本发明涉及一种防渗透粘砂铸造涂料的制备方法，尤其涉及一种以红柱石为原料制备防渗透粘砂铸造涂料的方法。
背景技术：
防渗透粘砂铸造涂料是为了防止铸钢件表面钢水氧化而产生渗透粘砂缺陷的涂料。防渗透粘砂铸造涂料须有较高的耐火性、较好的热稳定性、化学惰性以及不能与钢水产生化学反应。
现有的防渗透粘砂铸造涂料通常采用铬铁矿砂为原料制备或者采用锆英粉为原料制备，但是该些材料成本较高、操作麻烦。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种成本较低、防钢水渗透能力较好的以红柱石为原料制备防渗透粘砂铸造涂料的方法。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，提出一种以红柱石为原料制备防渗透粘砂铸造涂料的方法，其包括步骤：
配置原料：按照如下质量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下质量份数的材料构成：红柱石：50-70份；α-Al2O3:5-10份；白刚玉粉：20-25份；硅藻土：1-3份；云母粉：5-7份；镁橄榄石粉：10-15份；
载体；所述载体质量为耐火填料的250％-300％；
悬浮剂；所述悬浮剂质量为耐火填料的5％-10％；
粘结剂；所述粘结剂质量为耐火填料的3％-5％；
润湿渗透剂；所述润湿渗透剂质量为耐火填料的0.2％-0.5％；
消泡剂；所述消泡剂质量为耐火填料的0.05％-0.08％；
分散剂；所述分散剂质量为耐火填料的0.12％-0.22％。
本发明的防渗透铸造涂料由耐火填料、载体、悬浮剂、粘结剂、润湿渗透剂、消泡剂、分散剂共7个部分组成，各个部分在涂料不同阶段发挥不同作用，并相互影响。
耐火填料是涂料的主体部分，是涂料抗粘砂性的主要决定因素。本发明中，耐火填料由红柱石：50-70份；α-Al2O3:5-10份；白刚玉粉：20-25份；硅藻土：1-3份；云母粉：5-7份；镁橄榄石粉：10-15份构成，打破了现有技术中均仅由单一类型的填料构成耐火填料的趋势；本发明的上述各种类型的填料共同起到作用，且最终形成的耐火填料的酸碱度适宜，可适合各种类型的钢铸件使用。
具体的，红柱石中主要成分为Al2O3，其加热后可分解为莫来石和SiO2；α-Al2O3属于三方晶系，熔点较高，在加热过程中可与红柱石结合使得涂料具有较好的耐磨性、电绝缘性和化学稳定性。白刚玉粉主要含量仍为Al2O3，但是其抗酸碱性强，能够提高涂料的适用面，同时热导率较高，方便涂料形成熔融状态。硅藻土在某些成分中作为主体材料适用，因其价格便宜且吸附能力强，本发明中使用硅藻土作为辅助材料，主要是由于硅藻土为多孔状结构，对涂料可以起到良好的保温和蓄气性能。云母粉可有效防止金属液的渗透。镁橄榄石粉呈碱性，可有效中和红柱石分解后的呈酸性的莫来石，使得本发明的涂料酸碱度适宜。同时镁橄榄石具有较强的抗金属氧化物侵蚀能力，但是镁橄榄石加热后会有较大的发气量，因此镁橄榄石的含量不仅需要考虑到红柱石含量还需要考虑到硅藻土的蓄气量。
载体在本实施例中采用水或乙醇构成。
悬浮剂对于涂料的流变性能和工艺性能起到决定作用。本实施例中，悬浮剂由如下质量份数的组分构成：钠基膨润土：10-15份；聚乙烯吡咯烷酮：5-7份；羟丙基纤维素：3-5份。
由于本发明的耐火填料由多种不同性质的填料构成，因此悬浮剂采用不同种类的悬浮剂组合而成。且本发明选取的三种悬浮剂均属于即可溶于水又可溶于醇类的悬浮剂，可有效扩大本发明的使用范围。上述悬浮剂可使得涂料形成稳定的胶体体系，使得涂料在使用、存储或者运输过程中保持成分均一、无 沉淀分层现象且还可起到防止载体脱离耐火填料而单独伸入型砂中。
本发明中，粘结剂为聚醋酸乙烯乳液。
润湿渗透剂为聚氧乙烯烷基醇醚。聚氧乙烯烷基醇醚可以快速润湿型芯表面，提高涂层渗透和附着性能。
消泡剂为三聚磷酸钠。三聚磷酸钠通常作为表面活性剂使用，但是在本发明中，由于三聚磷酸钠溶于水后PH值大于9，其与聚氧乙烯烷基醇醚作用可共同起到消泡作用。
分散剂为焦磷酸钠和烃基磺酸盐组合。焦磷酸钠和烃基磺酸盐对应不同的耐火填料使得聚集状态的填料粒子之间分开并吸附于粒子表面，使涂料哦保持在稳定的分散悬浮状态。
将悬浮剂、耐火填料和粘结剂混合30-50分钟后进行碾压，碾压时间1-2小时；
碾压时间的长短直接影响涂料的性能。碾压时间过短则涂料的流变性能较差，若碾压时间过长则导致颗粒和胶体之间相互咬合与反抗排斥。
加入载体搅拌，并在搅拌过程中加入润湿渗透剂、消泡剂与分散剂；搅拌时间4-8小时。
本发明通过设计多种不同类型的耐火填料、悬浮剂等使得其相互作用，不仅可以代替现有的单一类型的铸造涂料并且可适用各种类型的刚性铸件使用。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1：
通过如下步骤制备防渗透粘砂铸造涂料：
(1)配置原料：
按照如下质量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下质量份数的材料构成：红柱石：50份；α-Al2O3:5份；白刚玉粉：20份；硅藻土：1份；云母粉：5份；镁橄榄石粉：10份；
水；水的质量为耐火填料的250％；
悬浮剂；悬浮剂总质量为耐火填料的5％；其中悬浮剂由10份钠基膨润土，5份聚乙烯吡咯烷酮，3份羟丙基纤维素构成；
聚醋酸乙烯乳液；所述聚醋酸乙烯乳液质量为耐火填料的3％；
聚氧乙烯烷基醇醚；所述聚氧乙烯烷基醇醚质量为耐火填料的0.2％；
三聚磷酸钠；所述三聚磷酸钠质量为耐火填料的0.05％；
焦磷酸钠和烃基磺酸盐；所述焦磷酸钠和烃基磺酸盐总质量为耐火填料的0.12％。
(2)先将钠基膨润土、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、红柱石、α-Al2O3、白刚玉粉、硅藻土、云母粉、镁橄榄石粉、聚醋酸乙烯乳液混合30分钟中碾压1小时，而后加入水搅拌，并在搅拌过程中加入聚氧乙烯烷基醇醚、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和烃基磺酸盐。搅拌时间4小时。得到本发明防渗透粘砂铸造涂料。
实施例2
(1)配置原料：
按照如下质量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下质量份数的材料构成：红柱石：60份；α-Al2O3:8份；白刚玉粉：23份；硅藻土：2份；云母粉：6份；镁橄榄石粉：13份；
乙醇；乙醇的质量为耐火填料的280％；
悬浮剂；悬浮剂总质量为耐火填料的8％；其中悬浮剂由13份钠基膨润土，6份聚乙烯吡咯烷酮，4份羟丙基纤维素构成；
聚醋酸乙烯乳液；所述聚醋酸乙烯乳液质量为耐火填料的4％；
聚氧乙烯烷基醇醚；所述聚氧乙烯烷基醇醚质量为耐火填料的0.3％；
三聚磷酸钠；所述三聚磷酸钠质量为耐火填料的0.06％；
焦磷酸钠和烃基磺酸盐；所述焦磷酸钠和烃基磺酸盐总质量为耐火填料的0.18％。
(2)先将钠基膨润土、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、红柱石、α -Al2O3、白刚玉粉、硅藻土、云母粉、镁橄榄石粉、聚醋酸乙烯乳液混合30分钟中碾压2小时，而后加入水搅拌，并在搅拌过程中加入聚氧乙烯烷基醇醚、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和烃基磺酸盐。搅拌时间6小时。得到本发明防渗透粘砂铸造涂料。
实施例3
(1)配置原料：
按照如下质量百分比配置原料：
耐火填料；所述耐火填料由如下质量份数的材料构成：红柱石：70份；α-Al2O3:10份；白刚玉粉：25份；硅藻土：3份；云母粉：7份；镁橄榄石粉：15份；
水；水的质量为耐火填料的300％；
悬浮剂；悬浮剂总质量为耐火填料的10％；其中悬浮剂由15份钠基膨润土，7份聚乙烯吡咯烷酮，5份羟丙基纤维素构成；
聚醋酸乙烯乳液；所述聚醋酸乙烯乳液质量为耐火填料的5％；
聚氧乙烯烷基醇醚；所述聚氧乙烯烷基醇醚质量为耐火填料的0.5％；
三聚磷酸钠；所述三聚磷酸钠质量为耐火填料的0.08％；
焦磷酸钠和烃基磺酸盐；所述焦磷酸钠和烃基磺酸盐总质量为耐火填料的0.22％。
(2)先将钠基膨润土、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、红柱石、α-Al2O3、白刚玉粉、硅藻土、云母粉、镁橄榄石粉、聚醋酸乙烯乳液混合30分钟中碾压2小时，而后加入水搅拌，并在搅拌过程中加入聚氧乙烯烷基醇醚、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和烃基磺酸盐。搅拌时间8小时。得到本发明防渗透粘砂铸造涂料。
测试实施例1-实施例3得到的防渗透粘砂铸造涂料的性能得到结果如下：
经过上述测试结果可知，本发明的防渗透粘砂铸造涂料PH值大致呈中性，但是密度较高、发气量小且其他各项工作指标完全达标，可完全替代现有的适用面较窄的单一体系的防渗透粘砂铸造涂料。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。