专利名称：一种用于铸造涂料的复合分散悬浮剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及耐火涂料领域，具体地说涉及一种铸造涂料用复合分散悬浮剂。
现有技术中，铸造涂料一般以钙基膨润土、钠基膨润土、锂基膨润土和有机膨润土为主要悬浮剂。上述悬浮剂的耐火度低(一般为1250～1350℃)，抗裂性和分散性差，其中钙基膨润土和钠基膨润土的悬浮性也差，制成的涂料易沉淀和板结，恶化涂料的涂刷性能，而锂基膨润土和有机膨润土的生产成本高，有机膨润土在使用前还需用价格昂贵、有毒的苯类活化，使其应用受到限制。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足进而提供一种悬浮性和分散性及抗裂性好，耐火度高且制造成本较低的铸造涂料用复合分散悬浮剂。
本发明以累托石(Rectorite)为主要原料。累托石是一种由二八面体钠云母和二八面体蒙脱石组成的1∶1规则间层矿物，外观呈土状，质地松软，多为钙型累托石(间层阳离子主要为钙离子)，具有一定的胶体性能和优良的耐火性能。将有关电解质和表面活性剂加入累托石中对其进行改性处理后能显著提高其胶体性能，可代替膨润土用作涂料的分散悬浮剂。
本发明所述复合分散悬浮剂包括(质量百分数)累托石65～85％、磷酸三钠3～18％、三聚磷酸钠2～12％。
对于以水为溶剂(载体)的涂料，本发明提供的分散悬浮剂优选方案是累托石75～85％、磷酸三钠3～5％、三聚磷酸钠8～12％、羧甲基纤维素钠4～10％。其中，羧甲基纤维素钠以选用中等粘度即300～600mPa·S(2％水溶液、25℃)的为宜。
对于以有机溶剂(主要为醇类或油类)为溶剂(载体)的涂料，本发明提供的分散悬浮剂优选方案是累托石65～78％、磷酸三钠10～18％、三聚磷酸钠2～5％、聚乙烯醇缩丁醛2～8％、聚乙二醇2～5％、硬脂酸钙1～4％。其中聚乙烯醇缩丁醛以选用缩醛度≥75％、聚乙二醇以选用PH≥7、平均分子量1500～20000的为宜。
而且，上述组份中的磷酸三钠可部分用碳酸钠或氢氧化钠代替，三聚磷酸钠可部分用焦磷酸钠或偏磷酸钠代替。
本发明可以按下述两种方法制取方法一、先对累托石进行物化改性处理，即将聚乙二醇和/或无机钠盐(磷酸三钠和三聚磷酸钠)用水溶解后加入累托石中，搅拌均匀后静置数小时进行离子交换、交联和匀质处理，然后干燥至水分＜10％，再加入配方中的其他组份(聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸钙或羧甲基纤维素钠)，混合搅拌均匀即可。
方法二将聚乙二醇(固体)和/或无机钠盐(磷酸三钠和三聚磷酸钠)研碎成粉末状后与配方中的其他组分按上述配比直接进行混合，搅拌均匀即可。此法仅使各种物质得到物理混合，累托石的充分改性在本发明的使用过程中进行水化和活化时及其以后实现。
本发明为浅灰色粉状物，堆积密度为0.75～0.85g/cm3，主要化学成份为SiO232～45％、Al2O318～30％、P2O56～12％、Na2O5～10％、水分8～12％、灼减量4～15％。
本发明的水基型分散悬浮剂在使用时宜先用数倍量的水搅拌或研磨，使其溶解和水化。涂料中水基型分散悬浮剂的加入量一般为耐火粉料的2～3％。有机溶剂基型分散悬浮剂在使用时宜先用该剂量的50～80％的水搅拌，使其润湿和活化，再加入数倍量的醇类或油类溶剂搅拌或研磨，使其溶解和分散。涂料中有机溶剂基型分散悬浮剂的加入量为耐火粉料的4～7％。
本发明可作为各种酸性、中性和碱性耐火粉料的涂料特别是砂型铸造涂料和金属型铸造涂料的分散悬浮剂，也可用于生产建筑涂料、金属防护涂料、各种保温涂料等，以获得优良的分散性和悬浮稳定性，防止涂料沉淀结块、板结。另外，在本发明中加入硅溶胶和/或酚醛树脂，松香等粘结剂及部分溶剂，外加小量的消泡剂(如正丁醇)、润湿剂(如烷基酚环氧乙烷加成物)、流平剂(如油酸)等改性附加物，采用搅拌、碾压、球磨或胶体磨加工，可制成涂料用复合分散悬浮粘结剂。
本发明具有以下优点1、悬浮性好。本发明的水基型分散悬浮剂在水中的膨胀值是钠基膨润土的4～5倍，用其制成的水基铸造涂料的24小时悬浮率≥98％；有机溶剂基型分散悬浮剂在乙醇中的膨胀值是钠基膨润土的2～3倍，锂基膨润土的1.2～1.6倍、有机膨润土的1.1～1.4倍，用其制成的醇基或油基涂料的8小时悬浮率≥96％。悬浮率的测定采用量筒相对沉降法(JBT5107-91)。
2、耐火度高，一般在1560℃以上。
3、热线收缩率低，仅为膨润土的2/3。生产的涂料涂层在400℃烘干和在1200℃急热均无裂纹(φ50×75mm圆头形型砂试样，涂层厚度约为1mm)，抗裂性好。
4、本发明中的辅助分散剂同时也是软水剂和高温粘结剂，悬浮剂同时也是高温和/或低温粘结剂。
5、制造成本低，约为锂基膨润土的70～80％、有机膨润土的25～30％。
6、采用本发明作分散悬浮剂生产的各种涂料长时间放置不易沉淀、不结块、不板结、易搅拌、再分散性好。
7、用本发明作分散悬浮剂生产的涂料的触变性和涂刷性优良。其中触变率达23～40％、涂刷指数≥6。触变率涂料在NDJ-1型旋转粘度计的3号转子转速为6rpm的剪切速度下，剪切10min的表观粘度与剪切1min的表观粘度的下降差值占剪切1min的表观粘度的百分比。涂刷指数涂料在NDJ-1型旋转粘度计的3号转子分别6rpm和60rpm的速率剪切30秒的表观粘度之比。
下面给出
具体实施例方式实施例一累托石75％，磷酸三钠3％、三聚磷酸钠12％、羧甲基纤维素钠10％；实施例二累托石78％、磷酸三钠5％、三聚磷酸钠10％、羧甲基纤维素钠7％；实施例三累托石80％、磷酸三钠5％、三聚磷酸钠8％、羧甲基纤维素钠7％；实施例四；累托石82％、磷酸三钠4％、三聚磷酸钠8％、羧甲基纤维素钠6％；实施例五累托石85％、磷酸三钠3％、三聚磷酸钠8％、羧甲基纤维素钠4％。
实施例一～五特别适合作为以水为溶剂(载体)的涂料的分散悬浮剂。而且，组分中的羧甲基纤维素钠以中等粘度即25℃下2％水溶液粘度为300～600mpa·S的为佳选。
实施例六累托石65％、磷酸三钠18％、三聚磷酸钠5％、聚乙烯醇缩丁醛8％、聚乙二醇2％，硬脂酸钙2％；实施例七累托石67％、磷酸三钠16％、三聚磷酸钠4％、聚乙烯醇缩丁醛7％、聚乙二醇3％、硬脂酸钙3％；实施例八累托石70％、磷酸三钠12％、三聚磷酸钠5％、聚乙烯醇缩丁醛5％、聚乙二醇4％、硬脂酸钙4％；实施例九；累托石75％、磷酸三钠14％、三聚磷酸钠3％、聚乙烯醇缩丁醛3％、聚乙二醇4％、硬脂酸钙1％；实施例十累托石78％、磷酸三钠10％、三聚磷酸钠2％、聚乙烯醇缩丁醛2％、聚乙二醇5％、硬脂酸钙3％。
实施例六～十特别适合作为以醇类或油类为溶剂(载体)的涂料的分散悬浮剂。而且，组份中的聚乙烯醇缩丁醛以缩醛度≥75％，聚乙二醇以PH≥7、平均分子量1500～20000的为佳选。
实施例一～十的产品制备方法可采用前述方法一或方法二。
权利要求
1.一种复合分散悬浮剂，尤其是用于铸造涂料的复合分散悬浮剂，包括(质量百分数)累托石65～85％、磷酸三钠3～18％、三聚磷酸钠2～12％。
2.根据权利要求1所述的复合分散悬浮剂，其特征是它由75～85％累托石、3～5％磷酸三钠、8～12％三聚磷酸钠、4～10％羧甲基纤维素钠组成。
3.根据权利要求2所述的复合分散悬浮剂，其特征是羧甲基纤维素钠的粘度为300～600mPa·S(2％水溶液，25℃)。
4.根据权利要求1所述的复合分散悬浮剂，其特征是它由65～78％累托石、10～18％磷酸三钠、2～5％三聚磷酸钠、2～8％聚乙烯醇缩丁醛、2～5％聚乙二醇、1～4％硬脂酸钙组成。
5.根据权利要求4所述的复合分散悬浮剂，其特征是聚乙烯醇缩丁醛的缩醛度≥75％，聚乙二醇的PH≥7、平均分子量1500～20000。
全文摘要
本发明涉及一种用于铸造涂料的复合分散悬浮剂，它包括65～85％累托石、3～18％磷酸三钠、2～12％三聚磷酸钠。本发明可根据涂料的溶剂种类提供水基型和有机溶剂基型复合分散悬浮剂。采用本发明作分散悬浮剂生产的涂料的悬浮性和抗裂性好，耐火度高，触变性和涂刷性优良，长时间放置不易沉淀、不结块、不板结、易搅拌，再分散性好，而且制造成本低。
文档编号B22C3/00GK1116138SQ9410883
公开日1996年2月7日 申请日期1994年7月30日 优先权日1994年7月30日
发明者冯胜山, 刘小顺, 蒋枢 申请人:湖北省机电研究院