研究表明[12]，消失模水基涂料中加入黃原膠可提高涂料 的懸浮性和涂層強度，黃原膠對消失模鑄造涂料流變性的影響，改善涂料的涂掛性。為改善涂料的流 變行為，本文在自制的消失模水基涂料中加入微量的黃原膠， 通過測試涂料的粘度和剪切應(yīng)力與剪切速率關(guān)系曲線，考查 黃原膠改善涂料流變行為的能力。

1黃原膠簡介

黃原膠是由黃單胞菌以淀粉類物質(zhì)為主要原 料，通過生物化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的胞外異多糖，其主要成 分為葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等，分子量高達數(shù) 百萬，是目前國內(nèi)外微生物糖產(chǎn)品中最具商業(yè)價值、 產(chǎn)量大、市場覆蓋面廣的產(chǎn)品。其性狀類似白色或 淡黃色粉末，無毒無副作用，可溶于水，不溶大多數(shù) 有機溶劑。具有良好的兼容性能，黃原膠與高濃度 的糖或多種鹽類共存時能形成穩(wěn)定的增稠體系，并 保持原有的剪切稀釋性能。黃原膠可作為增稠劑、

乳化劑、調(diào)合劑、穩(wěn)定劑、懸浮劑、膠凝劑。作為一種 用途極廣的微生物多糖，黃原膠已在食品、醫(yī)藥、日化、石油、化工涂料、紡織、印染、陶瓷加工、濕法冶金 等多個行業(yè)獲得應(yīng)用[3，]。

2 試驗方法

試驗用消失模鑄造水基涂料，具體配比為：以石英 粉為耐火骨料，CMC、酚酴樹脂、鈉基膨潤土、淀粉的 加入量分別占石英粉用量的0. 3J、5. 0%、4. 0%和 4.0J(質(zhì)量百分比）。黃原膠對消失模鑄造涂料流變性的影響，正辛醇微量，水適量。其中 CMC是以1 : 50的CMC水溶液加入的，酚酴樹脂使 用時配制成水溶液加入。

黃原膠為河北新河生物化工有限公司生產(chǎn)。在 涂料中，黃原膠加入量占石英粉質(zhì)量百分比分別為 0%、0. 05%、0. 1%、0. 2%、0. 3%,以考查黃原膠的 含量對涂料流變性的影響。涂料的流變性測試在 NXS-11型雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度儀上進行。用剪切應(yīng) 力r隨剪切速率D的變化曲線來評定涂料的流變 行為。

3試驗結(jié)果及分析

圖1為不加黃原膠和黃原膠加入量為0. 1%時 消失模水基涂料的流變曲線。涂料中不加黃原膠 時，隨剪切速率提高，剪切應(yīng)力增大。不加黃原膠時 涂料為假塑性流體，其流變方程為：Dn (0<«< 1)。式中：和《分別為稠度系數(shù)與流變指數(shù)。假塑 性流體的特點是剪切變稀，這樣當涂料涂刷時，阻力 小，有滑爽感。當剪切速率等于0時，剪切應(yīng)力也等

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FOUNDRY TECHNOLOGY

Vol. 26 No. 7 July. 2005

于0，即涂料無屈服值，因此涂料的懸浮性較差，涂料 涂刷后易于流失。黃原膠的加入量為0. 1%時，對涂 料的流變特性影響不大，涂料仍為沒有明顯屈服值 的假塑性流體。相同剪切速率時，含黃原膠0. 1%的 涂料的剪切應(yīng)力略有增加，表明涂料粘度增大了。 實驗測定表明，當剪切速率為51 sf1時，黃原膠含量 為0和0. 1 %的涂料的粘度分別為0. 47 Pa • s和 0.49 Pa • s。

圖1黃原膠含量對涂料流變行為的影響

Fig. 1 Effect of xanthan gum content on the rheology

圖2為黃原膠加入量分別為0. 2%和0. 3%時 涂料的流變曲線。與圖1相比，圖2的流變曲線變 化較大，流體類型均為帶屈服值的假塑性流體，流 體的流變曲線可用式r = r。dK_Dn(0〈w〈1)表示， 式中r。為屈服值。屈服值標志著涂料內(nèi)部形成結(jié)

均較好。從圖2可以看出，隨剪切速率提高，剪切 應(yīng)力增大，且剪切應(yīng)力的增長恒小于剪切速率的增 長。實驗測定表明，當剪切速率為51sfl時，黃原膠 含量為0. 2J和0. 3%的涂料的粘度分別為 1.41Pa • s和 1. 78Pa • s。

圖3為黃原膠加入量為0. 2%時涂料的表觀粘度 隨剪切速率的變化曲線。黃原膠對消失模鑄造涂料流變性的影響，可見，隨剪切速率增加，表觀 粘度下降很快，即流體因剪切而明顯變稀。這樣涂料 的涂刷性較好，涂掛涂料時，施涂方便，涂料流動性好， 可在模樣上均勻流布。涂完涂料后，涂料粘度較快增 長，可使涂料不致因流淌過多而難以獲得一定的涂層 厚度。一般認為，帶屈服值的假塑性流體，是鑄造涂料 的較佳流型。

圖3黃原膠含量為0.2%時涂料的粘度變化曲線 Fig. 3 The viscosity of the coating as a function of shear rate when 0. 2% xanthan gum

4 結(jié)論

黃原膠可改善消失模水基涂料的流變行為。 涂料中加入0. 2%黃原膠后，可使涂料流型變?yōu)榫哂?一定屈服值的假塑性流體。

(2)隨黃原膠加入量的增加，涂料粘度和屈服值增加。