[其他]耐火层合物组合物及制造耐火组合物的方法

说明书

本发明是关于耐火薄片及耐火组合物，例如耐火外壳铸模的制法。此耐火层合物及制法用于制备供金属浇铸的熔模铸造外壳特别有效。

用于制备供浇铸金属之耐火外壳上许多技术已经被透露。在普通方法中，将蜡模型浸入由耐火粉末诸如锆石或熔融硅氧于胶体硅氧溶胶或混合粘合剂组合物组成之耐火淤浆中。所制得之涂层以耐火颗粒粉饰，例如籍著浸渍已涂覆模型于颗粒之流体化床或籍铸上颗粒于模型。每次粉饰之后一面干燥下重复浸渍及粉饰步骤。此技术之主要缺点是需要长干燥时间，有时侯每涂覆需要高达约12小时，视乎例如所使用涂层之厚度，先前涂层之数目，浆体中使用物料，以及干燥方法诸如于强制空气干燥隧道而定。若希望减低干燥时间，此类方法需要广泛的干燥设备，人工，时间及空间。同时，在涂层柔软及易曲折之时期内，它们难以处理。此外，此类涂层之干燥受到各种不同的温度及湿度变化的影响，这些变化可影响所制得耐火外壳之精确性。尤其，因为干燥期间涂层内水分含量可变异，维持所需之温度与湿度条件以防止模型膨胀或收缩（此可导致丧失外壳所要求之精确度）是困难的。此外，对于胶体硅氧溶胶之涂层，干燥时形成一种凝胶，此凝胶收缩而且此类收缩可造成耐火物，例如耐火外壳之不想要的破裂，而当熔融金属倾入其中时反过来可以造成金属漏失。更进一步，若胶体硅氧溶胶，硅酸乙酯或混合粘合剂组合物之衬底涂层于其下一涂层之涂覆前尚未充分地干燥时，衬底涂层可被再润湿或软化，这样可造成已涂覆之涂层从蜡模之表面脱离继而在生成的外壳上引起不想要的膨胀或在极端的情况下，引起孔洞。

其他技术尝试提供凝结粘合剂涂层之化学方法。各种不同的化学凝结技术已经透露于技艺文献中，例如，美国专利第3，748，157号叙述许多此类技术，包括籍著利用二氧化碳化学凝结经硅酸钠连结之含氨外壳及利用氨凝结已水解之硅酸乙酯或经酸化之含水胶体硅氧连结之外壳，与利用挥发性有机硷凝结已水解硅酸乙酯连结之外壳。

其他专利使用之方法，例如，将模型交替地浸渍于两种耐火组合物，其第二步造成由此类浸渍生成的涂层胶凝。因此这些方法经由相当迅速之化学胶凝步骤而于两种耐火组合物之交替浸渍之间无中间的干燥步骤下进行。由于形成凝胶，相信由这些方法生成之外壳遭受许多缺点，例如，第二耐火组合物受第一耐火组合物之最外涂层污染，缓慢且也许可逆的干燥凝胶，以及外壳收缩且因而发生破裂。提供一种能不可逆且相当迅速地凝结成适合熔模铸造外壳使用的硬涂层之耐火涂层组合物是最好不过，此组合物于涂覆随后涂层之时不会再润湿或软化并使其收缩及因而发生之破裂最小化，而且其可提供一种能用于有关浇铸高温熔融之金属或合金之熔模铸造外壳。

目前已发现适合用作具有优异耐火特性之包熔模铸造外壳（以及如下文所述之其他用途）之耐火薄片组合物可以下法提供，其步骤包括供应酸性的混合粘合剂组合物;供应硷性的胶体硅氧溶体组合物;以酸性的混合粘合剂组合物及胶体硅氧溶胶组合物涂覆表面以至各胶体硅氧溶胶组合物涂层接触至少一层酸性混合粘合剂组合物涂层而形成酸性混合粘合剂组合物与胶体硅氧溶胶组合物之交替层;以及于涂覆交替层之前将各酸性混合粘合剂组合物层及各胶体硅氧溶胶层干燥至充分硬度致使当进行随后的涂覆步骤时，涂覆之涂层由表面脱离受抑制。这些涂层可以例如籍着交替地浸渍模型入酸性混合粘合剂组合物及胶体硅氧溶体组合物而在最好是蜡模型之表面上形成，而一边以耐火聚焦物粉饰各层及在此类涂覆步骤中间的时间干燥各涂层。

本发明亦提供一种耐火薄片组合物，包括多数的硬化之酸性混合粘合剂组合物层面交替著多数的硬化之硷性胶体硅氧溶胶组合物层。

在本发明之方法及产物之中，已发现硷性胶体硅氧溶体及酸性混合粘合剂组合物涂层依照相信不同于正常化学胶凝反应之方式相互作用。籍着在任何一种组合物交替涂层之涂覆前干燥，提供一种耐火薄片组合物，其中衬底涂层是硬的且涂覆随后的涂层之时或浸渍入水时不会再胶凝或软化。如此，本发明之方法提供耐火薄片组合物，例如外壳铸模优异的硬化作用。进一步说，本发明减轻耐火薄片之收缩问题及因而发生的碎裂。此外，本方法与利用胶体硅氧溶体或水基混合粘合剂作为单一涂层物料相较下能降低干燥时间。特别是，本发明方法中浸渍之间之硬化反应一般在约1至2小时（最好是约4小时）之内一般地基本上完成，因而彻底地降低浸渍之间所需之时间。例如，运用仅利用胶体硅氧溶体或仅水基混合粘合剂之传统技术浸渍之间之时间分布很大，从初级涂层的2小时以至于某些加强涂层之12小时。