专利名称：一种发泡无机粘结剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于粘结材料技术领域，尤其涉及一种发泡无机粘结剂及其制备方法。
背景技术：
随着社会经济和生活水平的提高，粘结剂在人们的日常生活和生产中发挥着越来越重要的作用。目前市场上大多数粘结剂是有机粘结剂，然而有机粘结剂在生产、使用过程中会产生一些环境污染问题，对人体健康和环境都造成极大的危害。而且有机粘结剂耐高温性能差，易燃烧，所以防火性能差。所以这些缺点限 制了有机粘结剂的进一步应用。无机粘结剂不但耐高温性能优异，而且在生产制备过程中不会产生有害的物质污染环境。无机粘结剂中应用最广泛的是硅酸盐无机粘结剂。硅酸盐无机粘结剂以水玻璃为主(魏美玲，赵小波.无机粘结剂研究进展.现代技术陶瓷，2007，I :28-31.)。但纯水玻璃粘结剂存在耐水性差，粘结强度低，易粉化，固化时间长等缺陷。因此限制了其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配方合理，性能优异的发泡无机粘结剂，克服了纯水玻璃粘结剂的缺点、节省了用量、降低了成本，扩大了无机粘结剂的应用范围。本发明的技术方案为一种发泡无机粘结剂，其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的重量百分数分别为钠水玻璃10% 50%、钾水玻璃10% 50%、硅溶胶10% 25%、添加剂5% 20%、稳定剂1% 5%、发泡剂1% 10%ο优选所述稳定剂为偶联剂酸性水溶液，偶联剂酸性水溶液的PH值在3-5，其中偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；优选所述的添加剂为高铝粉、滑石粉、纳米氧化铝粉末或纳米氧化钙粉末；优选所述的发泡剂为双氧水、松香或十二烷基苯磺酸钠。优选上述娃烧偶联剂为3_氨丙基二乙氧基娃烧、Y-(2，3_环氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N- (β_氨乙基)_ Y-氨丙基三甲(乙)氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧或乙稀基二乙氧基娃烧；所述的钦酸酷偶联剂为异丙基二 (_■羊基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯；所述的偶联剂酸性水溶液中的酸为盐酸、硝酸、醋酸、硫酸、草酸或磷酸。本发明还提供了制备上述的发泡无机粘结剂的方法，其具体步骤如下①.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于容器中，搅拌5-10分钟.然后加入硅溶胶，搅拌5-10分钟；③.加入稳定剂，搅拌15-35分钟；@ .再加入添加剂，搅拌5-30分钟，之后倒出，冷却；最后加入发泡剂搅拌均匀即得到发泡无机粘结剂。其中在加入发泡剂前整个制备过程均水浴加热25-60°C，搅拌速度均为500-1500转/分。有益效果本发明中以水玻璃为基础，主要起粘结作用。钾水玻璃和钠水玻璃混合是因为钾水玻璃有较好的溃散性和较好的耐水性，能够改善钠水玻璃的这些缺点。硅溶胶的加入是为了增加粘结剂的粘结强度。稳定剂是为了使胶料储存时间长久，防止胶料固化，同时也能提高粘结剂的耐水性。高铝粉能够改善胶料的耐温性能，提高粘结剂的密实性。发泡剂能减少胶料的使用，降低成本。其具体优点为(I)、价格低廉，应用范围广；( 2 )、常温固化，耐水性好；(3)、粘结强度高；(4)、经过发泡，节省用量，降低成本。
具体实施方式
为了便于说明，原料各组分用量均为重量百分比。实例I本实例无机粘结剂原料组成如下
钠水玻璃35.54%
钾水玻璃23.70%
硅溶胶17.77%
高铝粉17.77%
KH560 醋酸水溶液(pH=5)3.22%
双氧水2%制备过程如下整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热50°C，搅拌速度为1000
转/分。I.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中，搅拌10分钟。2.加入硅溶胶，搅拌8分钟。3.缓慢加入稳定剂，搅拌25分钟。4.加入高铝粉，搅拌20分钟，之后倒出，冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍，耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为I. 5MPa。实例2
钠水玻璃12.24%
钾水玻璃48.96%硅溶胶18.36%
滑石粉17.36%
KH560 磷酸水溶液(pH=4)1.84%
发泡剂(双氧水)1.24%制备过程如下整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热55°C，搅拌速度为1500
转/分。I.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中，搅拌5分钟。
2.加入硅溶胶，搅拌5分钟。3.缓慢加入稳定剂，搅拌20分钟。4.加入滑石粉，搅拌15分钟，之后倒出，冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为4倍，耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为I. OMPa0实例3
钠水玻璃49.71%
钾水玻璃10.16%
硅溶胶16.77%
高铝粉19.16%
KH560 醋酸水溶液(pH=5)2.20%
松香2%制备过程如下整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热60°C，搅拌速度为1000
转/分。I.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中，搅拌5分钟。2.加入硅溶胶，搅拌5分钟。3.缓慢加入稳定剂，搅拌20分钟。4.加入高铝粉，搅拌30分钟，之后倒出，冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍，耐水时间为12小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为I. 2MPa。实例4
钠水玻璃33.52%
卻水玻璃32.30%
硅溶胶12.30%
滑石粉16.76%KH560 硫酸水溶液(pH=3)3.07%
十一.烷基苯磺酸钠2.05%制备过程如下整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热55°C，搅拌速度为1000 转/分。I.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中，搅拌5分钟。2.加入硅溶胶，搅拌10分钟。3.缓慢加入稳定剂，搅拌30分钟。4.加入滑石粉，搅拌20分钟，之后倒出，冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍，耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为I. 5MPa。实例5
钠水玻璃33.52%
钾水玻璃22.30%
硅溶胶24.30%
纳米氧化铝粉末5%
KH792 草酸水溶液(pH=5)4.88%
双氧水10%制备过程如下整个制备过程水浴加热28°C，搅拌速度为500转/分。I.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中，搅拌5分钟。2.加入硅溶胶，搅拌10分钟。3.缓慢加入稳定剂，搅拌8分钟。4.加入纳米氧化铝粉末，搅拌30分钟，之后倒出，冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍，耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为O. SMPa0本发明中的无机粘结剂，各组分及其用量不局限于上述列举的实例。
权利要求
1.一种发泡无机粘结剂，其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的重量百分数分别为钠水玻璃10% 50%、钾水玻璃10% 50%、硅溶胶10% 25%、添加剂5% 20%、稳定剂1% 5%、发泡剂1% 10%ο
2.根据权利要求I所述的发泡无机粘结剂，其特征在于所述稳定剂为偶联剂酸性水溶液，偶联剂酸性水溶液的PH值在3-5，其中偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述的添加剂为高铝粉、滑石粉、纳米氧化铝粉末或纳米氧化钙粉末；发泡剂为双氧水、松香或十二烧基苯横酸纳。
3.根据权利要求2所述的发泡无机粘结剂，其特征在于所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、Y _(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N- ( β-氨乙基)_ Y-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷；所述的钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯；所述的偶联剂酸性水溶液中的酸为盐酸、硝酸、醋酸、硫酸、草酸或磷酸。
4.一种制备如权利要求I所述的发泡无机粘结剂的方法，其具体步骤如下①.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于容器中，搅拌5-10分钟.然后加入硅溶胶，搅拌5-10分钟；③.加入稳定剂，搅拌15-35分钟；(!).再加入添加剂，搅拌5-30分钟，之后倒出，冷却，最后加入发泡剂搅拌均匀即得到发泡无机粘结剂；在加入发泡剂前整个制备过程水浴加热25-60°C，搅拌速度为500-1500转/分。
全文摘要
一种发泡无机粘结剂，其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的重量百分数分别为钠水玻璃10%～50%、钾水玻璃10%～50%、硅溶胶10%～25%、添加剂5%～20%、稳定剂1%～5%、发泡剂1%～10%。其具体步骤如下将钠水玻璃和钾水玻璃混合于容器中，搅拌后加入硅溶胶，搅拌后加入稳定剂，搅拌后再加入添加剂，搅拌之后倒出，冷却，最后加入发泡剂搅拌均匀即得到发泡无机粘结剂；本发明制备的粘结剂具有以下特点(1)价格低廉，应用范围广；(2)常温固化，耐水好；(3)粘结强度高。
文档编号C09J11/04GK102942876SQ201210382739
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者崔升, 刘宝, 沈晓冬 申请人:南京工业大学