摘要：试验研究了有机膨润土加入量从0.5%~5%时朝阳膨润土技术，朝阳膨润土技术对粉煤灰铸铁涂料的悬浮性、粘结性、高温抗裂性等主要性能的影响规律。从理论和实践进行探讨，结果发现：随着粉煤灰铸造涂料中有机膨润土加入量的增加，涂料的悬浮性提高，粘度增加，但是涂料的高温抗裂性变差。
关键词：有机膨润土；粉煤灰涂料；性能
有机膨润土是醇基涂料配方中较好的悬浮剂。它在乙醇中可以溶胀，使涂料粘度增加并有一定的触变性。用它配制的涂料渗入砂型或砂芯中少，容易建立起涂层厚度，而且涂刷性好，点燃性好于由锂基膨润土配制的涂料，涂层表面较光洁、刷痕少。
1·粉煤灰铸铁涂料简介及制备
目前，普通砂型铸造所用的耐火粉料有：石英粉、滑石粉、云母粉、刚玉、锆英粉、镁砂粉、橄榄石粉、高铝矾土等，同时人们也在不断寻求各种新型耐火材料，如电熔莫来石粉、锆刚玉粉及纯二氧化锆粉等[1]。此外人们在资源的综合利用、变废为宝方面开展研究工作，如研制硅线石涂料、叶腊石涂料、长峪粉涂料以及粉煤灰涂料等。粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后排放的固体废料，粉煤灰铸铁涂料是本文研究的重点，因为粉煤灰的化学组成、理化性质和矿物组成符合铸造涂料对粉料的要求[2]，可以用做铸造涂料粉料。本研究采用渭河电厂的粉煤灰和某种耐火材料为粉料，来配制涂料。为了在涂料粉料中最大限度地利用粉煤灰，对其加入量对涂料性能的影响进行试验研究，确定粉料中粉煤灰的最佳加入量为50%。
2·有机膨润土对涂料性能的影响 2.1主要性能的检测方法
2.1.1涂料悬浮性
涂料悬浮性[3]是涂料抵抗固体耐火骨料分层和沉淀的能力，用悬浮率（%）表示。对悬浮性的检测采用量筒测定法：将搅拌均匀的试样倒入量程为100ml的带磨口塞的量筒中，使其达到100ml标高处。在静止状态下，涂料试样放置2h，测量澄清层体积。悬浮率可按下式计算：
η=（[100-V）/100]×100%（1）
式中：η为涂料的悬浮率（%）；V为量筒中试样上层澄清液的体积（m）l。
2.1.2涂料粘度
对涂料粘度的测定，采用4号流杯粘度计来进行，其上部为圆柱形，下部过渡到锥形，底部有直径4mm的孔嘴。试验时，将粘度杯放在杯架上，用气泡水准仪把粘度杯上沿调整到水平，再用勺取出充分搅拌均匀的试样110ml，以手指堵住粘度杯出口，再将涂料倒入粘度杯中，直到涂料溢出到环形通道为止，用刮尺刮去多余的试样。把承接器放在粘度杯下面，放开手指，同时按动秒表计时。当粘度杯流出口下的连续液流开始中断而成滴状时立即按停秒表，并记录流出时间，同时测量试样的温度[4-5]。用流出时间表示试样的粘度。
2.1.3涂料抗裂性
曝热抗裂纹性是指涂料层抵抗高温激热产生的裂纹和剥离的能力。试验采用箱式炉作加热装置：将涂上涂料并经烘干的砂样（Φ30mm×30mm的平头试样）置入加热到1200℃的炉中急热保温2min，然后打开炉门，或移至炉门，在高温下快速观察高温下是否产生裂纹或裂纹的大小、数量等。对涂层的裂纹情况可按1~4级进行评定[4]。Ⅰ级为表面光滑无裂纹、或只有极细的裂纹，涂料与基体之间无剥离现象；Ⅱ级为表面有树枝状或网状细小裂纹，裂纹宽度小于0.5mm，涂料与基体之间无剥离现象；Ⅲ级为表面有树枝状或网状裂纹，裂纹宽度小于1mm，裂痕较深，沿横向，或纵向无贯通粗裂纹，涂料与基体之间无明显剥离；Ⅳ级为表面有树枝状或网状裂纹，宽度大于1mm，横向与纵向间有贯通裂纹，涂料与基体间有剥离。
2.2有机膨润土对涂料性能的影响结果
2.2.1有机膨润土对涂料悬浮性的影响
有机膨润土在铸造涂料中的主要作用是形成立体网状结构，从而保证涂料的悬浮稳定性。由图2可知，随着有机膨润土含量的增加，涂料的悬浮性也在增加，悬浮率由开始的90%增加到后来的95%，明显的改善了涂料的悬浮性。说明了对于粉煤灰铸铁涂料，有机膨润土是良好的悬浮剂。据推测，如果有机膨润土的含量超过5%时，涂料的悬浮性还有增加的趋势。有人发现如果有机膨润土的量超过某一数值时[1]，涂料的悬浮性不再增加。2.2.2有机膨润土对涂料粘度的影响
粘度的测定方法采用流杯法，试验结果见图3。由图3可知，随着有机膨润土含量的增加，涂料的粘度由13s增加到将近17s，涂料的粘度越来越大。当有机膨润土的加入量达到3.5%时，涂料的粘度达到15s，涂料的流淌性开始变差。浸涂时，涂层的厚度较厚，涂料的流平性较差，涂层上涂料不均匀并且有叠层。对涂层表面强度进行测定，发现涂层表面的抗磨性逐渐增强。
2.2.3有机膨润土对涂料高温抗裂性的影响
有机膨润土加入量对涂料高温抗裂性的影响，通过高温抗裂性试验发现：当有机膨润土加入量为0.5%、1%时涂料抗裂性为Ⅰ级，但是涂层上有很细小的裂纹；当加入量为1.5%时，涂层的抗裂性为Ⅰ级，没有任何的裂纹，抗裂性最好；当有机膨润土的加入量超过2%时，涂层开始出现细小的网状裂纹，特别是在加入量在3%~4.5%时，涂层出现较多的网状裂纹，涂层抗裂性属于Ⅲ级；有机膨润土加入量在5%以上时，涂层出现大量贯通的裂纹，而且出现剥离现象，属于Ⅳ级。由此可见，有机膨润土加入量太多会引起涂层的开裂。只要有机膨润土的加入量适宜，则不会引起涂层的开裂。
3·结论
（1）随着粉煤灰铸造涂料中有机膨润土加入量的增加，涂料的悬浮性提高，条件粘度增加，但是涂料的高温抗裂性在变差。因此并非涂料中有机膨润土的量越多越好。根据这些规律在配置涂料时可以适当调节有机膨润土的量来改善粉煤灰涂料的性能，达到工艺和使用要求。
（2）为今后对粉煤灰铸铁涂料的进一步研究提供一些参考。本试验所得规律只适用于粉煤灰铸铁涂料，并非所有铸造涂料都适用。
