操作驗證，采用本發(fā)明的低溫快干涂料后，該涂料層發(fā)生固相燒結(jié)后在真空的作用下可以保持砂型，杜絕了砂型的垮砂和塌型現(xiàn)象，表明本涂料在熔鑄耐火材料時，具有良好的固相燒結(jié)性，從而能夠保持型腔的密封性和砂型穩(wěn)定。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。