本發(fā)明屬于鑄造涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

長(zhǎng)期以來特大型不銹鋼鑄件如水電不銹鋼鑄件上冠、下環(huán)、葉片、導(dǎo)葉等由于使用的涂料性能不理想，鑄件表面粘砂，夾砂、縮孔等問題嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)周期特別漫長(zhǎng)，而特大型不銹鋼鑄件產(chǎn)品的市場(chǎng)需求又十分旺盛。為此，解決它們鑄造生產(chǎn)中存在的質(zhì)量問題就成為迫在眉睫的事情。

水電不銹鋼鑄件鋼水噸位大，通常近40噸，澆注溫度高于1500℃，熱負(fù)荷高，鑄件冷卻時(shí)間漫長(zhǎng)，加之合金化元素種類多、含量高，鋼水極易與涂層形成低熔點(diǎn)化合物發(fā)生粘砂。而現(xiàn)有鑄造涂料成份復(fù)雜、骨料及助劑種類煩多，與這些不銹鋼鋼水接觸后極易形成低熔點(diǎn)化合物發(fā)生粘砂。另外，這些涂料形成涂層的附著力也較差，醇基涂料點(diǎn)火干燥后涂層常出現(xiàn)裂紋和分層，難以滿足大型不銹鋼鑄鋼件的使用要求。

如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01410463190.0”發(fā)明名稱為“一種耐火骨料和由其組成的不銹鋼鑄造涂料及其制備方法”，公開了一種使用耐火骨料為鎂砂粉45-55％、剛玉粉15-20％、鋯英粉30-35％組成的鑄造涂料；眾所周知這三種耐火骨料雖然各自的絕對(duì)耐火溫度較高，如鋯英粉高達(dá)2430℃，但當(dāng)其含有0.3％的鐵后，它在1100℃就會(huì)出現(xiàn)液相即發(fā)生熔解，這種情況下涂層就無法抵擋鋼水的沖刷，當(dāng)然也不能隔絕鋼水和型砂的接觸。

申請(qǐng)?zhí)枮椤?01310608846.9”發(fā)明名稱為“一種用于不銹鋼閥體的鑄造涂料及其制備方法”，公開了一種不銹鋼閥體用鑄造涂料，鑄造生產(chǎn)采用的工藝是熔模精密鑄造工藝，而熔模精密鑄造與大型不銹鋼樹脂砂鑄造過程中的熱負(fù)荷及涂層、型砂的受熱時(shí)間相差有天壤之別，該發(fā)明專利使用的骨料雖然是100％的石英粉，然而使用的粘結(jié)劑卻是硅酸乙酯、改性水玻璃等。從該領(lǐng)域早已公認(rèn)的結(jié)論我們知道，水玻璃中的氧化鈉將大大降低石英粉的熔點(diǎn)造成鑄件嚴(yán)重粘砂。

因此，發(fā)明一種高性能的水電不銹鋼鑄件用涂料是一個(gè)十分有益的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高性能的水電不銹鋼鑄件用鑄造涂料。

本發(fā)明一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學(xué)成分由以下重量份成分組成：骨料100份，改性高嶺土1～5份，卡拉膠1～5份，聚丙烯酰胺0.2～3份，醇溶性聚酯改性樹脂0.2～3份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂0.1～3份，載液20～40份；所述載液為甲醇、乙醇、異丙醇中的至少一種。

進(jìn)一步的，上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學(xué)成分由以下重量份成分組成：骨料100份，改性高嶺土2～3份，卡拉膠2～2.5份，聚丙烯酰胺0.2～3份，醇溶性聚酯改性樹脂1.5～2份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂0.5～2份，載液25～30份。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述骨料為改性電熔鎂砂，其粒度≥325目，MgO≥99wt％。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述改性電熔鎂砂是由以下方法制備得到：將100重量份的電熔鎂砂與0.1～3重量份的磷酸三酯，超聲0.5～1.0h，加入氨基硅烷，再超聲1.5～2.0h，再在125～140℃下活化40～65min，直至電熔鎂砂粉表面附著上一層氨基硅氧烷。

進(jìn)一步的，上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其特征在于：所述磷酸三酯為磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯甲酯中的至少一種。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述氨基硅氧烷為γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷二(二辛基磷酰氧基)羥乙酸酯中的至少一種。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂的聚合度300～400，分子量18000～27000g/mol，粘度為10％溶液涂4杯時(shí)間為20秒。

本發(fā)明還提供一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法，包括以下步驟：

a、將醇溶性改性聚酯樹脂、卡拉膠、改性高嶺土、聚丙烯酰胺、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂和載液總重量的30％的載液混合，高速分散，得分散液；

b、將改性電熔鎂砂和剩余載液重量的90％的載液加入到分散液中，攪拌，砂磨，得到砂磨料；

c、將余下的載液加入到砂磨料中，調(diào)節(jié)砂磨料的粘度至100～120°Bé，即可。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法，其中a步驟中高速分散的分散速率為100～300r/min。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法，其中b步驟中攪拌速率為700～1500r/min，攪拌時(shí)間為60min，砂磨時(shí)間為60min。

本發(fā)明特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，有效解決了現(xiàn)有不銹鋼鑄造涂料易于形成低熔點(diǎn)化合物發(fā)生粘砂，涂層的附著力也較差，涂層燃燒干燥后起泡、有裂紋，以及流平性不好，涂料均勻性差、短時(shí)間就出現(xiàn)分層，耐火骨料易于板結(jié)等缺陷，可以滿足大型、特大型水電不銹鋼鑄鋼件的使用要求。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學(xué)成分由以下重量份成分組成：骨料100份，改性高嶺土1～5份，卡拉膠1～5份，聚丙烯酰胺0.2～3份，醇溶性聚酯改性樹脂0.2～3份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂0.1～3份，載液20～40份；所述載液為甲醇、乙醇、異丙醇中的至少一種。

進(jìn)一步的，上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學(xué)成分由以下重量份成分組成：骨料100份，改性高嶺土2～3份，卡拉膠2～2.5份，聚丙烯酰胺0.2～3份，醇溶性聚酯改性樹脂1.5～2份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂0.5～2份，載液25～30份。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述骨料為改性電熔鎂砂，其粒度≥325目，MgO≥99wt％。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述改性電熔鎂砂是由電熔鎂砂與偶聯(lián)劑反應(yīng)制備得到：將100重量份的電熔鎂砂與0.1～3重量份的磷酸三酯，在超聲波分散器中超聲0.5～1.0h，加入氨基硅烷，再在超聲波分散器中超聲1.5～2.0h，混合均勻后在125～140℃下活化40～65min，直至電熔鎂砂粉表面附著上一層氨基硅氧烷，這些基團(tuán)分散活化后將降低電熔鎂砂粉表面的界面張力，為以后續(xù)懸浮、粘結(jié)提供條件，從骨料層面為提高涂層性能提供條件。

進(jìn)一步的，上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其特征在于：所述磷酸三酯為磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯甲酯中的至少一種。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述氨基硅氧烷為γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷二(二辛基磷酰氧基)羥乙酸酯中的至少一種。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其中所述低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂的聚合度300～400，分子量18000～27000g/mol，粘度為10％溶液涂4杯時(shí)間為20秒。

本發(fā)明還提供一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法，包括以下步驟：

a、將醇溶性改性聚酯樹脂、卡拉膠、改性高嶺土、聚丙烯酰胺、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂和載液總重量的30％的載液混合，在高速分散機(jī)中高速分散，得分散液；

b、將改性電熔鎂砂和剩余載液重量的90％的載液加入到分散液中，改性電熔鎂砂加入后漿料漸漸變厚，此時(shí)要調(diào)節(jié)分散盤與裝料桶底之間的距離，使旋渦成淺盆狀，所有原料加完后高速攪拌，為防止分散時(shí)溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻；分散結(jié)束后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)中進(jìn)行砂磨，得到砂磨料；

c、將余下的載液加入到砂磨料中，調(diào)節(jié)砂磨料的粘度至100～120°Bé，即可。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法，其中a步驟中高速分散的分散速率為100～300r/min。

上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料的制備方法，其中b步驟中攪拌速率為700～1500r/min，攪拌時(shí)間為60min，砂磨時(shí)間為60min。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例1

稱取改性電熔鎂砂100份作骨料，改性高嶺土2份，卡拉膠2份，聚丙烯酰胺0.2份作懸浮劑；醇溶性改性聚酯樹脂1.5份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂0.5作粘結(jié)劑、流平劑；甲醇、乙醇(體積比為1:1)的混合物25份作載液。將上述原料除改性電熔鎂砂和20％的載液外均加入到高速分散機(jī)中，先以100r/分鐘的速度攪拌均勻，然后加入改性電熔鎂砂及剩余載液的90％，改性電熔鎂砂加入后漿料漸漸變厚，此時(shí)要調(diào)節(jié)分散盤與裝料桶底之間的距離，使旋渦成淺盆狀，所有原料加完后提高轉(zhuǎn)速以700r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時(shí)溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻。分散結(jié)束后，再轉(zhuǎn)移到砂磨機(jī)中砂磨60分鐘，以余下改性的載液調(diào)節(jié)涂料的粘度室溫下至120°Bé即可。

采用本技術(shù)方案制備的醇基鑄造涂料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)性能優(yōu)異，按照J(rèn)B/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測(cè)，其懸浮性(24h)為99％、發(fā)氣量為8mL/g，固含量為83％，涂層耐磨性0.06克。

實(shí)施例2

稱取改性電熔鎂砂100份作骨料，改性高嶺土4份，卡拉膠2.5份，聚丙烯酰胺0.5份作懸浮劑；醇溶性改性聚酯樹脂2.0份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂3.0作粘結(jié)劑、流平劑；甲醇、乙醇(體積比為1:1)的混合物25份作載液。將上述原料除改性電熔鎂砂和20％的載液外均加入到高速分散機(jī)中，先以200r/分鐘的速度攪拌均勻，然后加入剩余的電熔鎂砂及剩余載液的90％，電熔鎂砂加入后漿料漸漸變厚，此時(shí)要調(diào)節(jié)分散盤與裝料桶底之間的距離，使旋渦成淺盆狀，所有原料加完后提高轉(zhuǎn)速以1000r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時(shí)溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻。分散結(jié)束后，再轉(zhuǎn)移到砂磨機(jī)中砂磨60分鐘，以余下的載液調(diào)節(jié)涂料的粘度室溫下至100°Bé即可。

采用本技術(shù)方案制備的醇基鑄造涂料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)性能優(yōu)異，按照J(rèn)B/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測(cè)，其懸浮性(24h)為99.5％、發(fā)氣量為9mL/g，固含量為79％，涂層耐磨性0.06克。

實(shí)施例3

稱取改性電熔鎂砂100份作骨料、改性高嶺土1.5份、卡拉膠2.5份、聚丙烯酰胺1.5份作懸浮劑；醇溶性改性聚酯樹脂2.5份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂1.5作粘結(jié)劑、流平劑；甲醇、乙醇(體積比為1:1)的混合物25份作載液。將上述原料除改性電熔鎂砂和20％的載液外均加入到高速分散機(jī)中，先以150r/分鐘的速度攪拌均勻，然后加入剩余的電熔鎂砂及剩余載液的90％，電熔鎂砂加入后漿料漸漸變厚，此時(shí)要調(diào)節(jié)分散盤與裝料桶底之間的距離，使旋渦成淺盆狀，所有原料加完后提高轉(zhuǎn)速以900r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時(shí)溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻。分散結(jié)束后，再轉(zhuǎn)移到砂磨機(jī)中砂磨60分鐘，以余下的載液調(diào)節(jié)涂料的粘度室溫下至110°Bé即可。

采用本技術(shù)方案制備的醇基鑄造涂料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)性能優(yōu)異，按照J(rèn)B/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測(cè)，其懸浮性(24h)為99.9％、發(fā)氣量為7mL/g，固含量為82％，涂層耐磨性0.06克。

實(shí)施例4

稱取改性電熔鎂砂100重量份作骨料、改性高嶺土5.0重量份、卡拉膠2重量份、聚丙烯酰胺1.0重量份作懸浮劑；醇溶性改性聚酯樹脂3.0重量份、低粘度聚乙烯醇縮丁醛樹脂0.5重量份粘結(jié)劑、流平劑；甲醇、乙醇(體積比為1:1)的混合物25重量份作載液。將上述原料除改性電熔鎂砂和20％的載液外均加入到高速分散機(jī)中，先以250r/分鐘的速度攪拌均勻，然后加入剩余的電熔鎂砂及剩余載液的90％，電熔鎂砂加入后漿料漸漸變厚，此時(shí)要調(diào)節(jié)分散盤與裝料桶底之間的距離，使旋渦成淺盆狀，所有原料加完后提高轉(zhuǎn)速以1500r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時(shí)溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻；分散結(jié)束后，再轉(zhuǎn)移到砂磨機(jī)中砂磨60分鐘，以余下的載液調(diào)節(jié)涂料的粘度室溫下至105°Bé即可。

采用本技術(shù)方案制備的醇基鑄造涂料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)性能優(yōu)異，按照J(rèn)B/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測(cè)，其懸浮性(24h)為99.5％、發(fā)氣量為8mL/g，固含量為80％，涂層耐磨性0.06克。

綜上所述：采用本技術(shù)方案制備的醇基鑄造涂料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)性能優(yōu)異，按照J(rèn)B/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測(cè)，其懸浮性(24H)＞98％、發(fā)氣量＜10mL/g，固含量＞73％，涂層耐磨性0.06克，涂刷滑而不淌，且可重復(fù)點(diǎn)火涂刷任意次數(shù)，涂層點(diǎn)火燃燒后干燥充分，涂層無裂紋、氣泡、氣孔、分層等缺陷，耐鋼水沖刷、侵蝕、具有良好的抗粘砂功能，在6個(gè)月的貯存期內(nèi)能快速分散，無結(jié)塊，能滿足大型鑄件、特別是特大型不銹鋼水電鑄件生產(chǎn)的技術(shù)質(zhì)量要求。