鑄造技術：消失模鑄造塗料的配方

06-18

消失模鑄造水基塗料價格低廉，安全可靠，性能穩定，運輸方便，清潔少污染，易於製作和塗掛操作，應用廣泛，是消失模鑄造的首選。本文討論的是消失模鑄造水基塗料。

消失模鑄造水基塗料由耐火骨料和輔助材料兩個部分組成。其中骨料佔90-92%，附料佔8-10%。附料中除商品塗料需加消泡劑和防腐劑，主要成分只有三種：

(1) 粘結劑;

(2) 懸浮劑;

(3) 潤濕劑。

粘結、懸浮、潤濕三劑的分類或者劃分，其實是學者們的主觀行為。客觀上已入圍消失模鑄造塗料附材的物質中，個體的作用都不是單一的。比如：膨潤土和羧酸基纖維素(CMC)，通常是做粘結劑使用，但在消失模鑄造水基塗料中，因為它們不能克服聚苯乙烯泡沫模型光滑表面的憎水性，用它們做粘結劑，塗料無法塗掛在泡沫模型的表面上。但是，膨潤土的細小顆粒在水中膨脹，形成水化膜，粘浮在 CMC 的大分子鏈上，搭接成立體網狀結構，阻止耐火骨料顆粒堆積下沉，從而提高了浮料的懸浮性能，所以，把這兩種有粘結功能的物質作為懸浮劑使用。作為粘結劑的物質，首先必須具有對泡沫模型光滑表面的親和力，同時要有良好的低溫強度和高溫強度。不管國內塗料還是國外塗料，首選的粘結劑是：聚乙酸乙烯乳液(俗稱白乳膠)。白乳膠能顯著提高塗料粘度的同時，會降低塗料的懸浮性。但是，白乳膠對泡沫模型表面有輕微的腐蝕作用，提高了塗料的潤濕性，從而提高了塗料的附著性能，也就是提高了塗料的塗掛性能。這是其它任何粘結劑不能與之相比的。依據這一特點，乳白膠的加入量要根據泡沫模型表面的粗糙程度來確定。光如境面的泡沫模型，塗料中白乳膠的加入量可以高達5-6%，電阻絲切割拼接的泡沫型，塗料中白乳膠的加入量可以少至1%以下。

消失模塗料粘結劑的選擇不僅要考慮低溫強度，也要重視塗料高溫強度。白乳膠有很好的低溫強度，但在300℃-400℃時就會發生焦化，失去粘結劑作用，因此，選用白乳膠作粘結劑的同時，要輔助加入高溫粘結劑。

諸多的高溫粘結劑中，磷酸鹽類物質，特別三聚磷酸鈉不僅有很好的高溫性能，還是一種潤濕劑，能降低塗料的表面張力，提高塗掛性能和流動性能。三聚磷酸鈉的高溫強度表現在能促進耐火骨料低溫燒結陶瓷化，形成極具抗高溫金屬液沖刷的陶瓷殼。

三聚磷酸鈉可以使耐火骨料聚集沉澱，破壞塗料的懸浮性能，在配比上宜少不宜多。

塗料中的各種輔料是有交互作用的，有的是正交互作用，適當的配比可以起到協同增強的效果，有的是負交互作用，配比失衡會起到拮抗抵消的作用。所以，塗料配方的效果，不是各種輔助材料獨立效果、效應之和。合理的配方總效應大於獨立效應之和，不合理的配方的總效應小於獨立效應之和。