CN116333553A - 一种水基增强型涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种水基增强型涂料及其制备方法和应用，本发明涉及涂料技术领域。包含如下质量份数的组分：耐火材料：13份～17份，粘结剂：2份～4份，表面活性剂：1份～2份，悬浮剂：10份～12份，消泡剂：0.003份～0.005份，其余为水；所述水基增强型涂料中的总有机物组份质量分数占比＜20％；所述水基增强型涂料的密度为1.06g/cm3～1.09g/cm3。本发明可应用于铸造湿型砂表面喷涂，提升砂型表面耐高温性能和抗冲刷性能，提升砂型高温强度，改善铸件表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水基增强型涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着环保法规的逐步收窄，涂料的使用条件越来越严，绿色涂料工艺需求越来越迫切。目前行业内常用湿型砂涂料以醇基涂料为主，醇基涂料属于快干型涂料，一般采用乙醇、甲醇等易挥发新物质作为溶剂，添加悬浮剂、固化剂、消泡剂、耐火骨料等成分，通过刷涂或者喷涂的方式，将涂料均匀敷着到湿型砂表面，提升局部抗烧结能力，减少粘砂问题。但是，常规的湿型砂用醇基涂料因其载体液为有机易挥发的乙醇、甲醇、异丙醇等溶剂，无法在车间无组织条件下使用，需要新增专门的环保设施，使铸造生产成本上升，生产难度加大。
若使用水基涂料，则面临烘干问题的困扰，需增加涂料表干设备，综合成本大幅上升；同时湿型砂采用水基涂料烘干难度大，烘干过程一致性控制难度大，很容易出现因烘干不足或使砂型表面脱水，导致的气孔、起皮等铸件缺陷产生；且受产品结构特点的影响，需要上涂料的部位不一致，导致水基涂料烘干自动化实施难度较大，在潮模砂表面应用案例较少。
因此，低挥发、免烘干且高强度的湿型砂用绿色涂料工艺的研发需求越来越迫切。
发明内容
为了解决上述现有湿型砂涂料的问题，本发明提出了一种水基增强型涂料及其制备方法和应用。
本发明的技术方案具体如下：
一种水基增强型涂料，包含如下质量份数的组分：
耐火材料：13份～17份，粘结剂：2份～4份，表面活性剂：1份～2份，悬浮剂：10份～12份，消泡剂：0.003份～0.005份，其余为水；
所述水基增强型涂料中的总有机物组份质量分数占比＜20％；
所述水基增强型涂料的密度为1.06g/cm3～1.09g/cm3。
优选地，所述耐火材料为鳞片状石墨与土状石墨粉的混合物。
优选地，所述鳞片状石墨的质量份数为4份～6份，所述土状石墨粉的质量份数为9份～11份。
优选地，所述粘结剂为水溶性树脂。
优选地，所述表面活性剂包括异丙醇、膨润土和羧甲基纤维素。
优选地，所述水溶性树脂为酚醛树脂。
一种如上所述的水基增强型涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、按照质量份数将粘结剂、表面活性剂、悬浮剂和消泡剂加入水中，充分搅拌10min～15min，再静置30min；
S2、按照质量份数称重鳞片状石墨和土状石墨粉，将两种石墨进行干混30s～60s；
S3、将混合好的石墨加入混合液中，充分搅拌10min～15min备用；
S4、使用前充分搅拌2min～5min，加水调整至使用密度。
优选地，所述使用密度为1.06g/cm3～1.09g/cm3。
一种如上所述的水基增强型涂料在湿型砂表面喷涂中的应用。
优选地，采用喷枪或刷涂的方式，将涂料均匀附着到湿型砂表面，自然干燥。
与现有技术相比，本发明的具体有益效果为：
1.与普通水基涂料相比，使用过程简单，无需烘干，制备时间较短，制备过程中无明显异味产生；
2.与普通醇基涂料相比，采用的有机溶剂含量低，达到VOCs含量限值(≤250g/L)的环保法规要求，满足刷涂或喷涂要求，减少环保设施投入；与普通水基或醇基涂料相比，通过添加适量水溶性树脂，明显提升了砂表面强度，有效减少砂坭、鼠尾等缺陷产生；采用石墨粉为基的骨料，提升涂层耐火度，提高砂型抗粘砂能力，减少铸件夹砂类缺陷。
3.本发明可应用于铸造湿型砂表面喷涂，提升砂型表面耐高温性能和抗冲刷性能，提升砂型高温强度，改善铸件表面质量。
附图说明
图1为具体实施方式中方案E的热爆裂等级测试示意图；
图2为具体实施方式中方案E的涂层表面强度测试过程示意图；
图3为不同涂料在铸造缸体表面喷涂后粘砂情况对比示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚，下面将结合本发明的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，以下实施例仅用于更好地理解本发明的技术方案，而不应理解为对本发明的限制。
S1、按照表1所示的配料方案将酚醛树脂、表面活性剂、悬浮剂和消泡剂加入水中，充分搅拌15min，再静置30min；
S2、称重鳞片状石墨和土状石墨粉，对石墨进行干混30s～60s；
S3、将混合好的石墨加入步骤S1的混合液中，充分搅拌15min；
S4、使用前充分搅拌5min，加水调整至使用密度。
表1
对上述方案制备的涂料进行性能测试，并采用喷枪喷涂的方式，分别将上述涂料附着在湿型砂表面，自然干燥后，用湿型砂进行铸造，观察铸件缸体外观粘砂情况，测试和观察结果见表2所示。
表2
对方案E中的涂料进行热爆裂等级测试，见图1所示，测试结果为1级；采用涂层表面强度测定仪对涂层表面强度进行测试，测试过程如图2所示，涂层厚度为125um，检测时间为60s，测得涂料强度17mg。
对铸造缸体表面喷涂涂料，对醇基涂料和方案E中涂料进行对比试验：如图3所示，在铸造缸体脚板位置喷涂醇基涂料，观察到铸造工件后粘砂情况控制良好，偶有粘砂发生；取消涂料后，可以观察铸件后缸体脚板位置粘砂严重，给清理带来较大工作量；使用方案E中的涂料喷涂后，自然晾干，观察到铸件后缸体外观没有粘砂发生；可以证明本申请提供的涂料产品性能优异，可以应用于湿型砂表面喷涂，完美解决现有醇基涂料和水基涂料存在的技术缺陷。
Claims (10)
1.一种水基增强型涂料，其特征在于，包含如下质量份数的组分：
耐火材料：13份～17份，粘结剂：2份～4份，表面活性剂：1份～2份，悬浮剂：10份～12份，消泡剂：0.003份～0.005份，其余为水；
所述水基增强型涂料中的总有机物组份质量分数占比＜20％；
所述水基增强型涂料的密度为1.06g/cm3～1.09g/cm3。
2.根据权利要求1所述的水基增强型涂料，其特征在于，所述耐火材料为鳞片状石墨与土状石墨粉的混合物。
3.根据权利要求2所述的水基增强型涂料，其特征在于，所述鳞片状石墨的质量份数为4份～6份，所述土状石墨粉的质量份数为9份～11份。
4.根据权利要求1所述的水基增强型涂料，其特征在于，所述粘结剂为水溶性树脂。
5.根据权利要求1所述的水基增强型涂料，其特征在于，所述表面活性剂包括异丙醇、膨润土和羧甲基纤维素。
6.根据权利要求4所述的水基增强型涂料，其特征在于，所述水溶性树脂为酚醛树脂。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的水基增强型涂料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1、按照质量份数将粘结剂、表面活性剂、悬浮剂和消泡剂加入水中，充分搅拌10min～15min，再静置30min；
S2、按照质量份数称重鳞片状石墨和土状石墨粉，将两种石墨进行干混30s～60s；
S3、将混合好的石墨加入混合液中，充分搅拌10min～15min备用；
S4、使用前充分搅拌2min～5min，加水调整至使用密度。
8.根据权利要求7所述的水基增强型涂料的制备方法，其特征在于，所述使用密度为1.06g/cm3～1.09g/cm3。
9.一种如权利要求1-6中任一项所述的水基增强型涂料在湿型砂表面喷涂中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，采用喷枪或刷涂的方式，将涂料均匀附着到湿型砂表面，自然干燥。
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