本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂橄欖石耐火涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鑄型涂料是解決鑄件表面粘砂，提高鑄件表面質(zhì)量最為有效的措施。鑄造涂料一般由耐火骨料、溶劑、粘結(jié)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(wěn)定，對鋼渣有較好的抵抗能力，能夠提高產(chǎn)品的抗侵蝕性能，且超過1000℃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(chǎn)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(fā)酵現(xiàn)象發(fā)生，從而產(chǎn)生微小的氣泡，影響最終涂料的使用效果。
鎂橄欖石mg2sio4是mgo-sio2系列中熱穩(wěn)定性最佳的分子結(jié)構(gòu)的耐火材料，從室溫到熔融過程中無任何相突變，因而涂層抗熱震能力強，純凈的mg2sio4材料，耐火度在1700-1900℃，高溫變形溫度1650-1750℃。但是現(xiàn)有的鎂橄欖石涂抹料存在懸浮性、穩(wěn)定性、流動性以及耐磨性較差的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，提供一種懸浮性、穩(wěn)定性、流動性以及耐磨性優(yōu)秀的鎂橄欖石。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種鎂橄欖石耐火涂料，包括以下重量份的原料：
鎂橄欖石粉60~70份，高純鎂砂20~30份，二氧化硅3~4份，氧化鋁2~3份，黏土細粉3~6份，稀土磷酸鹽1~2份、三聚磷酸鋁1.5~2.5份、氧化鋯2~6份，三氧化二鐵粉末2~3份，鈉膨潤土1~2份。
首先，本發(fā)明采用了黏土細粉，在高溫燒結(jié)下，分布在涂料內(nèi)黏土細粉會產(chǎn)生增強相莫來石纖維，加強本發(fā)明的耐磨性。
其次本發(fā)明采用了稀土磷酸鹽和三聚磷酸鋁，稀土磷酸鹽具有非常優(yōu)良的耐火能力，而三聚磷酸鋁與其他組分親合性良好有助于增加涂料的粘結(jié)能力，此外三聚磷酸鋁也具有防火、耐熱的特點，而且因為其與稀土磷酸鹽配合有助于提高涂料粘結(jié)能力因此可以增強涂料的耐磨性，而且在本發(fā)明中三聚磷酸鋁可以增強耐火能力。
而且本發(fā)明使用了氧化鋯，氧化鋯屬于多晶轉(zhuǎn)化氧化物，在1100℃以下為單斜相，1100℃以上為四方相，其中發(fā)生了馬氏相變，在這個過程中體積增大，在熱處理冷卻后氧化鋯仍舊為四方相存在，可以產(chǎn)生微小的裂紋可以分散主裂紋的所受到能量，起到提高韌性的作用。
作為優(yōu)選，所述的稀土磷酸鹽選用磷酸鈰。
在本發(fā)明中使用磷酸鈰可以加強本發(fā)明的潤滑性，有助于提高本發(fā)明的各組分的分散性，同時可以增強涂料的流平性，進而改善涂料的穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選，所述的磷酸鈰采用以下方法合成：將氧化鈰和磷酸氫二胺以化學計量比1:1的比例混合，進行混磨，混磨介質(zhì)為無水乙醇，混磨時間為18~24h,然后將固體干燥,在空氣中進行燒結(jié),在300~400℃下保溫1~2h，然后在800~1100℃保溫2~4h.隨爐冷卻,將制得的熔塊二次球磨48h,干燥，得到磷酸鈰。
作為優(yōu)選，所述的fe2o3粉末為納米fe2o3粉末。
本發(fā)明采用了納米fe2o3粉末，可以加強納米fe2o3粉末在材料中的分散性，可以加強fe2o3-mgo的產(chǎn)生從而加強二次尖晶石的產(chǎn)生，從而提高產(chǎn)品的抗侵蝕能力，同時本發(fā)明還使用了鈉膨潤土，其由于可以增強懸浮性，從而可以提高三氧化二鐵的分散性，加入納米fe2o3粉末可以加強涂料的粘性，因此可以加強產(chǎn)品的抗侵蝕能力和耐磨性。
作為優(yōu)選，所述的納米fe2o3粉末采用以下方法處理：將納米fe2o3放入水中，進行超聲處理5~10min，再加入六偏磷酸鈉，繼續(xù)進行超聲處理5~10min，然后過濾，沉淀用甲苯洗滌3~4次，干燥，得到處理后的納米fe2o3。
本發(fā)明通過將納米fe2o3粉末進行超聲處理，因為納米fe2o3粉末有易發(fā)生團聚的問題，如果直接使用會發(fā)生團聚的fe2o3粉末分散效果不佳，導致fe2o3與mgo結(jié)合不完全，從而降低了產(chǎn)品的抗熱震能力和耐壓強度及抗渣侵蝕能力，為了防止這個過程的發(fā)生，本發(fā)明對其進行上述處理，首先可以通過超聲波中所具有的能量將團聚的納米fe2o3粉末打散，加入六偏磷酸鈉，六偏磷酸鈉附著在納米fe2o3粉末表面上，對納米fe2o3粉末起到表面改性的作用，從而防止納米fe2o3粉末的團聚的發(fā)生。從而使得納米fe2o3粉末可以充分混合在產(chǎn)品中發(fā)揮作用。
作為優(yōu)選，所述的氧化鋁經(jīng)過以下步驟制備：所述的氧化鋁經(jīng)過以下步驟制備：將1~2重量份的磷酸氫氨在100~110重量份的氨水中混合，攪拌后滴入70~80重量份的0.5m硝酸鋁，滴入速率為40~50滴/min，待溶膠出現(xiàn)后繼續(xù)加入氨水直至ph值為9，攪拌1~1.5h，靜置18~20h，在65~70℃下水浴加熱13~14h，再在加熱燈下干燥，然后繼續(xù)加熱，在520~550℃下保溫2~4h，再繼續(xù)升溫加熱至1250~1300℃下保溫2~2.5h，冷卻后進行研磨，取用粒度在0.01mm以下的氧化鋁微粉。
首先采用氧化鋁可以加強材料的耐腐蝕和耐磨能力，其次，本發(fā)明通過在氧化鋁中加入磷酸氫氨，對氧化鋁進行改性，磷酸氫氨與氧化鋁在其表面形成一層混合相，可以防止氧化鋁相變的發(fā)生，提高了氧化鋁的耐熱能力，而且提高涂料的耐侵蝕能力和耐高溫能力。
一種鎂橄欖石耐火涂料的制備方法，包括以下步驟：按照配比將鈉膨潤土和稀土磷酸鹽、三聚磷酸鋁、三聚氰胺磷酸鹽進行混磨，得到混合料a；然后將鎂橄欖石粉進行研磨后和混合料a混合然后后攪拌，使各組分材料達到高度均勻分散，得到本產(chǎn)品。
作為優(yōu)選，所述的混磨過程中，混磨時間為1~2h。
作為優(yōu)選，所述的攪拌過程中轉(zhuǎn)速為800~1000rpm，攪拌時間為2.5~3h。
本發(fā)明先將鈉膨潤土和稀土磷酸鹽、三聚磷酸鋁、三聚氰胺磷酸鹽進行混磨可以增強涂料的分散能力，然后再加入其他組分，可以增強其他組分的分散能力，使各個組分在涂料內(nèi)分散均勻，提高了本發(fā)明的耐磨能力和流動性。
本發(fā)明的有益效果在于：（1）本發(fā)明具有優(yōu)秀的穩(wěn)定性（2）本發(fā)明具有良好的流動性（3）本發(fā)明具有優(yōu)秀的耐磨性（4）本發(fā)明的制備方法簡單易于實施。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施案例對本發(fā)明作進一步解釋：
實施例1
一種鎂橄欖石耐火涂料，包括以下重量份的原料：
鎂橄欖石粉60份，高純鎂砂20份，二氧化硅3份，氧化鋁2份，黏土細粉3份，磷酸鈰1份、三聚磷酸鋁1.5份、氧化鋯2份，納米fe2o3粉末2份，鈉膨潤土1份。
其中所述的磷酸鈰采用以下方法合成：將氧化鈰和磷酸氫二胺以化學計量比1:1的比例混合，進行混磨，混磨介質(zhì)為無水乙醇，混磨時間為18h,然后將固體干燥,在空氣中進行燒結(jié),在300℃下保溫1h，然后在800℃保溫2h.隨爐冷卻,將制得的熔塊二次球磨48h,干燥，得到磷酸鈰。
其中，所述的納米fe2o3粉末采用以下方法處理：將納米fe2o3放入水中，進行超聲處理6min，再加入六偏磷酸鈉，繼續(xù)進行超聲處理8min，然后過濾，沉淀用甲苯洗滌3次，干燥，得到處理后的納米fe2o3。
其中，所述的氧化鋁經(jīng)過以下步驟制備：將2重量份的磷酸氫氨在100重量份的氨水中混合，攪拌后滴入70重量份的0.5m硝酸鋁，滴入速率為40滴/min，待溶膠出現(xiàn)后繼續(xù)加入氨水直至ph值為9，攪拌1h，靜置18h，在65℃下水浴加熱13h，再在加熱燈下干燥，然后繼續(xù)加熱，在520℃下保溫2h，再繼續(xù)升溫加熱至1250℃下保溫2h，冷卻后進行研磨，取用粒度在0.01mm以下的氧化鋁微粉。
一種鎂橄欖石耐火涂料的制備方法，包括以下步驟：按照配比將鈉膨潤土和稀土磷酸鹽、三聚磷酸鋁、三聚氰胺磷酸鹽進行混磨，混磨時間為1h，得到混合料a；然后將鎂橄欖石粉進行研磨后和混合料a混合然后后攪拌，攪拌過程中轉(zhuǎn)速為800rpm，攪拌時間為2.5h，使各組分材料達到高度均勻分散，得到本產(chǎn)品。
實施例2
一種鎂橄欖石耐火涂料，包括以下重量份的原料：
鎂橄欖石粉65份，高純鎂砂25份，二氧化硅3份，氧化鋁2份，黏土細粉5份，磷酸鈰1份、三聚磷酸鋁1.5份、氧化鋯5份，納米fe2o3粉末2份，鈉膨潤土1~份。
其中所述的磷酸鈰采用以下方法合成：將氧化鈰和磷酸氫二胺以化學計量比1:1的比例混合，進行混磨，混磨介質(zhì)為無水乙醇，混磨時間為18h,然后將固體干燥,在空氣中進行燒結(jié),在300℃下保溫1h，然后在800℃保溫2h.隨爐冷卻,將制得的熔塊二次球磨48h,干燥，得到磷酸鈰。
其中，所述的納米fe2o3粉末采用以下方法處理：將納米fe2o3放入水中，進行超聲處理6min，再加入六偏磷酸鈉，繼續(xù)進行超聲處理8min，然后過濾，沉淀用甲苯洗滌3次，干燥，得到處理后的納米fe2o3。
其中，所述的氧化鋁經(jīng)過以下步驟制備：將2重量份的磷酸氫氨在100重量份的氨水中混合，攪拌后滴入70重量份的0.5m硝酸鋁，滴入速率為40滴/min，待溶膠出現(xiàn)后繼續(xù)加入氨水直至ph值為9，攪拌1h，靜置18h，在65℃下水浴加熱13h，再在加熱燈下干燥，然后繼續(xù)加熱，在520℃下保溫2h，再繼續(xù)升溫加熱至1250℃下保溫2h，冷卻后進行研磨，取用粒度在0.01mm以下的氧化鋁微粉。
一種鎂橄欖石耐火涂料的制備方法，包括以下步驟：按照配比將鈉膨潤土和稀土磷酸鹽、三聚磷酸鋁、三聚氰胺磷酸鹽進行混磨，混磨時間為1h，得到混合料a；然后將鎂橄欖石粉進行研磨后和混合料a混合然后后攪拌，攪拌過程中轉(zhuǎn)速為800rpm，攪拌時間為2.5h，使各組分材料達到高度均勻分散，得到本產(chǎn)品。
實施例3
一種鎂橄欖石耐火涂料，包括以下重量份的原料：
鎂橄欖石粉70份，高純鎂砂30份，二氧化硅4份，氧化鋁3份，黏土細粉6份，磷酸鈰2份、三聚磷酸鋁2.5份、氧化鋯6份，納米fe2o3粉末3份，鈉膨潤土2份。
其中所述的磷酸鈰采用以下方法合成：將氧化鈰和磷酸氫二胺以化學計量比1:1的比例混合，進行混磨，混磨介質(zhì)為無水乙醇，混磨時間為18h,然后將固體干燥,在空氣中進行燒結(jié),在300℃下保溫1h，然后在800℃保溫2h.隨爐冷卻,將制得的熔塊二次球磨48h,干燥，得到磷酸鈰。
其中，所述的納米fe2o3粉末采用以下方法處理：將納米fe2o3放入水中，進行超聲處理6min，再加入六偏磷酸鈉，繼續(xù)進行超聲處理8min，然后過濾，沉淀用甲苯洗滌3次，干燥，得到處理后的納米fe2o3。
其中，所述的氧化鋁經(jīng)過以下步驟制備：將2重量份的磷酸氫氨在100重量份的氨水中混合，攪拌后滴入70重量份的0.5m硝酸鋁，滴入速率為40滴/min，待溶膠出現(xiàn)后繼續(xù)加入氨水直至ph值為9，攪拌1h，靜置18h，在65℃下水浴加熱13h，再在加熱燈下干燥，然后繼續(xù)加熱，在520℃下保溫2h，再繼續(xù)升溫加熱至1250℃下保溫2h，冷卻后進行研磨，取用粒度在0.01mm以下的氧化鋁微粉。
一種鎂橄欖石耐火涂料的制備方法，包括以下步驟：按照配比將鈉膨潤土和稀土磷酸鹽、三聚磷酸鋁、三聚氰胺磷酸鹽進行混磨，混磨時間為1h，得到混合料a；然后將鎂橄欖石粉進行研磨后和混合料a混合然后后攪拌，攪拌過程中轉(zhuǎn)速為800rpm，攪拌時間為2.5h，使各組分材料達到高度均勻分散，得到本產(chǎn)品。
本發(fā)明優(yōu)選實施例，實施例2的檢測結(jié)果如下：
本發(fā)明硬度測試按gb/t6739規(guī)定進行，結(jié)果評定：漆膜擦傷，本發(fā)明結(jié)果為鉛筆硬度為6h；耐熱性測試以初始熱分解溫度來評價；耐沖擊性測試按gb/t1732規(guī)定進行，結(jié)果評定：4倍放大鏡觀察，漆膜無裂紋、皺紋及剝落現(xiàn)象。耐磨性測試按gb/t1768規(guī)定進行，砂輪型號：crpm0；），本發(fā)明耐磨性（500g/500r，g）≤0.01，另外本發(fā)明耐溶劑（丁酮）擦洗性230次，無露底。綜上所述，本發(fā)明具有良好的本發(fā)明具有好的穩(wěn)定性、耐磨性，良好的粘度、流平性。