無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包括以下重量份計的原料：鎂橄欖石粉70-100份，粘結劑2-10份，懸浮劑5-10份，其中鎂橄欖石粉的粒度均不超過100μm。本發明還涉及該無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制備方法。
【專利說明】無水水基鎂橄欖石粉狀涂料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型無水水基鎂橄欖石粉狀涂料。
【背景技術】
[0002]鑄型涂料是解決鑄件表面粘砂，提聞鑄件表面質量最為有效的措施。目如常用的 鑄型涂料按其所用的溶劑不同而分為兩大類:醇基涂料和水基涂料。醇基涂料絕大多數是 以漿狀的形態供貨，其載液主要由乙醇、甲醇、異丙醇等組成，屬易燃危險品，在包裝、運輸、 貯存等方面受到諸多約束，導致成本較高；同時，由于醇基涂料的懸浮穩定性較差，涂料在 長途運輸和存放過程中易分層，使其工藝性能下降，嚴重的使涂料產生沉淀現象，存在貯存 周期較短、不易從桶中倒出等缺點。目前的做法是，先由涂料生產廠配制成粉狀半成品涂 料，鑄造廠再用乙醇調配稀釋，現用現配，十分方便，避免了運輸周期短的問題，用編織袋包 裝干粉涂料再按普通貨物運輸即可。
[0003]但是，醇基鑄型涂料在點火燃燒干燥過程中釋放出有毒、有害氣體，嚴重污染空 氣，這是由于其中含有的易揮發的有機溶劑和一定量的有機粘接劑、助劑和防腐劑等物質 的原因。目前，隨著加工廠對涂覆操作時操作人員的健康和安全性的要求有所提高，對鑄型 涂料在使用過程中釋放出的VOC也提高了要求。綜合上述考慮，水基涂料的發展前景較為 看好。
[0004]鑄造涂料一般由耐火骨料、溶劑、粘結劑、懸浮劑和附加物等組成。其中耐火骨料 是涂料的主體部分，它的物理和化學性能決定了涂料的抗粘砂效果。鎂制耐火材料化學性 能相對穩定，對鋼渣有較好的抵抗能力，能夠提高產品的抗侵蝕性能，且超過1000°C后膨脹 微小，而且膨脹速度緩慢均勻，在高溫澆鑄時涂料不易產生裂紋。對于溶劑來說，水基涂料 若以漿液或膏狀形式作為成品使用，同樣面臨包裝成本和運輸不便的缺陷，同時在原料中 的有機物水中長期浸泡會發酵現象發生，從而產生微小的氣泡，影響最終涂料的使用效果。
[0005]因此，綜合上述幾個方面的因素，無水水基粉狀涂料是一個較為看好的發展方向。
[0006]鎂橄欖石Mg2SiO4,簡稱M2S,是MgO-SiO2系列中熱穩定性最佳的分子結構的耐火材 料，從室溫到熔融過程中無任何相突變，因而涂層抗開裂性強、抗高溫變形及抗驟冷驟熱性 好，純凈的Mg2SiO4材料，耐火度在1700-1900°C，高溫變形溫度1650-1750°C。
[0007]CN1748900A公開了一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包含以下組分:以重量份 計，鎂橄欖石粉89-91份，白乳膠3.5-5.5份，懸浮劑3.0-3.5份，糊精2.0-2.5份，羧甲基 纖維素鈉0.15-2.5份。將上述配方物料混合后研磨1-1.5小時，待粒度在200-270目的物 料含量大于95%時得到產品。使用時，加入涂料總重量50-80%的自來水，攪拌20分鐘成水 基涂料膏備用。其采用鋰基膨潤土與羧甲基纖維素鈉作為復合懸浮劑，利用羧甲基纖維素 鈉對膨潤土顆粒的橋聯作用，使涂料形成立體網狀結構，顯著地提高涂料的懸浮穩定性、觸 變性和屈服值。并且對鎂橄欖石進行高溫煅燒，剔除礦石中的揮發雜質。
[0008]CN101117464A公開了 一種鎂橄欖石質中間包用耐火涂料及其制備方法，將 20-50wt%的鎂橄欖石砂、25-55wt%的鎂橄欖石熟料、15_30wt%的鎂砂細粉、5_15wt%鎂鈣砂細粉和l-5wt%的粘土細粉混合，外加0-0.5wt%的有機纖維、0.5-2.0wt%的六偏磷酸鈉和
0.3-1.0wt%的三聚磷酸鈉，經攪拌機混合均勻、分袋包裝，使用時加水攪拌。其中加入有機纖維可保證其在烘烤過程中不爆裂，采用磷酸鈉作為高溫粘結劑，它在高溫下形成網膜并牢固地包住骨料，使涂料具有很好的高溫強度。
[0009]CN102653640A公開了一種鎂橄欖石改性粉狀涂料及其制備方法，包括以下重量份計的原料:鎂橄欖石粉2-16，莫來石粉10-32，鋯英粉10-26，石英粉15-30，鋰基膨潤土
3-5，糊精粉1.5-3.5，白乳膠粉1-3，羧甲基纖維素鈉粉2-4。其中通過加入中性莫來石、鋯英粉，對鎂橄欖石進行改性，使其涂料高溫時呈中性，不僅能適用于堿性高合金鋼，也適用于酸性低合金鋼，鐵鑄件生產，且保留鎂橄欖石固相自燒結性好，使其防止鋼、鐵水滲透性好，鑄件清理時涂層呈片、塊狀剝落，提高鑄件表觀質量水平。
[0010]CN101508586A公開了一種連鑄中間包工作襯用涂料，其化學成分按重量份數計為:鎂橄欖石生料50-90份、鎂砂10-50份，復合添加劑3-5份，其中復合添加劑為有機纖維、紙纖維、石灰、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、粘土或硅酸鹽中的至少一種。其中加入石灰可保證其在涂抹后能夠在較短的時間內變干，減少自然干燥時間，同時對涂抹狀況也有改善。 其中粒度≤5mm的鎂橄欖石生料中，各粒度范圍的重量百分比為:5-3mm的占20-30%，3-lmm 的占25-35%，1-0.088mm的占25_35%，〈0.088mm的占0_30%，粒度≤Imm的鎂砂中，各粒度范圍的重量百分比為:1-0.088mm的占0-35%，〈0.088mm的占65_100%，這樣可以進一步增強制品的抗侵蝕性能。
[0011]但是，鑄型涂料技術發展的主要目標是實現鑄件精化、節能成本低等。在改變涂料的基本組成時，不僅要提高涂料的涂覆效率和涂層質量，實現鑄件毛坯精化，還要考慮加工成本，隨著原料的價格上漲及鋼鐵發展形勢的變化，涂料的利潤空間在逐步縮小，因此，盡量節省開支，才能獲得更大的市場發展空間，需要開發新的低成本涂料。
【發明內容】
[0012]本發明所要解決的技術問題是提供一種既能實現鑄件精化，又能節省成本的無水水基鎂橄欖石粉狀涂料及其制備方法。
[0013]本發明所采用的技術方案是:一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包括以下重量份計的原料:鎂橄欖石粉70-100份，粘結劑2-10份，懸浮劑5-10份。
[0014]所述懸浮劑為膨潤土、坡縷石、羧甲基纖維素(CMC)或羧甲基纖維素鈉中的一種或兩種；其中膨潤土優選為鈉基膨潤土或鋰基膨潤土。由于坡縷石礦質細膩密實，以此作為懸浮劑可以起到非常好的效果，提高涂層強度，因此優選使用坡縷石。
[0015]從提高涂層強度的角度考慮，本申請經過大量實驗發現，加入一定量的空心玻璃微珠可以明顯改善涂層強度。實驗發現，相對于鎂橄欖石粉100份，加入5-10份的空心玻璃微珠的效果最好。加入量低于5份則強度提高不明顯；加入量高于10重量份則強度會有部分下降趨勢。
[0016]進一步地，通過添加耐高溫無機纖維可以明顯提高涂層強度，實驗發現，相對于鎂橄欖石粉100份，加入0.01-0.1份的耐高溫無機纖維效果最好。加入量低于0.01份則強度提高不明顯；加入量高于0.1重量份則強度幾乎沒有進一步提高。所述耐高溫無機纖維可以為高硅氧耐高溫無機纖維。[0017]所述粘結劑為磷酸鈉、三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種或幾種。
[0018]所述鎂橄欖石粉的粒度均不超過lOOym，優選地，各粒度范圍的重量百分比為: 50-100 y m的占20-50%,〈I y m的占5-15%, 1-50 y m的占35-65%。實驗發現，將鎂橄欖石粉的粒度降為IOOym以下，可有效增強制品的抗侵蝕性能，優選地，與使用單一粒徑范圍的鎂橄欖石粉相比，通過使用微納米不同粒徑的鎂橄欖石粉的混合物可以達到協同增強制品的抗侵蝕性能。
[0019]所述的鎂橄欖石粉制備可選用純橄欖巖先經水洗預處理，然后經窯爐 1350-1450°C高溫煅燒，去除礦石中的揮發雜質，固化提純，MgO≥45%，灼失量≤ 0.5%。
[0020]所述無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制備方法，按照配比將粘結劑和懸浮劑混合后研磨1-2小時，得到混合料A ;將鎂橄欖石粉預先研磨成不同粒徑的粉料；然后按上述配方將不同粒度的鎂橄欖石粉和混合料A混合后攪拌1-2小時，使各組分材料達到高度均勻分散，得到本產品。
[0021]優選地，粘結劑和懸浮劑研磨得到粒徑不超過100 U m的混合料A。
[0022]使用時，按IKg涂料兌200_400ml水即可。
[0023]本發明與現有技術相比具有以下優點:
1、成本低。所采用的組分均為常規原料，且不需要添加鎂砂和其它礦物石份，與市場現有產品相比，具有成本的優勢。
[0024]2、效果好。不同粒徑范圍的鎂橄欖石粉一起使用，達到了涂層不開裂，鑄件表面精化程度高，鑄件清理時涂層易剝落的技術效果。用落丸式強度測定儀測量，涂層強度為80g/ mm2以上。
[0025]3、經測試，由于本產品原料中不含有揮發性有機物質，加工生產時工作環境中的 VOC含量比現有產品明顯降低。
[0026]表1本發明的部分實施例和對比例:
【權利要求】
1.一種無水水基鎂橄欖石粉狀涂料，包括以下重量份計的原料:鎂橄欖石粉70-100 份，粘結劑2-10份，懸浮劑5-10份，其中鎂橄欖石粉的粒度不超過100 u m。
2.根據權利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:所述懸浮劑為膨潤土、坡縷石、羧甲 基纖維素(CMC)或羧甲基纖維素鈉中一種或兩種；其中膨潤土為鈉基膨潤土或鋰基膨潤土 中的一種或多種；懸浮劑優選為坡縷石。
3.根據權利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:所述粘結劑為磷酸鈉、三聚磷酸鈉或 六偏磷酸鈉中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:所述的鎂橄欖石粉制備選用純橄欖 巖先經水洗預處理，然后經窯爐1350-1450°C高溫煅燒，去除礦石中的揮發雜質。
5.根據權利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:鎂橄欖石粉各粒度范圍的重量百分 比為:50-100 ii m 的占 20-50%,〈I y m 的占 5-15%, 1-50 ii m 的占 35-65%。
6.根據權利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:還含有一定量的空心玻璃微珠，其用 量相對于100份的鎂橄欖石粉為5-10份。
7.根據權利要求1所述的粉狀涂料，其特征在于:相對于鎂橄欖石粉100份，還加入0.01-0.1份的耐高溫無機纖維，所述耐高溫無機纖維優選為硅氧耐高溫無機纖維。
8.—種如權利要求1所述無水水基鎂橄欖石粉狀涂料的制備方法，按照配比將粘結劑 和懸浮劑混合后研磨1-2小時，得到混合料A ;將鎂橄欖石粉預先研磨成不同粒徑的粉料； 然后按比例將不同粒度的鎂橄欖石粉和混合料A混合后攪拌1-2小時，使各組分材料達到 高度均勻分散，得到本產品。
9.根據權利要求6所述的粉狀涂料，其特征在于:粘結劑和懸浮劑研磨得到粒徑不超 過100 V- m的混合料A。
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于:將粘結劑和懸浮劑混合的同時還加 入硅氧耐高溫無機纖維。
【文檔編號】B22C3/00GK103551496SQ201310522729
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】陳志芳 申請人:新疆華莎能源股份有限公司