摘要：試驗(yàn)研究了有機(jī)膨潤土加入量從0.5%~5%時(shí)朝陽膨潤土技術(shù)，朝陽膨潤土技術(shù)對(duì)粉煤灰鑄鐵涂料的懸浮性、粘結(jié)性、高溫抗裂性等主要性能的影響規(guī)律。從理論和實(shí)踐進(jìn)行探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著粉煤灰鑄造涂料中有機(jī)膨潤土加入量的增加，涂料的懸浮性提高，粘度增加，但是涂料的高溫抗裂性變差。
關(guān)鍵詞：有機(jī)膨潤土；粉煤灰涂料；性能
有機(jī)膨潤土是醇基涂料配方中較好的懸浮劑。它在乙醇中可以溶脹，使涂料粘度增加并有一定的觸變性。用它配制的涂料滲入砂型或砂芯中少，容易建立起涂層厚度，而且涂刷性好，點(diǎn)燃性好于由鋰基膨潤土配制的涂料，涂層表面較光潔、刷痕少。
1·粉煤灰鑄鐵涂料簡介及制備
目前，普通砂型鑄造所用的耐火粉料有：石英粉、滑石粉、云母粉、剛玉、鋯英粉、鎂砂粉、橄欖石粉、高鋁礬土等，同時(shí)人們也在不斷尋求各種新型耐火材料，如電熔莫來石粉、鋯剛玉粉及純二氧化鋯粉等[1]。此外人們?cè)谫Y源的綜合利用、變廢為寶方面開展研究工作，如研制硅線石涂料、葉臘石涂料、長峪粉涂料以及粉煤灰涂料等。粉煤灰是火力發(fā)電廠煤粉燃燒后排放的固體廢料，粉煤灰鑄鐵涂料是本文研究的重點(diǎn)，因?yàn)榉勖夯业幕瘜W(xué)組成、理化性質(zhì)和礦物組成符合鑄造涂料對(duì)粉料的要求[2]，可以用做鑄造涂料粉料。本研究采用渭河電廠的粉煤灰和某種耐火材料為粉料，來配制涂料。為了在涂料粉料中最大限度地利用粉煤灰，對(duì)其加入量對(duì)涂料性能的影響進(jìn)行試驗(yàn)研究，確定粉料中粉煤灰的最佳加入量為50%。
2·有機(jī)膨潤土對(duì)涂料性能的影響 2.1主要性能的檢測方法
2.1.1涂料懸浮性
涂料懸浮性[3]是涂料抵抗固體耐火骨料分層和沉淀的能力，用懸浮率（%）表示。對(duì)懸浮性的檢測采用量筒測定法：將攪拌均勻的試樣倒入量程為100ml的帶磨口塞的量筒中，使其達(dá)到100ml標(biāo)高處。在靜止?fàn)顟B(tài)下，涂料試樣放置2h，測量澄清層體積。懸浮率可按下式計(jì)算：
η=（[100-V）/100]×100%（1）
式中：η為涂料的懸浮率（%）；V為量筒中試樣上層澄清液的體積（m）l。
2.1.2涂料粘度
對(duì)涂料粘度的測定，采用4號(hào)流杯粘度計(jì)來進(jìn)行，其上部為圓柱形，下部過渡到錐形，底部有直徑4mm的孔嘴。試驗(yàn)時(shí)，將粘度杯放在杯架上，用氣泡水準(zhǔn)儀把粘度杯上沿調(diào)整到水平，再用勺取出充分?jǐn)嚢杈鶆虻脑嚇?10ml，以手指堵住粘度杯出口，再將涂料倒入粘度杯中，直到涂料溢出到環(huán)形通道為止，用刮尺刮去多余的試樣。把承接器放在粘度杯下面，放開手指，同時(shí)按動(dòng)秒表計(jì)時(shí)。當(dāng)粘度杯流出口下的連續(xù)液流開始中斷而成滴狀時(shí)立即按停秒表，并記錄流出時(shí)間，同時(shí)測量試樣的溫度[4-5]。用流出時(shí)間表示試樣的粘度。
2.1.3涂料抗裂性
曝?zé)峥沽鸭y性是指涂料層抵抗高溫激熱產(chǎn)生的裂紋和剝離的能力。試驗(yàn)采用箱式爐作加熱裝置：將涂上涂料并經(jīng)烘干的砂樣（Φ30mm×30mm的平頭試樣）置入加熱到1200℃的爐中急熱保溫2min，然后打開爐門，或移至爐門，在高溫下快速觀察高溫下是否產(chǎn)生裂紋或裂紋的大小、數(shù)量等。對(duì)涂層的裂紋情況可按1~4級(jí)進(jìn)行評(píng)定[4]。Ⅰ級(jí)為表面光滑無裂紋、或只有極細(xì)的裂紋，涂料與基體之間無剝離現(xiàn)象；Ⅱ級(jí)為表面有樹枝狀或網(wǎng)狀細(xì)小裂紋，裂紋寬度小于0.5mm，涂料與基體之間無剝離現(xiàn)象；Ⅲ級(jí)為表面有樹枝狀或網(wǎng)狀裂紋，裂紋寬度小于1mm，裂痕較深，沿橫向，或縱向無貫通粗裂紋，涂料與基體之間無明顯剝離；Ⅳ級(jí)為表面有樹枝狀或網(wǎng)狀裂紋，寬度大于1mm，橫向與縱向間有貫通裂紋，涂料與基體間有剝離。
2.2有機(jī)膨潤土對(duì)涂料性能的影響結(jié)果
2.2.1有機(jī)膨潤土對(duì)涂料懸浮性的影響
有機(jī)膨潤土在鑄造涂料中的主要作用是形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而保證涂料的懸浮穩(wěn)定性。由圖2可知，隨著有機(jī)膨潤土含量的增加，涂料的懸浮性也在增加，懸浮率由開始的90%增加到后來的95%，明顯的改善了涂料的懸浮性。說明了對(duì)于粉煤灰鑄鐵涂料，有機(jī)膨潤土是良好的懸浮劑。據(jù)推測，如果有機(jī)膨潤土的含量超過5%時(shí)，涂料的懸浮性還有增加的趨勢。有人發(fā)現(xiàn)如果有機(jī)膨潤土的量超過某一數(shù)值時(shí)[1]，涂料的懸浮性不再增加。2.2.2有機(jī)膨潤土對(duì)涂料粘度的影響
粘度的測定方法采用流杯法，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。由圖3可知，隨著有機(jī)膨潤土含量的增加，涂料的粘度由13s增加到將近17s，涂料的粘度越來越大。當(dāng)有機(jī)膨潤土的加入量達(dá)到3.5%時(shí)，涂料的粘度達(dá)到15s，涂料的流淌性開始變差。浸涂時(shí)，涂層的厚度較厚，涂料的流平性較差，涂層上涂料不均勻并且有疊層。對(duì)涂層表面強(qiáng)度進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)涂層表面的抗磨性逐漸增強(qiáng)。
2.2.3有機(jī)膨潤土對(duì)涂料高溫抗裂性的影響
有機(jī)膨潤土加入量對(duì)涂料高溫抗裂性的影響，通過高溫抗裂性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)有機(jī)膨潤土加入量為0.5%、1%時(shí)涂料抗裂性為Ⅰ級(jí)，但是涂層上有很細(xì)小的裂紋；當(dāng)加入量為1.5%時(shí)，涂層的抗裂性為Ⅰ級(jí)，沒有任何的裂紋，抗裂性最好；當(dāng)有機(jī)膨潤土的加入量超過2%時(shí)，涂層開始出現(xiàn)細(xì)小的網(wǎng)狀裂紋，特別是在加入量在3%~4.5%時(shí)，涂層出現(xiàn)較多的網(wǎng)狀裂紋，涂層抗裂性屬于Ⅲ級(jí)；有機(jī)膨潤土加入量在5%以上時(shí)，涂層出現(xiàn)大量貫通的裂紋，而且出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，屬于Ⅳ級(jí)。由此可見，有機(jī)膨潤土加入量太多會(huì)引起涂層的開裂。只要有機(jī)膨潤土的加入量適宜，則不會(huì)引起涂層的開裂?！?
3·結(jié)論
（1）隨著粉煤灰鑄造涂料中有機(jī)膨潤土加入量的增加，涂料的懸浮性提高，條件粘度增加，但是涂料的高溫抗裂性在變差。因此并非涂料中有機(jī)膨潤土的量越多越好。根據(jù)這些規(guī)律在配置涂料時(shí)可以適當(dāng)調(diào)節(jié)有機(jī)膨潤土的量來改善粉煤灰涂料的性能，達(dá)到工藝和使用要求。
（2）為今后對(duì)粉煤灰鑄鐵涂料的進(jìn)一步研究提供一些參考。本試驗(yàn)所得規(guī)律只適用于粉煤灰鑄鐵涂料，并非所有鑄造涂料都適用。
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