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黄原胶对消失模铸造涂料流变性的影响

发布日期:2015-03-03 23:33:38
黄原胶对消失模铸造涂料流变性的影响和消失模铸造
黄原胶对消失模铸造涂料流变性的影响,利用NU11型双圆筒旋转式粘度仪,研究了黄原胶对消失模铸造水基涂料流变行为的影响。结果表明:涂料中加入0.2J黄原胶后,
可使涂料流型变为具有一定屈服值的假塑性流体。且随黄原胶加入量的增加,涂料粘度和屈服值增加。鉴于黄原胶的优异性能,黄原胶可
望作为微量添加剂在消失模铸造水基涂料中获得应用。
研究表明[12],消失模水基涂料中加入黄原胶可提高涂料 的悬浮性和涂层强度,黄原胶对消失模铸造涂料流变性的影响,改善涂料的涂挂性。为改善涂料的流 变行为,本文在自制的消失模水基涂料中加入微量的黄原胶, 通过测试涂料的粘度和剪切应力与剪切速率关系曲线,考查 黄原胶改善涂料流变行为的能力。
1黄原胶概况
黄原胶是由黄单胞菌以淀粉类物质为主要原 料,通过生物化学反应产生的胞外异多糖,其主要成 分为葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等,分子量高达数 百万,是目前国内外微生物糖产品中最具商业价值、 产量大、市场覆盖面广的产品。其性状类似白色或 淡黄色粉末,无毒无副作用,可溶于水,不溶大多数 有机溶剂。具有良好的兼容性能,黄原胶与高浓度 的糖或多种盐类共存时能形成稳定的增稠体系,并 保持原有的剪切稀释性能。黄原胶可作为增稠剂、
乳化剂、调合剂、稳定剂、悬浮剂、胶凝剂。作为一种 用途极广的微生物多糖,黄原胶已在食品、医药、日化、石油、化工涂料、纺织、印染、陶瓷加工、湿法冶金 等多个行业获得应用[3,]。
2 试验方法
试验用消失模铸造水基涂料,具体配比为:以石英 粉为耐火骨料,CMC、酚酴树脂、钠基膨润土、淀粉的 加入量分别占石英粉用量的0. 3J、5. 0%、4. 0%和 4.0J(质量百分比)。黄原胶对消失模铸造涂料流变性的影响,正辛醇微量,水适量。其中 CMC是以1 : 50的CMC水溶液加入的,酚酴树脂使 用时配制成水溶液加入。
黄原胶为河北新河生物化工有限企业生产。在 涂料中,黄原胶加入量占石英粉质量百分比分别为 0%、0. 05%、0. 1%、0. 2%、0. 3%,以考查黄原胶的 含量对涂料流变性的影响。涂料的流变性测试在 NXS-11型双圆筒旋转式粘度仪上进行。用剪切应 力r随剪切速率D的变化曲线来评定涂料的流变 行为。
3试验结果及分析
图1为不加黄原胶和黄原胶加入量为0. 1%时 消失模水基涂料的流变曲线。涂料中不加黄原胶 时,随剪切速率提高,剪切应力增大。不加黄原胶时 涂料为假塑性流体,其流变方程为:Dn (0<«< 1)。式中:和《分别为稠度系数与流变指数。假塑 性流体的特点是剪切变稀,这样当涂料涂刷时,阻力 小,有滑爽感。当剪切速率等于0时,剪切应力也等
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FOUNDRY TECHNOLOGY
Vol. 26 No. 7 July. 2005
于0,即涂料无屈服值,因此涂料的悬浮性较差,涂料 涂刷后易于流失。黄原胶的加入量为0. 1%时,对涂 料的流变特性影响不大,涂料仍为没有明显屈服值 的假塑性流体。相同剪切速率时,含黄原胶0. 1%的 涂料的剪切应力略有增加,表明涂料粘度增大了。 实验测定表明,当剪切速率为51 sf1时,黄原胶含量 为0和0. 1 %的涂料的粘度分别为0. 47 Pa • s和 0.49 Pa • s。
图1黄原胶含量对涂料流变行为的影响
Fig. 1 Effect of xanthan gum content on the rheology
图2为黄原胶加入量分别为0. 2%和0. 3%时 涂料的流变曲线。与图1相比,图2的流变曲线变 化较大,流体类型均为带屈服值的假塑性流体,流 体的流变曲线可用式r = r。dK_Dn(0〈w〈1)表示, 式中r。为屈服值。屈服值标志着涂料内部形成结
均较好。从图2可以看出,随剪切速率提高,剪切 应力增大,且剪切应力的增长恒小于剪切速率的增 长。实验测定表明,当剪切速率为51sfl时,黄原胶 含量为0. 2J和0. 3%的涂料的粘度分别为 1.41Pa • s和 1. 78Pa • s。
图3为黄原胶加入量为0. 2%时涂料的表观粘度 随剪切速率的变化曲线。黄原胶对消失模铸造涂料流变性的影响,可见,随剪切速率增加,表观 粘度下降很快,即流体因剪切而明显变稀。这样涂料 的涂刷性较好,涂挂涂料时,施涂方便,涂料流动性好, 可在模样上均匀流布。涂完涂料后,涂料粘度较快增 长,可使涂料不致因流淌过多而难以获得一定的涂层 厚度。一般认为,带屈服值的假塑性流体,是铸造涂料 的较佳流型。
图3黄原胶含量为0.2%时涂料的粘度变化曲线 Fig. 3 The viscosity of the coating as a function of shear rate when 0. 2% xanthan gum
4 结论
黄原胶可改善消失模水基涂料的流变行为。 涂料中加入0. 2%黄原胶后,可使涂料流型变为具有 一定屈服值的假塑性流体。
(2)随黄原胶加入量的增加,涂料粘度和屈服值增加。
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