粘土濕型砂鑄造新型醇基噴涂涂料的研究與應(yīng)用

1、1粘土濕型砂鑄造新型醇基噴涂涂料的研究與應(yīng)用馮勝山朱松林（湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)電研究設(shè)計(jì)院武漢430070）摘要：本文介紹了粘土濕型砂鑄造新型醇基噴涂涂料的組成結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、性能特點(diǎn)、應(yīng)用實(shí)例和使用經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)分析了新型復(fù)合分散懸浮劑的主要特點(diǎn)，對(duì)比研究了它的懸浮效果，簡(jiǎn)述了它的作用機(jī)理。結(jié)果表明：新型醇基復(fù)合分散懸浮劑的耐火度高，抗裂性好，懸浮能力與有機(jī)膨潤(rùn)土相當(dāng)；靜電分散穩(wěn)定機(jī)理和空間位阻分散穩(wěn)定機(jī)理的共同作用是其分散懸浮效果優(yōu)良的主要原

2、因；粘土濕型砂鑄造新型醇基噴涂涂料的主要性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平；生產(chǎn)的高錳鋼、可鍛鑄鐵和灰口鑄鐵產(chǎn)品表面光潔，無(wú)粘砂、氣孔等缺陷。關(guān)鍵詞：濕型砂；醇基涂料；噴涂中圖分類號(hào)：TG221TheInvestigationApplicationofNewAlcoholBasedBrushingCoatingsfGreenSCastFengShengshanZhuSonglin(HubeiResearch&DesignInstitute

3、ofMechanical&ElectronicEngineeringWuhan430070)AbstractThecomposeproducingtechnologypropertiesapplicationexampleusingexperiencesofnewalcoholbasedbrushingcoatingsfgreenscastareintroducedinthispaper.Themainpropertiesmechani

4、smofnewdispersesuspendingagentareanalyzedemphatically.Itssuspensioneffectisstudiedbycomparing.Theresultsshowthatrefractytemperatureofthenewdispersesuspendingagentishighertheabilityofpreventingcrackispowerfulitssuspending

5、stabilityisequivalenttoganizedbentonitesthecoactionofdispersesuspendingmechanismsofelectrostaticsspaceisthemaincausethemainpropertiesofnewalcoholbasedbrushingcoatingsfgreenscastaresuperitotheabilitiesofinternaloutsidecoa

6、tingsofthesamekindthesurfacesofcastingsthatareproducedusednewalcoholbasedbrushingcoatingsaresmoothwithoutadheringsgashe.Keywdsgreensalcoholbasedcastingbrushing0前言粘土濕型砂鑄造工藝因其成本低、效率高，目前在造型制芯工藝中占有重要地位。普通鑄鐵濕型砂一般都加入煤粉，以提高鑄件表面

7、質(zhì)量，但它降低了型砂的透氣性和強(qiáng)度，更為嚴(yán)重的是惡化了勞動(dòng)條件。采用普通濕型砂工藝直接生產(chǎn)鑄鋼件時(shí)，鑄件容易產(chǎn)生粘砂、氣孔等缺陷。為了改善濕型砂工藝的勞動(dòng)條件，實(shí)現(xiàn)“綠色鑄造”，提高鑄件表面質(zhì)量，研制和應(yīng)用濕型砂鑄造系列涂料是一個(gè)重要途徑。濕型砂鑄造時(shí)如采用水基涂料，需要進(jìn)行表面烘干，否則極易降低砂型表面強(qiáng)度，也使鑄件容易產(chǎn)生氣孔缺陷，但這將增加生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)效率，在批量生產(chǎn)線上也不易實(shí)現(xiàn)。另外，濕型砂表面強(qiáng)度低，刷涂涂料時(shí)容易帶砂

8、，操作不便，涂層不光潔。因此，濕型砂宜噴涂醇基快干涂料。醇基涂料具有干燥快（點(diǎn)燃干燥或自然揮發(fā)干燥）、生產(chǎn)效率高、適用范圍廣等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)在粘土濕型砂醇基涂料方面的研究很少，而且所報(bào)道的涂料懸浮性、抗裂性、發(fā)氣性、滲透性等均較差[1~2]。由于濕型砂粒度細(xì)，透氣性差，發(fā)氣量大，故要求醇基涂料的滲透性和抗裂性高，發(fā)氣量小。噴涂工藝又要求涂料的粒度細(xì)、粘度低、懸浮性和抗流淌性高。醇基涂料普遍存在懸浮穩(wěn)定性低的技術(shù)難題。目前采用較多的醇基涂料懸

9、浮穩(wěn)定劑主要有3完全。為了改善燃燒性能，降低生產(chǎn)成本，可加入甲醇作為輔助溶劑，但因其對(duì)人體視神經(jīng)有較強(qiáng)的刺激性，故不應(yīng)多加。1.4新型醇基復(fù)合分散懸浮穩(wěn)定劑我們采用一種特殊硅酸鋁質(zhì)粘土為基礎(chǔ)材料，應(yīng)用膠體化學(xué)的靜電位阻分散穩(wěn)定理論，以特殊復(fù)合電解質(zhì)和高分子聚合物作為分散劑，并輔已多種附加物對(duì)其進(jìn)行綜合改性處理，開發(fā)出一種新型醇基復(fù)合分散懸浮劑[4]（已于1998年獲得國(guó)家發(fā)明專利），用于生產(chǎn)醇基涂料，取得了顯著效果。1.4.1主要性能特

10、點(diǎn)新型醇基復(fù)合分散懸浮穩(wěn)定劑的基礎(chǔ)材料呈灰白色粘土狀，其主要組成物是一種由二八面體云母與二八面體蒙脫石組成的規(guī)則間層礦物，主要成分為SiO2和Al2O3，質(zhì)松軟，有滑感，真密度為2.87gcm3，遇水膨脹，在水中可解離成超細(xì)顆粒，平均粒徑為820nm，比表面積為246m2g，PH值為3.96，具有良好的膠體性質(zhì)。經(jīng)特殊復(fù)合電解質(zhì)和高分子聚合物及多種其它附加物綜合改性制得的新型醇基復(fù)合分散懸浮劑既具有良好的親水性，也具有一定的親油性。表1

11、列出了它與其它幾種常用懸浮劑在工業(yè)乙醇中的膨脹值（2g懸浮劑先經(jīng)一定數(shù)量的溶劑引發(fā)，再加濃度為95%的工業(yè)乙醇至ф25mm具塞量筒的50ml處，人工快速攪拌1mim，并靜置一定時(shí)間后的沉淀物體積）。表1幾種醇基分散懸浮劑在乙醇中的膨脹值（ml／2g）Tab.1Theexpansilevalueofsomealcoholbaseddispersesuspendingagentinalcohol（ml／2g）靜置時(shí)間懸浮劑種類2h24h備注

12、鈉基膨潤(rùn)土鋰基膨潤(rùn)土有機(jī)膨潤(rùn)土新型懸浮劑72937347232327以等量水活化以等量水活化以兩倍重的二甲苯引發(fā)以等量水活化新型分散懸浮劑具有以下特點(diǎn)：⑴不需用二甲苯引發(fā)，僅用水活化即可，而且在乙醇中的膨脹值與有機(jī)膨潤(rùn)土相當(dāng)。⑵耐火度高達(dá)1650～1670℃，比膨潤(rùn)土高300℃以上，對(duì)涂料耐火性能無(wú)不良影響。⑶0～1200℃熱收縮率為12.1%，僅為膨潤(rùn)土0～1200℃熱收縮率的23，不會(huì)使涂層產(chǎn)生裂紋缺陷。⑷其耐火度和抗裂性的顯著提高

13、，使其在涂料中的容許最高加入量可高達(dá)12%（占耐火粉料重），加入量范圍寬。⑸起分散劑作用的主要組分同時(shí)具有涂料高溫粘結(jié)劑作用；起懸浮劑作用的主要組分同時(shí)也是低溫或高溫粘結(jié)劑，均具有多重作用。1.4.2對(duì)醇基涂料懸浮性的影響表2列出了新型醇基復(fù)合分散懸浮劑與有機(jī)膨潤(rùn)土和一種浙江產(chǎn)商品懸浮劑同時(shí)應(yīng)用于醇基鋯英粉涂料時(shí)懸浮性的對(duì)比情況。結(jié)果表明：新型醇基復(fù)合分散懸浮劑的懸浮穩(wěn)定性略高于有機(jī)膨潤(rùn)土，遠(yuǎn)高于某商品懸浮劑。1.4.3作用機(jī)理膠體化學(xué)