專利名稱：用于石墨-氧化鋁耐熱材料制品的涂料組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及由石墨-氧化鋁耐熱材料制成的注口或覆板(nozzlesor shrouds)之類制品所用的涂料組合物，所述注口制品用于金屬鑄造，特別是用于鋼材鑄造工藝中。
象澆注口和覆板這類制品通常是由具有酚醛樹脂粘結劑分解形成的碳鍵的石墨-氧化鋁耐熱材料制成的，所述澆注日用于含熔融金屬的容器，例如鋼水包和中間罐，所述覆板將從一個容器流向另一個容器(例如從鋼水包流向中間罐)的金屬液流圍繞起來。
此種材料抗驟熱性差并容易破裂，因此必須采用某種方法將注口和覆板加以處理，以便當其被很快加熱升溫時，能將所產(chǎn)生的驟熱影響降至最小。
普遍采用的一個辦法是使用之前將該制品進行脫碳處理。即將該制品在氧化氣氛中加熱，使制品表面之碳氧化或燒盡，剩下多孔表面層即基本上為未鍵合的氧化鋁。
就注口而言，另一個實用辦法是以含陶瓷纖維的絕熱紙包裹注口外部，但此種辦法開銷大、耗時多、因為必需對紙進行剪切、包裹并用金屬絲捆扎，以便將其圍繞該注口適當固定牢。
也有人建議用絕熱涂料涂覆注口，且加拿大專利No.1301780已介紹使用一種含下述成份的組合物約30％-85％重量選自熔融硅石顆粒，氧化鋁粉末、氧化鋯粉末、富鋁紅柱石粉末和氧化鋁泡的一種或多種細分散成份；約0-10％重量選自硅鋁酸鹽纖維、氧化鋯纖維、二氧化鈦纖維、氧化鋁-鉻纖維、氧化鋁泡沫和氧化鋯泡的陶瓷纖維約15％-30％重量水；約0-7％重量選自Grass H，硅酸鈉和丙烯酸樹脂的粘結劑成份約0-40％重量的形成燒結料的玻璃。
目前已發(fā)現(xiàn)含一種或多種有片狀結構并與耐熱氧化物粘結的無機材料之涂料，用于保護注口和覆板之類不受驟熱損害，有特別令人滿意的效果。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于涂覆石墨-氧化鋁耐熱材料制品的涂料組合物，該組合物含一種或多種具有片狀結構的無機物，一種耐熱氧化物粘結劑和一種液體載體。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，提供一種帶有涂覆層的石墨-氧化鋁耐熱材料制品，所述涂層含一種或多種具有片狀結構的無機物、和一種耐熱氧化物粘結劑。
適宜的具有片狀結構的無機物包括滑石、云母、蛭石、葉蛇紋石(片狀蛇紋石)以及陶土、例如高嶺土、蒙脫土和葉蠟石等。也可以使用石墨，但其只能與一種或多種其它無機材料結合使用。
適宜的耐熱氧化物粘結劑包括氧化鋁凝膠(它可以從α氧化鋁單水合物和一種氯化鋁或硝酸鋁之類的膠化劑形成)和膠態(tài)氧化物溶膠，例如二氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠以及氧化鋯溶膠。優(yōu)選氧化鋁凝膠和陽離子二氧化硅溶膠之結合物。
為方便和降低成本起見，液體載體優(yōu)選水，但若需要的話，也可使用酵之類的有機載體。
該涂料組合物通常含5-50％重量具有片狀結構無機物，20-60％重量耐熱氧化物粘結劑及20-50％重量液體載體。
該涂料組合物可用任何方式涂覆到耐熱制品上，例如噴霧、涂刷，將制品浸漬于組合物中或從上澆淋等。
液態(tài)載體加入量部分取決于所選擇的涂覆方法，并部分取決于所用具體無機物(或多種無機物)和具體耐熱氧化物粘結劑而定。
施用之后，干燥該涂料組合物去除載體液體，例如可在烘箱中進行。
該涂料組合物可含有其它成份，例如潤濕劑、防泡劑或增稠劑，以改善該組合物的流變學特性及施用特性。
該涂料組合物也可含小部分纖維材料，例如硅鋁酸鹽纖維，以改善涂覆及干燥之后涂層的強度，使得經(jīng)涂覆后的注口或覆板等在使用之前的運輸過程中不至于使涂層損壞。
除了具有片狀結構的無機物或耐熱氧化物粘結劑之外，該涂料組合物也可含小部分顆粒狀耐熱填料。但是，氧化鋯、鋯土或氧化鋁之類的耐熱填料有降低該涂層的多孔性和絕熱性之趨勢。
當本發(fā)明的涂料組合物用于石墨-氧化鋁耐熱制品時，便產(chǎn)生多孔絕熱涂層，在制品很快加熱升溫時，可保護該制品不受驟熱損壞，并且，其使用時與熔融金屬(例如鋼)接觸，一旦完成其使用目的，便被該熔融金屬沖洗掉而消失。
下述實施例將對本發(fā)明作詳細介紹。
實施例1(1) 重量％滑石13.3云母17.7膨脹蛭石 8.9
氧化鋁單水合物 4.4氯化鋁 1.3陽離子膠態(tài)二氧化硅 2.7硅鋁酸鹽纖維 2.7潤濕劑 0.2水 48.8(2) 重量％煅燒瓷土 50.0泡狀氧化鋁 21.0硅鎂土粘土(Attapulgite clay) 4.0聚丙烯酸酯粘結劑 4.0消泡劑0.25潤濕劑(磷酸鈉)0.25水 20.5(3) 重量％石墨 65.0氧化鋁單水合物9.0氯化鋁1.0水 25.0(4)一般用作含石墨制品抗氧化涂料的專利釉(可購自Bayer公司)，該釉由硼酸鈉玻璃中的硅和碳化硅組成。
(1)是根據(jù)本發(fā)明的涂料組合物，(2)、(3)和(4)則是非本發(fā)明組合物，為比較而進行試驗。
以70％重量氧化鋁和30％重量石墨及酚醛樹脂粘結劑混合物為原料，采用等靜壓制，生產(chǎn)直徑5cm且長20cm的固態(tài)柱形棒。加壓之后，該棒于950℃加熱30分鐘使之固化，將樹脂碳化，使之產(chǎn)生碳-碳鍵。
在各棒一端均鉆一中心孔至標準深度，各棒外邊涂以3-4mm厚度的涂料組合物，并將經(jīng)涂覆的棒于110℃加熱2小時使該涂層干燥。
將熱電偶插入孔中，將此經(jīng)涂覆的棒浸入1600℃的熔融鋼水中，在3分鐘期間內(nèi)每隔10秒記錄一次溫度，計錄加熱速度。
所得之結果列下表中。
涂料組合物加熱速度℃/秒(1) 6.68(2) 8.57(3) 9.38(4) 8.93該結果表明，涂料組合物(1)明顯降低了氧化鋁/石墨棒材料的熱傳導率，因此與其它三種組合物相比，改善了其抗驟熱性。用以石墨為基料的涂料組合物(3)涂覆的棒之加熱速度，與未涂覆的同樣材料棒加熱速度沒多少差別。
實施例2在另一試驗中，使用實施例1類型的試驗棒，并用涂料組合物(1)涂覆，將其與未涂覆棒加以比較，該試驗中將各棒在1分鐘期間加熱到1200℃，每隔1分鐘測量一次溫度至棒冷卻至600℃。
未涂覆棒冷至600℃使用8分鐘、而經(jīng)涂覆的棒達到同樣溫度需12分鐘，由此證明該涂層的絕熱特性。
實施例3下面是根據(jù)本發(fā)明的其它兩種涂料組合物的實施例，該兩種涂料用于涂覆中間罐的外表面以模制連續(xù)鑄造裝置的注口(5)重量％葉蠟石 37.2氧化鋁單水合物 4.6硝酸鋁 1.1陽離子膠態(tài)二氧化硅 3.8膨脹蛭石7.0潤濕劑 0.3水 46.0(6)重量％葉蠟石 49.5氧化鋁單水合物 5.0硝酸鋁 1.2陽離子膠態(tài)二氧化硅 4.0潤濕劑 0.3水 40.0
權利要求
1.用于涂覆石墨-氧化鋁耐熱材料制品的涂料組合物，其特征在于該組合物含一種或多種具有片狀結構的無機物，耐熱氧化物粘結劑和液體載體。
2.根據(jù)權利要求1的涂料組合物，其特征在于所述無機物是滑石、云母、蛭石、葉蛇紋石、高嶺土、蒙脫土或葉蠟石。
3.根據(jù)權利要求1或2的涂料組合物，其特征在于石墨構成該組合物中無機成份的一部分。
4.根據(jù)權利要求1-3任意之一的涂料組合物，其特征在于所述耐熱氧化物粘結劑是氧化鋁凝膠、二氧化硅溶膠，氧化鋁溶膠或氧化鋯溶膠。
5.根據(jù)權利要求4的涂料組合物。其特征在于耐熱氧化物粘結劑是氧化鋁凝膠和陽離子二氧化硅溶膠之結合物。
6.根據(jù)權利要求1-5任意之一的涂料組合物，其特征在于該組合物含5-50％重量的具有片狀結構的無機物，20-60％重量耐熱氧化物粘結劑和20-50％重量液體載體。
7.根據(jù)權利要求1-6任意之一的涂料組合物，其特征在于該組合物也含小部分纖維材料。
8.根據(jù)權利要求1-7任意之一的涂料組合物，其特征在于除了具有片狀結構的無機物之外，該組合物也含有小部分粒狀耐熱填料。
9.石墨-氧化鋁耐熱材料的涂覆制品，其特征在于該涂層含有一種或多種有片狀結構的無機物和耐熱氧化物粘結劑。
全文摘要
用于涂覆石墨-氧化鋁耐熱材料制品，保護該制品不受驟熱損傷的涂料組合物，含有一種或多種有片狀結構的無機物，例如滑石、云母、蛭石、葉蛇紋石、高嶺土、蒙脫土或葉蠟石等，含耐熱氧化粘結劑，例如氧化鋁凝膠，二氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠或氧化鋯溶膠，以及含液體載體，例如水等。
文檔編號C04B41/85GK1133587SQ94193930
公開日1996年10月16日 申請日期1994年9月30日 優(yōu)先權日1993年10月27日
發(fā)明者K·朱馬 申請人:福塞科國際有限公司