本申请涉及涂料领域，具体而言，涉及一种悬浮剂及其应用和涂料。
背景技术：
现有的技术中，涂料所用的悬浮剂一般为一元或者多元的悬浮剂，一元的悬浮剂一般为钙基膨润土、纳基膨润土、锂基膨润土、有机膨润土以及羧甲基纤维素钠(cmc)等，一元悬浮剂的悬浮性能明显不足，抗裂性和分散性差，锂基膨润土和有机膨润土的生产成本较高。
现有的多元悬浮剂，一般采用累托石、三聚磷酸钠、羧甲基纤维素钠、人造云母、膨润土、硼酸钠、硅溶胶等等作为原料，不仅成分较为复杂，配制时间相对较长，并且，现有的多元悬浮剂相比于一元悬浮剂，对耐火骨料，尤其是硅藻土的悬浮性并没有太大的提高。
技术实现要素：
本申请提供了一种悬浮剂及其应用和涂料，其能够缓解上述至少一个技术问题。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种悬浮剂，其包括硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠；其中，硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠之间的重量比为1-10:1。
采用特定的原料硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠，并限制二者特定比例，使二者协同作用，有效提高固体物质溶解在溶液中后的悬浮率，并且相比于现有多元悬浮剂，其发气量以及成本较低，并且耐高温，实际使用时，其不需要限定特定的溶剂，可以仅加在去离子水中或者蒸馏水中就可使骨料等固体物质实现悬浮作用，使用方法简单，且尤其适用于添加于铸型涂料。
在第二方面，本申请示例提供了第一方面提供的悬浮剂在制备涂料中的应用。
其中，由于上述悬浮剂尤其适用于含有耐火骨料的涂料中，悬浮率高且流变性能好，耐高温且干燥后收缩率小。因此，上述涂料可为水基铸型涂料。
第三方面，本申请示例提供了一种涂料，其包括第一方面提供的悬浮剂。
利用上述悬浮剂，一方面有效提高悬浮率，避免涂料分层，提高涂刷效果，另一方面基于其流变性能好，使涂料干燥后收缩率小，不易开裂。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
硅藻土为多孔材料，其与水混合时吸水，导致其密度变大，很容易沉降，现有的一般以硅藻土、铬铁矿粉等为主作为耐火骨料的涂料的悬浮剂采用的多元悬浮剂为钠基膨润土 羧甲基纤维素钠，虽然钠基膨润土 羧甲基纤维素钠用作悬浮剂时无毒无污染，但对于硅藻土的悬浮性仍然不理想。
有鉴于此，特此提出本申请，通过提供一种新的悬浮剂，能够有效替代钠基膨润土 羧甲基纤维素钠等组成的现有的多元悬浮剂，也能够代替钙基膨润土、纳基膨润土、锂基膨润土、有机膨润土等一元悬浮剂，用在以硅藻土和铬铁矿粉等为主作为耐火骨料的涂料中，不仅无毒无污染，同时显著提高其悬浮效果，并且收缩率小，防止涂料开裂。
具体地，本申请提供的悬浮剂，其主要包括硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠。其中，硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠之间的重量比为1-10:1，例如硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠之间的重量比为1:1、1.2:1、1.5:1、2:1、4:1、5:1、7:1、7.5:1、8:1、9:1、或10:1等中的任一重量比值或介于任意两个比值之间。
通过硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠合理的配比，获得的悬浮剂不仅悬浮效果佳，尤其对于硅藻土等具有多孔结构的耐火骨料，同时具有耐高温作用，并且由于羧甲基纤维素钠含量较少，发气量较少，因此可避免实际使用过程中导致涂料形成的涂层表面出现剥离、气孔等问题，因此适用于水基涂料，尤其是水基铸型涂料。
可选地，硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠之间的重量比为7-10:1。上述比例条件下，当其用于涂料后，不仅能够使涂料具有良好的悬浮稳定性，同时具有较佳的触变性，便于使用和涂刷。
可选地，悬浮剂还包括海藻酸钠，其中羧甲基纤维素钠与海藻酸钠的重量比为1:0.1-1.5，例如羧甲基纤维素钠与海藻酸钠的重量比为1:0.1、1:0.3、1:0.5、1:0.6、1:0.8、1:1、1:1.2、或1:1.5等。通过上述比例的海藻酸钠，使其与溶液中钙离子作用，使得海藻酸钠链之间结合更加紧密，链链之间的相互作用最终将会是的海藻酸钠形成三维网络状结构，对耐火骨料的悬浮性能进一步提高。
可选地，硅酸镁铝、羧甲基纤维素钠以及海藻酸钠的重量比依次为8:1:0.5。此条件下，悬浮剂的悬浮性能佳。
可选地，悬浮剂还包括分散剂，羧甲基纤维素钠与分散剂的重量比为分散剂添加量为1：0.5-1.5，例如羧甲基纤维素钠与分散剂的重量比为分散剂添加量为1:0.5、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.3或1:1.5等，利用分散剂的添加，进一步提高悬浮效率，同时保证实际的应用过程中，其能够使原料分散均匀，保证涂料涂刷后形成的涂层的质量均一。
尤其是在添加有海藻酸钠的前提下，由于硅酸镁铝的添加使水溶液呈碱性，由于海藻酸钠溶于碱性溶液，因此使耐火骨料等颗粒的表面具有粘性，此时添加分散剂，可保证表面具有粘性的耐火骨料等颗粒分散均一。
其中，分散剂可为偏磷酸钠或氯化烷基铵盐等，可选地，本申请提供的一些实施例中，分散剂为三聚磷酸钠，其在溶液中解离出来的离子带电荷数较多，使分散之后的耐火骨料能更好的被硅酸镁铝等承载，因而能提高悬浮性，除此以外，其还能够调节整个体系的ph使体系呈碱性，使羧甲基纤维素钠保持稳定。
基于上述悬浮剂悬浮效果佳，因此，可选地，本申请还提供上述悬浮剂在制备含有耐火骨料的涂料中的应用，其中耐火骨料包括硅藻土和铬铁矿粉中的至少一种。
需要说明的是，涂料可为水基涂料，也可以为非水基涂料，其中本申请示出的示例中，涂料为水基涂料，也即是，其主要溶剂或全部溶剂为水，可添加少量的醇等有机溶剂，使用方便且发气量低，尤其适用于金属型铸造涂料，保证铸件表面平整性。
最后，本申请提供一种涂料，其包括上述悬浮剂。
可选地，悬浮剂在涂料中的添加量为1-10wt％，具体例如悬浮剂在涂料中的添加量为1wt％、2wt％、4wt％、5wt％、7wt％、8wt％或10wt％等，该添加范围内，有效满足悬浮效果的需求。
其中，涂料包括耐火骨料，其中耐火骨料包括但不局限于硅藻土，还可以为铬铁矿粉、红石柱粉等，基于本申请的悬浮剂尤其对耐火材料中的硅藻土的悬浮效果更佳，因此，可选地，耐火骨料包括硅藻土。
可选地，涂料为水基涂料。
可选地，涂料为铸型涂料。
上述涂料的制备方法包括：
将硅酸镁铝加入水中搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入悬浮剂中的其他原料进行搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解，获得悬浮剂。
将耐火骨料加入水中，搅拌均匀，获得耐火骨料混合液。
将悬浮剂和耐火骨料混合液混合并重新搅拌均匀，获得涂料。其中混合可以为悬浮剂和耐火骨料混合液同时添加，也可以为将悬浮剂加入耐火骨料混合液，或者将耐火骨料混合液加入悬浮剂，在此不做具体限定。
以下结合实施例对本申请的一种悬浮剂及其应用和涂料作进一步的详细描述。
以下实施例以及对比例中，悬浮率的计算方法为：将配置好的溶液倒入具塞量筒中，溶液体积为100ml，静置24h，观察分层之后固相部分所在的体积，悬浮率＝固相所在部分的体积/100ml×100％。
以下水为蒸馏水或去离子水，二者效果相当，因此不进行区分。
实施例1
将1.2重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解，获得悬浮剂。
然后将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂并重新搅拌均匀，获得硅藻土水基涂料，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为92％。
实施例2
将8重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解之后，获得悬浮剂。
将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为93％。
实施例3
将8重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠与1重量份海藻酸钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠与海藻酸钠全部溶解之后，获得悬浮剂。
将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为95％。
实施例4
将8重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠、1重量份海藻酸钠以及0.5重量份的三聚磷酸钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、三聚磷酸钠全部溶解之后，获得悬浮剂。
将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为97％。
实施例5
将1.2重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份的羧甲基纤维素钠以及1重量份的三聚磷酸钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解，获得悬浮剂。
然后将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂并重新搅拌均匀，获得硅藻土水基涂料，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为94％。
实施例6
将10重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解，获得悬浮剂。
然后将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂并重新搅拌均匀，获得硅藻土水基涂料，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为92％。
实施例7
将8重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠与1重量份海藻酸钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠与海藻酸钠全部溶解之后，获得悬浮剂。
将100重量份的铬铁矿粉加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为95％。
实施例8
将4.5重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入4.5重量份羧甲基纤维素钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解，获得悬浮剂。
将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入上述悬浮剂重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为91％。
对比例1
将2重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，高速搅拌，获得悬浮剂a1。
然后将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂a1重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为90％。
对比例2
将1.2重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，高速搅拌，获得悬浮剂a2。
然后将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂a2重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为91％。
对比例3
将8重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，高速搅拌，获得悬浮剂b。
将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂b重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为90％。
对比例4
将5重量份的海藻酸钠加入100重量份的水中高速搅拌，待海藻酸钠全部溶解之后，高速搅拌，获得悬浮剂c。
将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂c重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为76％。
对比例5
将5重量份的钠基膨润土加入100重量份水中高速搅拌，待钠基膨润土全部溶解之后，高速搅拌，获得悬浮剂d。
将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂d重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为60％。
对比例6
其与实施例3的区别仅在于，采用具有高分散性的累托石粉替代海藻酸钠。最终，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为90％。
对比例7
将5重量份的钠基膨润土加入100重量份水中高速搅拌，待钠基膨润土全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解，获得悬浮剂e。
将100重量份的硅藻土加入100重量份水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂e重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为65％。
对比例8
将11重量份的硅酸镁铝加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，加入1重量份羧甲基纤维素钠，高速搅拌，待羧甲基纤维素钠全部溶解，获得悬浮剂f1。
将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂f1重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为85％。
对比例9
将1重量份羧甲基纤维素钠加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，高速搅拌，获得悬浮剂g。
将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂g重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为60％。
对比例10
将1重量份海藻酸钠加入100重量份的水中高速搅拌，待硅酸镁铝全部溶解之后，高速搅拌，获得悬浮剂h。
将100重量份的硅藻土加入100重量份离子水或者蒸馏水中，搅拌均匀后，加入悬浮剂h重新搅拌均匀，静置24h，测的硅藻土的悬浮率为63％。
试验例1
制作一个有45°斜面的截面呈直角三角形的板材，在斜面上划分相同面积的16个区域，分别作为区域1-16，在平板上的16个区域对应喷涂实施例1-8、对比例1-8的涂料，以分别获得涂层样本1-16，每个涂层样本厚度为1±0.1mm，然后将其在200℃烘干，肉眼观察是否开裂，接着将其放在1200℃加热30min，取出冷却至25℃，肉眼观察是否开裂。结果如表1所示。
表1试验结果
综上，本申请提供一种悬浮剂及其应用和涂料，该悬浮剂组成简单，利用酸镁铝以及羧甲基纤维素钠之间合理配比，使二者协同作用，有效提高固体物质溶解在溶液中后的悬浮率，同时该悬浮剂成分较廉价，有机物含量较少，故发气量以及成本较低，并且实际使用时，仅仅加在去离子水中或者蒸馏水中就可实现悬浮作用，使用方法简单，不需要限定特定的溶剂。上述悬浮剂尤其适用于含有耐火骨料的涂料中，悬浮率高且流变性能好，干燥后收缩率小。
以上仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种悬浮剂，其特征在于，包括硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠；
其中，硅酸镁铝以及羧甲基纤维素钠之间的重量比为1-10:1。
2.根据权利要求1所述的悬浮剂，其特征在于，所述硅酸镁铝以及所述羧甲基纤维素钠之间的重量比为7-10:1。
3.根据权利要求1所述的悬浮剂，其特征在于，所述悬浮剂还包括海藻酸钠，其中所述羧甲基纤维素钠与海藻酸钠的重量比为1:0.1-1.5。
4.根据权利要求3所述的悬浮剂，其特征在于，所述硅酸镁铝、所述羧甲基纤维素钠以及所述海藻酸钠的重量比依次为8:1:0.5。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的悬浮剂，其特征在于，所述悬浮剂还包括分散剂，所述羧甲基纤维素钠与分散剂的重量比为分散剂添加量为1:0.5-1.5。
6.根据权利要求5所述的悬浮剂，其特征在于，所述分散剂为三聚磷酸钠。
7.如权利要求1所述的悬浮剂在制备涂料中的应用。
8.一种涂料，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的悬浮剂。
9.根据权利要求8所述的涂料，其特征在于，所述悬浮剂在所述涂料中的添加量为1-10wt％；
可选地，所述涂料为水基涂料；
可选地，所述涂料为铸型涂料。
10.根据权利要求8所述的涂料，其特征在于，所述涂料还包括耐火骨料，所述耐火骨料包括硅藻土。
技术总结