本發明屬于鑄造涂料技術領域，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：
長期以來特大型不銹鋼鑄件如水電不銹鋼鑄件上冠、下環、葉片、導葉等由于使用的涂料性能不理想，鑄件表面粘砂，夾砂、縮孔等問題嚴重，導致產品的生產周期特別漫長，而特大型不銹鋼鑄件產品的市場需求又十分旺盛。為此，解決它們鑄造生產中存在的質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℃，熱負荷高，鑄件冷卻時間漫長，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化合物發生粘砂。而現有鑄造涂料成份復雜、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化合物發生粘砂。另外，這些涂料形成涂層的附著力也較差，醇基涂料點火干燥后涂層常出現裂紋和分層，難以滿足大型不銹鋼鑄鋼件的使用要求。
如申請號為“201410463190.0”發明名稱為“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耐火溫度較高，如鋯英粉高達2430℃，但當其含有0.3％的鐵后，它在1100℃就會出現液相即發生熔解，這種情況下涂層就無法抵擋鋼水的沖刷，當然也不能隔絕鋼水和型砂的接觸。
申請號為“201310608846.9”發明名稱為“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荷及涂層、型砂的受熱時間相差有天壤之別，該發明專利使用的骨料雖然是100％的石英粉，然而使用的粘結劑卻是硅酸乙酯、改性水玻璃等。從該領域早已公認的結論我們知道，水玻璃中的氧化鈉將大大降低石英粉的熔點造成鑄件嚴重粘砂。
因此，發明一種高性能的水電不銹鋼鑄件用涂料是一個十分有益的工作。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種高性能的水電不銹鋼鑄件用鑄造涂料。
本發明一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學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。
進一步的，上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學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杯時間為20秒。
本發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，調節砂磨料的粘度至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，攪拌時間為60min，砂磨時間為60min。
本發明特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，有效解決了現有不銹鋼鑄造涂料易于形成低熔點化合物發生粘砂，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、短時間就出現分層，耐火骨料易于板結等缺陷，可以滿足大型、特大型水電不銹鋼鑄鋼件的使用要求。
具體實施方式
本發明一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學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。
進一步的，上述一種特大型不銹鋼鑄件用鑄造涂料，其化學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劑反應制備得到：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，這些基團分散活化后將降低電熔鎂砂粉表面的界面張力，為以后續懸浮、粘結提供條件，從骨料層面為提高涂層性能提供條件。
進一步的，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杯時間為20秒。
本發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，此時要調節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，為防止分散時溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻；分散結束后轉入砂磨機中進行砂磨，得到砂磨料；
c、將余下的載液加入到砂磨料中，調節砂磨料的粘度至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，攪拌時間為60min，砂磨時間為60min。
下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
實施例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，此時要調節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速以700r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻。分散結束后，再轉移到砂磨機中砂磨60分鐘，以余下改性的載液調節涂料的粘度室溫下至120°Bé即可。
采用本技術方案制備的醇基鑄造涂料各項技術指標性能優異，按照JB/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測，其懸浮性(24h)為99％、發氣量為8mL/g，固含量為83％，涂層耐磨性0.06克。
實施例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，此時要調節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速以1000r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻。分散結束后，再轉移到砂磨機中砂磨60分鐘，以余下的載液調節涂料的粘度室溫下至100°Bé即可。
采用本技術方案制備的醇基鑄造涂料各項技術指標性能優異，按照JB/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測，其懸浮性(24h)為99.5％、發氣量為9mL/g，固含量為79％，涂層耐磨性0.06克。
實施例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，此時要調節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速以900r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻。分散結束后，再轉移到砂磨機中砂磨60分鐘，以余下的載液調節涂料的粘度室溫下至110°Bé即可。
采用本技術方案制備的醇基鑄造涂料各項技術指標性能優異，按照JB/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測，其懸浮性(24h)為99.9％、發氣量為7mL/g，固含量為82％，涂層耐磨性0.06克。
實施例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，此時要調節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速以1500r/分鐘速度攪拌60分鐘，為防止分散時溫度上升過高，要采用夾套通水冷卻；分散結束后，再轉移到砂磨機中砂磨60分鐘，以余下的載液調節涂料的粘度室溫下至105°Bé即可。
采用本技術方案制備的醇基鑄造涂料各項技術指標性能優異，按照JB/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測，其懸浮性(24h)為99.5％、發氣量為8mL/g，固含量為80％，涂層耐磨性0.06克。
綜上所述：采用本技術方案制備的醇基鑄造涂料各項技術指標性能優異，按照JB/T9226砂型鑄造涂料中指定的方法檢測，其懸浮性(24H)＞98％、發氣量＜10mL/g，固含量＞73％，涂層耐磨性0.06克，涂刷滑而不淌，且可重復點火涂刷任意次數，涂層點火燃燒后干燥充分，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個月的貯存期內能快速分散，無結塊，能滿足大型鑄件、特別是特大型不銹鋼水電鑄件生產的技術質量要求。