专利名称：一种水基自干铸造涂料及其制备方法和使用方法
技术领域：
本发明涉及铸造领域，具体是一种水基自干铸造涂料及其制备方法和使用方法。
背景技术：
铸造涂料根据载液的不同分为醇基铸造涂料和水基铸造涂料两大类。醇基铸造涂料主要以甲醇和乙醇为载液，涂覆在铸型(芯)工作表面上后一般通过点火引燃的方式干燥涂层；醇基涂料在经过多次刷涂，多次点燃后，容易出现涂层起泡，涂层与砂型(芯)表面或各道涂层间结合不良的现象，得到的干涂层较疏松，浇注时结合不良部位的涂层在金属液的持续冲刷下容易从砂型(芯)表面脱落，从而丧失防粘砂等功能，除此之外醇基铸造涂料大面积刷涂后点火引燃时由于火势的瞬间蔓延存在烧伤操作人员的安全隐患。水基铸造涂料主要以水为载液，涂覆后一般通过火焰烘干或进炉加热烘干等方式获得干燥涂层。由于水比酒精挥发速度慢得多，在刷涂过程中不会像溶剂一样快速挥发，而滑爽性下降较快，阻力上升，故水基涂料的刷涂性优于醇基涂料。水基涂料通过烘烤，烘干等方式干燥，其热量释放较醇基涂料点火引燃后溶剂挥发迅速温和许多，不会出现涂层起泡等缺陷，干燥涂层与砂型(芯)表面及涂层间结合紧密，涂层致密，浇铸时钢水不易将涂层从砂型(芯)表面冲刷掉，水基·涂料不存在烧伤操作人员的安全隐患。因此对于大型铸件，水基涂料在降低刷涂劳动强度，保障铸件质量，提高生产安全性等方面均是优于醇基涂料的选择。目前国内现有的水基涂料产品不能满足大型铸件生产的技术质量要求，尤其是重量超过10吨的特大型铸件生产。为此，国内也有众多的高校，科研所及企业在研制大型铸件生产所需的水基铸造涂料，但研制的这些水基铸造涂料产品在技术上与国外产品相比，仍存在着较大差距，不能满足大型铸件生产的技术质量要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种大型铸件用水基铸造涂料及该涂料的制备方法，该涂料通过自身组分中的改性磷酸盐粘结剂与底层涂料中的镁砂粉发生放热反应，实现涂层自干，无需烘烤，烘干等方式干燥，节约能源，操作方便，且不会出现涂层起泡、涂层与砂型(芯)表面或各道涂层间结合不良等缺陷，具有不易燃不易爆，无腐蚀性，无污染，运输方便，操作安全，成本低等优点。本发明所述的一种水基自干铸造涂料，其特征在于该涂料由下列重量百分比的原料制成:
权利要求
1.一种水基自干铸造涂料，其特征在于该涂料由下列重量百分比的原料制成: 兑:来厶60-71% 水20-31 % 钠越膨润上1-3%羧rp基纤维素铺0.1-0.4% OP-1O 润湿剂0.05-0.1%改性磷酸盐粘结剂4-6% 其中:莫来石中的Al2O3彡75% ； 所述改性磷酸盐粘结剂是由氢氧化铝和质量浓度为85%的工业磷酸按照1: 3的摩尔比加入到三口反应釜中搅拌加热至透明，然后按照每摩尔氢氧化铝6g硼酸的比例加入硼酸，待其透明后，再按照每摩尔氢氧化铝加入6g碳酸镁的比例加入碳酸镁，等其完全澄清后，将其密度调至1.5g/cm3制得。
2.根据权利要求1所述的一种水基自干铸造涂料，其特征在于:所述羧甲基纤维素钠为中等粘度，2%水溶液动力粘度为300-600MPa.s, pH值6.5-8.0。
3.一种制备权利要求1中所述的水基自干铸造涂料的方法，其特征在于具体步骤如下: (1)称取以下重量百分比的原料:60-71%莫来石、20-31 %水、1-3 %钠基膨润土、0.1-0.4%羧甲基纤维素钠、0.05-0.1% 0P-10润湿剂、4_6%改性磷酸盐粘结剂待用； (2)将步骤(I)中准备的全部钠基膨润土投入转速>lOOOr/min的高速搅拌机中，再加入1-1.5倍重的水搅拌均匀，装入密闭容器中静置24h以上，使钠基膨润土被充分润湿、活化，制得甲液； (3)将步骤(I)中准备的全部羧甲基纤维素钠用浓度大于>95%乙醇按1:1的重量比分散，然后再加入羧甲基纤维素钠重量30-50倍的水，搅拌均匀，静置48h以上使羧甲基纤维素钠充分引发制成乙液； (4)将步骤(2)中制备的甲液和步骤(3)制备的乙液混合并高速持续搅拌，直至体系中无粗粒，呈细腻的均匀浆状体时，停止搅拌，制得复合悬浮剂，再采用胶体磨研磨4-5遍； (5)将步骤(I)中准备的全部莫来石倒入碾轮式混砂机中，依次加入步骤(4)中研磨后制得的复合悬浮剂，步骤(I)中准备的全部改性磷酸盐粘结剂和0P-10润湿剂，混碾2-4h，制得膏状涂料，加入剩余的水稀释，高速搅拌10-20min，调波美度到70-75，制得成品涂料。
4.根据权利要求3所述的一种制备水基自干铸造涂料的方法，其特征在于:所述步骤(2)中制备甲液的静置时间为24-48小时。
5.根据权利要求3所述的一种制备水基自干铸造涂料的方法，其特征在于:所述步骤(3)中制备乙液的静置 时间为48-72小时。
6.根据权利要求3所述的一种制备水基自干铸造涂料的方法，其特征在于:所述莫来石的Al2O3 >75%，平均粒度为325目；所述羧甲基纤维素钠为中等粘度，2%水溶液动力粘度为 300-600MPa s，pH 值 6.5-8.0。
7.—种权利要求1所述的水基自干铸造涂料的使用方法，其特征在于具体步骤如下:首先在做好的铸型上涂好一层波美度为60-70的醇基镁砂粉涂料后，立即点火燃烧实现涂层干燥，然后在尚未冷却的镁砂粉涂层表面刷涂配制好的水基自干铸造涂料，利用面层涂料中的改性磷酸盐成分与底层涂料中的镁砂粉成分发生化学放热反应，5-10分钟现涂层自干 。
全文摘要
本发明提供一种水基自干铸造涂料及其制备方法。所述水基自干铸造涂料是将1-3％钠基膨润土与1-1.5倍重量的水高速搅拌均匀，装入密闭容器中静置充分润湿、活化制成甲液，再将0.1-0.4％羧甲基纤维素钠用浓度大于≥95％乙醇按1∶1的重量比分散后加入30-50倍的水，搅拌均匀静置充分引发后与甲液混合加入适量的水搅拌后，采用胶体磨研磨制得复合悬浮剂之后与60-71％莫来石、0.05-0.1％润湿剂、4-6％改性磷酸盐粘结剂混碾制得膏状涂料，加水稀释制得。该涂料可以与含有镁砂粉的醇基涂料反应后自干，大大地降低了单纯使用醇基或水基涂料的成本，对环境的影响也大大改善。
文档编号B22C3/00GK103223458SQ20131014892
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者张友寿, 黄晋, 夏露, 黄建波 申请人:湖北工业大学