摘要：試驗研究了有機膨潤土加入量從0.5%~5%時朝陽膨潤土技術，朝陽膨潤土技術對粉煤灰鑄鐵涂料的懸浮性、粘結性、高溫抗裂性等主要性能的影響規律。從理論和實踐進行探討，結果發現：隨著粉煤灰鑄造涂料中有機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。
關鍵詞：有機膨潤土；粉煤灰涂料；性能
有機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]。此外人們在資源的綜合利用、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，因為粉煤灰的化學組成、理化性質和礦物組成符合鑄造涂料對粉料的要求[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，對其加入量對涂料性能的影響進行試驗研究，確定粉料中粉煤灰的最佳加入量為50%。
2·有機膨潤土對涂料性能的影響 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，使其達到100ml標高處。在靜止狀態下，涂料試樣放置2h，測量澄清層體積。懸浮率可按下式計算：
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
對涂料粘度的測定，采用4號流杯粘度計來進行，其上部為圓柱形，下部過渡到錐形，底部有直徑4mm的孔嘴。試驗時，將粘度杯放在杯架上，用氣泡水準儀把粘度杯上沿調整到水平，再用勺取出充分攪拌均勻的試樣110ml，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，同時按動秒表計時。當粘度杯流出口下的連續液流開始中斷而成滴狀時立即按停秒表，并記錄流出時間，同時測量試樣的溫度[4-5]。用流出時間表示試樣的粘度。
2.1.3涂料抗裂性
曝熱抗裂紋性是指涂料層抵抗高溫激熱產生的裂紋和剝離的能力。試驗采用箱式爐作加熱裝置：將涂上涂料并經烘干的砂樣（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生裂紋或裂紋的大小、數量等。對涂層的裂紋情況可按1~4級進行評定[4]。Ⅰ級為表面光滑無裂紋、或只有極細的裂紋，涂料與基體之間無剝離現象；Ⅱ級為表面有樹枝狀或網狀細小裂紋，裂紋寬度小于0.5mm，涂料與基體之間無剝離現象；Ⅲ級為表面有樹枝狀或網狀裂紋，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級為表面有樹枝狀或網狀裂紋，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有機膨潤土對涂料性能的影響結果
2.2.1有機膨潤土對涂料懸浮性的影響
有機膨潤土在鑄造涂料中的主要作用是形成立體網狀結構，從而保證涂料的懸浮穩定性。由圖2可知，隨著有機膨潤土含量的增加，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。說明了對于粉煤灰鑄鐵涂料，有機膨潤土是良好的懸浮劑。據推測，如果有機膨潤土的含量超過5%時，涂料的懸浮性還有增加的趨勢。有人發現如果有機膨潤土的量超過某一數值時[1]，涂料的懸浮性不再增加。2.2.2有機膨潤土對涂料粘度的影響
粘度的測定方法采用流杯法，試驗結果見圖3。由圖3可知，隨著有機膨潤土含量的增加，涂料的粘度由13s增加到將近17s，涂料的粘度越來越大。當有機膨潤土的加入量達到3.5%時，涂料的粘度達到15s，涂料的流淌性開始變差。浸涂時，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。對涂層表面強度進行測定，發現涂層表面的抗磨性逐漸增強。
2.2.3有機膨潤土對涂料高溫抗裂性的影響
有機膨潤土加入量對涂料高溫抗裂性的影響，通過高溫抗裂性試驗發現：當有機膨潤土加入量為0.5%、1%時涂料抗裂性為Ⅰ級，但是涂層上有很細小的裂紋；當加入量為1.5%時，涂層的抗裂性為Ⅰ級，沒有任何的裂紋，抗裂性最好；當有機膨潤土的加入量超過2%時，涂層開始出現細小的網狀裂紋，特別是在加入量在3%~4.5%時，涂層出現較多的網狀裂紋，涂層抗裂性屬于Ⅲ級；有機膨潤土加入量在5%以上時，涂層出現大量貫通的裂紋，而且出現剝離現象，屬于Ⅳ級。由此可見，有機膨潤土加入量太多會引起涂層的開裂。只要有機膨潤土的加入量適宜，則不會引起涂層的開裂。
3·結論
（1）隨著粉煤灰鑄造涂料中有機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膨潤土的量越多越好。根據這些規律在配置涂料時可以適當調節有機膨潤土的量來改善粉煤灰涂料的性能，達到工藝和使用要求。
（2）為今后對粉煤灰鑄鐵涂料的進一步研究提供一些參考。本試驗所得規律只適用于粉煤灰鑄鐵涂料，并非所有鑄造涂料都適用。
