1.载体的主要类型
载体是耐火粉料的分散介质,同时也是除耐火骨料外的其他组分的溶剂,而巨还是施涂铸型时的稀释剂或载液。水和有机溶剂是两种最常用的载体,以水为载体的涂料称水基涂料。最常用的有机溶剂为醇类,以各种醇类为载体的涂料称为醇基涂料,此外还有氯代烃类。这些组分通常在涂层干燥过程中被除去。去除的方法按去除载液的方式可分为:烘干法、燃烧法和自干法。通常根据砂型(芯)所用的黏结剂种类、车间干燥设备的有无、操作环境以及生产率来选择载体。铸造涂料用载体的性能见表10-7。
沸点是表示在1atm(101325Pa)下液体开始沸腾的温度。此温度越低,液体越易汽化。燃烧时火焰扩展较快。
闪点是液体表面上的蒸气和空气的混合物与火接触,开始产生蓝色火焰的闪光时的温度,它说明燃气着火爆炸的难易程度,即闪点低,易爆燃。
蒸发数是以乙醚为基准,比较各种载液的蒸发率。蒸发数高的异丙醇,作为可燃涂料载液来说,燃烧最为缓慢。允许最高浓度(MAC)可说明载液的毒性大小,数值越低、越毒,使用时越应注意。
表10-7 铸造涂料用载体的性能
表10-7中有闪点的诸载液配成的涂料可在引燃后迅猛燃烧,称为闪燃涂料,俗称快干涂料。它区别于表10-7中高密度的风干涂料。当快干涂料点火太晚,不再燃烧时则也就成为风干涂料。所有涂料在形成涂层时都要经受不同程度的空气干燥,它们的关系可表示如下:
2.水
在载液中,水是最便宜、最常用的。以水为载液的涂料,除了成本低外,水基涂料还有如下优点:
1)容易使耐火填料悬浮,只要加入少量悬浮剂即可获得满意的悬浮性,而悬浮剂大多为发气量高的物质,因此水基涂料的最终发气量小。(www.xing528.com)
2)可使涂料较易获得良好的触变性,因而涂料涂刷性、渗入深度、流平性都较好。涂料层的质量比较高,铸件的表面质量容易得到保证。
3)安全可靠、无毒无味。水基涂料通常都需要烘干,用它涂覆黏土干型砂比较方便。随着各种自硬型砂型的发展,各种自干型水基涂料的开发也受到重视。因此,只要生产条件容许,选择涂料载液时首先要考虑选择水。
水作载体时要注意水中所含的杂质和水的PH值。水是一种很好的溶剂,因为天然的水中溶解了许多物质,包括钙、镁、钠、铁、锰、硅、磷等的盐类或化合物。通常把含有一定量的钙、镁盐杂质的水称为硬水。水的软硬程度是用“硬度”来衡量的,1L水中含有10mg氧化钙称为1度。铸造涂料用水的硬度还没有统一规定,但是水中钙、镁盐类过多就会破坏涂料中胶体或其他悬浮体的稳定性,导致涂料性能变坏。因此,涂料用水要求水的硬度不能过高,可将水进行蒸馏或加入化学改性剂来使之“软化”。通常各地的自来水可满足要求,不必再进行处理。
水的PH值代表其氢离子浓度的负对数,它表示载液的酸碱性。如果PH值高,则表示碱性强。PH值低表示酸性强,常导致涂料有聚沉现象发生。
3.快干和自干涂料用有机溶剂
水基涂料中水的缺点是完成运载任务之后难以脱除,一般都需烘干。即使是高固体含量的水基涂料,晾干也需数小时之久。显然,对于流水生产而无烘干设施的生产条件,以水为载体的涂料就很不适宜。因此,需寻求能快干或自干的涂料有机溶剂。
有机溶剂种类很多。选择溶剂要考虑其沸点、闪点、着火点以及燃烧热、蒸发速度、黏度、环保容许浓度等,价格和来源也是需要考虑的因素。
最后应当指出,醇基涂料通过点火干燥后其干燥工序即可完成,其与水基涂料相比,具有施涂工时少的特点,故在自硬树脂砂及大型铸件的生产中占有较大的份额。但醇基或溶剂型载液对涂层来说实际上是有害的组成,其挥发或蒸发掉的溶剂分子在涂膜中留下无数细小的空洞,损害了涂层的强度,而巨为了除去载液,要消耗许多能量,并造成环境污染。因此,从改善操作环境、提高生产安全等方面考虑,未来的发展方向仍是以水基涂料为主。
表10-8为水基和醇基涂料性能的比较。
表10-8 水基和醇基涂料性能的比较
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