一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开的一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料，按照质量百分比由以下原料组成：硅藻土20%～30%、锆英粉5.0%～15%、氧化铁粉0.5%～5.0%、锂基膨润土0.5%～5.0%、水0.5%～5.0%、硅溶胶1.0%～5.0%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%～2.5%、表面活性剂JFC0.1%～1.0%、硅烷0.01%～0.1%、工业酒精30%～50%，以上组分含量总和为100%；本发明还公开了醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法，将称取的所有原料混合，搅拌均匀即可。本发明的醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料具有良好的附着力、高温强度、耐磨度和抗裂性，减少了辐射管表面缺陷，并具有很好的经济效益。
【专利说明】一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料及其制备方法【技术领域】
[0001] 本发明属于辐射管铸管涂料制备方法【技术领域】，具体涉及一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料，本发明还涉及醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法。
【背景技术】
[0002]在机械加工、汽车制造及钢铁工业的热处理中，为了保证工件的内在质量、以及满足某些表面热处理工艺要求，许多热处理炉采用保护气氛加热。由于辐射管加热使燃烧气体与工作室隔离，工件又在保护气氛中加热，这就有效的避免了被加热表面的氧化与脱碳，为在保护气氛下进行热处理创造了良好的条件。
[0003]目前，辐射管应用广泛，发展较快，辐射管一般有电加热、煤气加热两种。辐射管加热的方法同其他方法相比，具有很多的优点，如:热效率高及温度分布均匀，可采用各种保护气体，宜于采用程序控制。
[0004]目前，国内外所生产的辐射管均是通过离心铸造而成。辐射管壁面温度比炉内被处理工件的温度要高，由于它们都是在相当高的温度下使用的，所以对辐射管的性能要求越来越高。辐射管壁的厚度通常小于15_，不仅要求表面层组织致密，还要有一定的粗糙度，这主要是因为具有一定粗糙度的麻面辐射管比普通光滑辐射管辐射面积有所增加，热处理能耗低，节能效果好；辐射管不能有气孔，否则使壁管烧穿。
[0005]基于上述理由，生产离心铸造辐射管对涂料的要求很严格。在离心铸造辐射管的生产中，要在辐射管的表面获得均匀分布的麻点，也叫刺凸，最理想的离心铸造辐射管涂料层的结构是在平坦的涂料层表面上均匀分布着具有一定孔径、密度与深度的小坑孔。而涂料材料的选用是非常重要的，在注意涂料性能的同时，还要注重经济性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料，具有良好的附着力、高温强度、耐磨度和抗裂性，减少了辐射管表面缺陷，提高了辐射管质量。
[0007]本发明的另一目的在于提供上述醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法。
[0008]本发明所采用的第一种技术方案是，一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料，按照质量百分比由以下原料组成:
[0009]硅藻土 20%~30%、锆英粉5.0%~15%、氧化铁粉0.5%~5.0%、锂基膨润土 0.5%~5.0%、水0.5%~5.0%、硅溶胶1.0%~5.0%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%~2.5%、表面活性剂JFC0.1%~1.0%、硅烷0.01%~0.1%、工业酒精30%~50%,以上组分含量总和为100%。
[0010]本发明第一种技术方案的特点还在于，
[0011]工业酒精的质量百分比浓度为95%。
[0012]本发明所采用的第二种技术方案是，一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法，具体按照以下步骤实施:
[0013]步骤1、称取原料:[0014]按照质量百分比分别称取以下原料:
[0015]硅藻土 20%?30%、锆英粉5.0%?15%、氧化铁粉0.5%?5.0%、锂基膨润土 0.5%?5.0%、水0.5%?5.0%、硅溶胶1.0%?5.0%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%?2.5%、表面活性剂JFC0.1%?1.0%、硅烷0.01%?0.1%、工业酒精30%?50%,以上组分含量总和为100% ；
[0016]步骤2、利用步骤I中称取的原料制备出醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料。
[0017]本发明第二种技术方案的特点还在于，
[0018]步骤I中工业酒精质量百分比浓度为95%。
[0019]步骤2具体按照以下步骤实施:
[0020]步骤2.1、按照质量比为1:1，将步骤I中称取的锂基膨润土与水混合，搅拌均匀后形成膏状的锂基膨润土，将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中24h ；
[0021]步骤2.2、将经步骤2.1处理后的膏状的锂基膨润土与步骤I中称取的硅藻土、锆英粉、氧化铁粉混合在一起，搅拌IOmin?30min,得到混合物A ；
[0022]步骤2.3、将步骤I中称取的工业酒精分成质量相等的两份，取其中的一份倒入经步骤2.2得到的混合物A中,搅拌5min?15min,得到混合物B ；
[0023]步骤2.4、将步骤I中称取的硅溶胶、聚乙烯醇缩丁醛、表面活性剂JFC及硅烷分别加入经步骤2.3得到的混合物B中，搅拌150min?240min，得到混合物C ；
[0024]步骤2.5、将经步骤2.3后剩余的一份工业酒精加入经步骤2.4得到的混合物C中，搅拌IOmin?30min,得到醇基杨梅状离心福射管铸管涂料。
[0025]步骤2.1中，于常温下将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中。
[0026]本发明的特点还在于，
[0027]本发明的有益效果在于:
[0028]I)本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料中使用的溶剂是质量百分比浓度为95%的工业酒精，这是因为工业酒精具有挥发速度快、无毒及无腐蚀性的特点，醇基涂料可以省去烘窑的工序和时间，醇基涂料刷完后点火自燃或者不用点火自干即可。
[0029]2)本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料以硅藻土作为主要耐火骨料，硅藻土具有来源广及成本低廉的优势。
[0030]3 )本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料用于离心辐射管铸管的生产，涂料无分层现象，且涂料层内表面具有一定大小、均匀分布的凹坑，浇注辐射管后，辐射管外表面自然形成均匀分布的刺凸。
[0031 ] 4 )本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料可直接喷涂在温度为200 V左右的金属管膜上，不必进行点燃烘干操作，直接浇注钢水，使用方法非常简便。
[0032]5)本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料用于离心辐射管铸管的生产，避免了辐射管容易脱模，且表面粘砂的缺陷。
【具体实施方式】
[0033]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0034]本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料，按照质量百分比由以下原料组成:
[0035]硅藻土 20%?30%、锆英粉5.0%?15%、氧化铁粉0.5%?5.0%、锂基膨润土 0.5%?5.0%、水0.5%?5.0%、硅溶胶1.0%?5.0%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%?2.5%、表面活性剂JFC0.1%?1.0%、硅烷0.01%?0.1%、工业酒精30%?50%,以上组分含量总和为100%。
[0036]本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法，具体按照以下步骤实施:
[0037]步骤1、称取原料:
[0038]按照质量百分比分别称取以下原料:
[0039]硅藻土 20%?30%、锆英粉5.0%?15%、氧化铁粉0.5%?5.0%、锂基膨润土 0.5%?
5.0%、水0.5%?5.0%、硅溶胶1.0%?5.0%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%?2.5%、表面活性剂JFC0.1%?1.0%、硅烷0.01%?0.1%、工业酒精30%?50%,以上组分含量总和为100% ；
[0040]步骤2、利用步骤I中称取的原料制备出醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料:
[0041]步骤2.1、按照质量比为1:1，将步骤I中称取的锂基膨润土与水混合，搅拌均匀后形成膏状的锂基膨润土，于常温下，将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中24h ；
[0042]步骤2.2、将经步骤2.1处理后的膏状的锂基膨润土与步骤I中称取的硅藻土、锆英粉、氧化铁粉混合在一起，搅拌IOmin?30min,得到混合物A ；
[0043]步骤2.3、将步骤I中称取的工业酒精等质量的分成两份，取其中的一份倒入经步骤2.2得到的混合物A中，搅拌5min?15min，得到混合物B ；
[0044]步骤2.4、将步骤I中称取的硅溶胶、聚乙烯醇缩丁醛、表面活性剂JFC及硅烷分别加入经步骤2.3得到的混合物B中，搅拌150min?240min，得到混合物C ；
[0045]步骤2.5、将经步骤2.3后剩余的一份工业酒精加入经步骤2.4得到的混合物C中，搅拌IOmin?30min,得到本发明的醇基杨梅状离心福射管铸管涂料。
[0046]制备得到的醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料在电子显微镜下观察，呈现杨梅状。
[0047]将本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料用于制备离心辐射管铸管时，在浇注辐射管前，先将铸型在加热炉内加热至230°C，保温一段时间后，直接将铸型置于卧式离心机上，装好端盖，用漏斗将涂料从管模端部加入，然后开动离心机快速加速到一定的转速，待蒸汽从管模两端跑出时停机，再检查涂料层表面质量及其厚度，涂料厚度控制在1.5mm?
2.0mm。随后加大离心机转速,再将钢水浇入铸型。
[0048]涂料的涂挂质量与管模温度关系很大；温度太高，涂料层内表面形成坑孔太大，模温太低，不易形成坑孔，且容易造成粘结剂及悬浮剂渗透到自由内表面，增加涂层发气量，降低涂层强度。合适的管模温度有利于获得麻面辐射管。
[0049]本发明的醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料中各原料的特点如下:
[0050]以锂基膨润土做为悬浮剂，悬浮剂用来防止耐火骨料的沉淀和板结，可明显提高涂料的悬浮性和良好的刷涂性。
[0051]选用硅藻土作为主要耐火骨料，硅藻土具有来源广泛及成本低廉的优点，加入了锆英粉可提高骨料的耐高温性能，使涂料具有良好的高温强度和良好的流涂性能。
[0052]硅溶胶在本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料中作为粘结剂，它的粘度较小，涂料的粉液比可大大提闻，从而使涂料表面强度提闻，硬度提闻，以获得优质的铸件表面。使用粘结剂的作用是在涂料涂覆后，将耐火填料等固体成分粘结在一起，使涂层有强度和耐磨性，并使涂层附着于管模表面上，硅溶胶涂料稳定性好，而且不用其他方式让涂料干燥，只需利用管模温干燥的方式获得强度。另外，硅溶胶还是环保材料，无毒、无腐蚀、非易燃易爆物，本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料中加入硅溶胶粘结剂，可使涂料具有良好的高温结合强度，还有利于改善离心辐射管的表面质量，防止涂料粘附于辐射铸管的表面。
[0053]将聚乙烯醇缩丁醛作为成膜剂，硅烷作为偶联剂，氧化铁粉作为矿化剂，可以防止粘砂，并且与粘结剂和悬浮剂共同起作用，从而得到高质量的涂层。
[0054]表面活性剂JFC，可以使涂料很好的挂附在金属铸型表面，对金属铸型表面有一定的润湿能力，以降低涂料的表面张力，改善了涂料与铸型的结合效果。
[0055]将工业酒精作为载液，具有挥发速度快、无毒、无腐蚀性。
[0056]醇基涂料可以省去烘窑，醇基涂料刷完后点火自燃或者不用点火自干即可，有较强的附着力。当涂料在接触高温管模后其中的乙醇载液发生气化，由于聚乙烯醇缩丁醛在涂层表面形成一层薄膜，工业酒精蒸汽易于聚集成气泡，气泡内压力增大，突破阻力由涂层内冲出爆破。在气泡爆破时，涂层表面形成一个开孔，醇基涂料流动性好，就会流入开孔使涂层表面闭合，继而产生新一轮爆发。在此过程末期，由于涂料固液比与粘度增加，流动性降低，开孔会保留下来，最后在涂层表面形成一个凹坑。该坑孔在离心辐射管表面形成均匀分布的麻面，使得辐射管的热效率大大增加。
[0057]实施例1
[0058]按照质量百分比分别称取以下原料:
[0059]硅藻土 27%、锆英粉7.9%、氧化铁粉3.0%、锂基膨润土 3.0%、水3.0%硅溶胶3.45%、聚乙烯醇缩丁醛2.5%、表面活性剂JFC0.1%、硅烷0.05%、工业酒精50%，以上组分含量总和为 100% ；
[0060]将称取的锂基膨润土与水混合，搅拌均匀后形成膏状的锂基膨润土，常温下，将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中24h ;将得到的膏状的锂基膨润土与称取的硅藻土、锆英粉、氧化铁粉混合在一起搅拌30min，得到混合物A ;将称取的工业酒精等质量的分成两份，取其中的一份倒入混合物A中搅拌15min，得到混合物B ;将称取的硅溶胶、聚乙烯醇缩丁醛、表面活性剂JFC及硅烷分别加入混合物B中搅拌240min，得到混合物C ;将剩余的工业酒精加入混合物C中搅拌30min，得到醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料。
[0061]实施例2
[0062]按照质量百分比分别称取以下原料:
[0063]硅藻土 25%、锆英粉14%、氧化铁粉3.0%、锂基膨润土 2.0%、水2.0%硅溶胶4.0%、聚乙烯醇缩丁醛2.0%、表面活性剂JFC0.2%、硅烷0.1%、工业酒精47.7%，以上组分含量总和为100% ；
[0064]将称取的锂基膨润土与水混合，搅拌均匀后形成膏状的锂基膨润土，常温下，将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中24h ;将得到的膏状的锂基膨润土与称取的硅藻土、锆英粉、氧化铁粉混合在一起，搅拌lOmin，得到混合物A ;将称取的工业酒精等量的分成两份，取其中的一份倒入混合物A中搅拌5min，得到混合物B;将称取的硅溶胶、聚乙烯醇缩丁醛、表面活性剂JFC及硅烷分别加入混合物B中搅拌150min，得到混合物C ;将剩余的工业酒精加入混合物C中搅拌lOmin，得到醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料。
[0065]实施例3
[0066]按照质量百分比分别称取以下原料:
[0067]硅藻土 29%、锆英粉13%、氧化铁粉1.0%、锂基膨润土 3.3%、水3.3%硅溶胶4.2%、聚乙烯醇缩丁醛2.0%、表面活性剂JFC0.3%、硅烷0.08%、工业酒精43.82%，以上组分含量总和为 100% ；
[0068]将称取的锂基膨润土与水混合，搅拌均匀后形成膏状的锂基膨润土，常温下，将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中24h ;将得到的膏状的锂基膨润土与称取的硅藻土、锆英粉、氧化铁粉混合在一起，搅拌20min，得到混合物A ;将称取的工业酒精等量的分成两份，取其中的一份倒入混合物A中搅拌lOmin，得到混合物B ;将称取的硅溶胶、聚乙烯醇缩丁醛、表面活性剂JFC及硅烷分别加入混合物B中搅拌195min，得到混合物C ;将剩余的工业酒精加入混合物C中搅拌20min，得到醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料。
[0069]本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料具有良好的附着力、高温强度和抗裂性，减少了辐射管表面的缺陷，提高了辐射管表面质量，且延长了铸型的使用寿命。另外，使用本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料后，辐射管外表面为均匀分布的刺凸形，与传统的光面辐射管相比，表面积增加了好多，热效率大大的提高了，有节能环保的特点。使用本发明醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料具有良好的经济和社会效益。
【权利要求】
1.一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成: 硅藻土 20%?30%、锆英粉5.0%?15%、氧化铁粉0.5%?5.0%、锂基膨润土 0.5%?5.0%、水0.5%?5.0%、硅溶胶1.0%?5.0%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%?2.5%、表面活性剂JFC0.1%?1.0%、硅烷0.01%?0.1%、工业酒精30%?50%,以上组分含量总和为100%。
2.根据权利要求1所述的醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料，其特征在于，所述工业酒精的质量百分比浓度为95%。
3.一种醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施: 步骤1、称取原料: 按照质量百分比分别称取以下原料: 硅藻土 20%?30%、锆英粉5.0%?15%、氧化铁粉0.5%?5.0%、锂基膨润土 0.5%?5.0%、水0.5%?5.0%、硅溶胶1.0%?5.0%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%?2.5%、表面活性剂JFC0.1%?1.0%、硅烷0.01%?0.1%、工业酒精30%?50%,以上组分含量总和为100% ； 步骤2、利用步骤I中称取的原料制备出醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料。
4.根据权利要求3所述的醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤I中工业酒精质量百分比浓度为95%。
5.根据权利要求3所述的醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施: 步骤2.1、按照质量比为1:1，将步骤I中称取的锂基膨润土与水混合，搅拌均匀后形成膏状的锂基膨润土，将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中24h ； 步骤2.2、将经步骤2.1处理后的膏状的锂基膨润土与步骤I中称取的硅藻土、锆英粉、氧化铁粉混合在一起，搅拌IOmin?30min，得到混合物A ； 步骤2.3、将步骤I中称取的工业酒精分成质量相等的两份，取其中的一份倒入经步骤2.2得到的混合物A中，搅拌5min?15min，得到混合物B ； 步骤2.4、将步骤I中称取的硅溶胶、聚乙烯醇缩丁醛、表面活性剂JFC及硅烷分别加入经步骤2.3得到的混合物B中，搅拌150min?240min，得到混合物C ； 步骤2.5、将经步骤2.3后剩余的一份工业酒精加入经步骤2.4得到的混合物C中，搅拌IOmin?30min,得到醇基杨梅状离心福射管铸管涂料。
6.根据权利要求5所述的醇基杨梅状离心辐射管铸管涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2.1中，于常温下，将膏状的锂基膨润土放置在密闭容器中。
【文档编号】B22C3/00GK103949579SQ201410130049
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】屈银虎, 蒙青, 刘新峰, 王凤, 梁涛 申请人:西安工程大学