耐高温无机复合粘结剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐高温无机复合粘结剂及其制备方法，属于粘结剂材料技术领域。
【背景技术】
[0002]20世纪50年代以来，随着工业对于高温环境下作业的材料、结构等的要求越来越高，人们开发了各种各样的高温防护涂层，从传统意义上的单层涂层到多层复合梯度涂层，涂层材料由单纯的金属材料到现在的陶瓷涂层及金属材料和陶瓷材料的复合型涂层，并赋予涂层材料防腐蚀、抗氧化保护以及某些特殊功能等。
[0003]无机非金属材料的使用温度一般不低于1400°C。普通的无机粘结剂，不仅粘结强度低，而且所需要的固化温度较高、固化时间长，耐酸碱性能和耐磨损性能也较差;有机粘结剂含有有机成分，不但对人体及环境有害，而且还存在着耐热性差、高温下粘结强度低等缺陷。目前各种使用无机非金属材料的锅炉、窑炉等很少有使用涂层对无机材料进行防护的，这不仅会造成无机材料的腐蚀影响窑炉的使用寿命，也不利于窑炉、锅炉的节能降耗，而且增加了生产成本，甚至不能够生产出合格的产品。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种耐高温无机复合粘结剂，其配方简单、设计科学，具有优异的耐腐蚀性、耐高温性、耐磨损性和固化时间短等优点，安全节能环保，应用范围广；同时本发明提供了一种简单实用的耐高温无机复合粘结剂的制备方法。
[0005]所述耐高温无机复合粘结剂，包括以下重量份数的原料:氢氧化铝10-20份，锆溶胶3-8份，稀土氧化物0.2-0.5份，坡缕石粉15-20份，硅酸盐15-30份，活性填充剂5_10份，空心微珠3-10份，水30-55份。
[0006]优选地，包括以下重量份数的原料:氢氧化铝15-18份，锆溶胶5-8份，稀土氧化物0.4-0.5份，坡缕石粉18-20份，硅酸盐20-25份，活性填充剂6_8份，空心微珠5_8份，水45-50份。
[0007]所述锆溶胶的粒径为30-300nm，锆溶胶的固含量为3_8%。锆溶胶干燥固化后形成二氧化锆，其熔点为2680 °C，耐火度为2200 °C。二氧化锆在成膜后，涂层的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性都很高。
[0008]所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧和氧化铈的混合物，添加适量的以上三种稀土氧化物的混合物可以显著改善粘结剂的耐高温性能。
[0009]所述坡缕石粉不仅具有很大的比表面积和吸附能力，而且具有理想的胶体性和耐热性能，可显著改善粘结剂的耐高温性。
[0010]所述硅酸盐为一种常见的化合物，作为粘结剂的一种有效成分，可显著提高粘结剂的防腐和抗老化性。
[0011]所述活性填充剂为煅烧高岭土。活性填充剂可以显著提高粘结剂的固化强度，缩短固化时间。
[0012]所述空心微珠的粒径为350-500μπι，容量为420-580kg/m3。空心微珠不仅在粘结剂中起到绝热和防火的作用，还能起到增加润滑和改善级配的作用。
[0013 ]以上粘结剂的各种原料对于粘结剂的综合性能起到协同作用。将所述的粘结剂直接涂覆于基体表面时，水分挥发的同时粘结剂组分会瞬间粘附在基体表面而利于耐高温涂层在基体表面的形成和附着，形成的耐高温涂层均匀致密、抗热性能好，利于在高温条件下对基体形进行保护，防护效果显著。
[0014]所述的耐高温无机复合粘结剂的制备方法，先将氢氧化铝、稀土氧化物、坡缕石粉、空心微珠和水在室温下混合，再向混合物中加入锆溶胶、硅酸盐和活性填充剂，然后在反应温度为35-60°C的条件下混合而成。
[0015]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0016](I)所述的耐高温无机复合粘结剂配方简单、设计科学，配方成分具有明显的协同增效作用；
[0017](2)所述的耐高温无机复合粘结剂不仅具有优良的耐高温性能(能够长时间耐受2200°C高温)，并且在该温度范围内具有良好的粘结附着和腐蚀、磨损防护性能，另外还具有固化时间短的优点，安全节能环保；
[0018](3)所述的耐高温无机复合粘结剂应用范围广，既可应用于金属基体的防护涂层，也可用于高温耐火材料和高温窑炉修补料中；
[0019](4)所述的耐高温无机复合粘结剂的制备方法科学简单，便于推广应用。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
[0021]实施例1
[0022]所述耐高温无机复合粘结剂，包括以下重量份数的原料:氢氧化铝10份，锆溶胶8份，稀土氧化物0.5份，坡缕石粉15份，硅酸钠15份，煅烧高岭土 10份，空心微珠3份，水30份。
[0023]所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧和氧化铈的混合物，混合质量比为2:1:3。
[0024]所述空心微珠的粒径为350-400μπι，容量为420-450kg/m3。
[0025]先将氢氧化铝、稀土氧化物、坡缕石粉、空心微珠和水在室温下混合，再向混合物中加入锆溶胶、硅酸钠和煅烧高岭土，然后在反应温度为40±5°C的条件下混合而成，制得耐高温无机复合粘结剂。
[0026]实施例2
[0027]所述耐高温无机复合粘结剂，包括以下重量份数的原料:氢氧化铝20份，锆溶胶3份，稀土氧化物0.2份，坡缕石粉20份，硅酸钠30份，煅烧高岭土5份，空心微珠1份，水55份。
[0028]所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧和氧化铈的混合物，混合质量比为4:3:8。
[0029]所述空心微珠的粒径为420-450μπι，容量为460-480kg/m3。
[0030]先将氢氧化铝、稀土氧化物、坡缕石粉、空心微珠和水在室温下混合，再向混合物中加入锆溶胶、硅酸钠和煅烧高岭土，然后在反应温度为45±5°C的条件下混合而成，制得耐高温无机复合粘结剂。
[0031]实施例3
[0032]所述耐高温无机复合粘结剂，包括以下重量份数的原料:氢氧化铝15份，锆溶胶5份，稀土氧化物0.3份，坡缕石粉18份，硅酸钠25份，煅烧高岭土 6份，空心微珠7份，水45份。
[0033]所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧和氧化铈的混合物，混合质量比为1:3:5。
[0034]所述空心微珠的粒径为450-490μπι，容量为500-530kg/m3。
[0035]先将氢氧化铝、稀土氧化物、坡缕石粉、空心微珠和水在室温下混合，再向混合物中加入锆溶胶、硅酸钠和煅烧高岭土，然后在反应温度为50±5°C的条件下混合而成，制得耐高温无机复合粘结剂。
[0036]实施例4
[0037]所述耐高温无机复合粘结剂，包括以下重量份数的原料:氢氧化铝12份，锆溶胶4份，稀土氧化物0.4份，坡缕石粉16份，硅酸钠23份，煅烧高岭土7份，空心微珠9份，水52份。
[0038]所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧和氧化铈的混合物，混合质量比为3:5:4。
[0039]所述空心微珠的粒径为350-400μπι，容量为420-450kg/m3。
[0040]先将氢氧化铝、稀土氧化物、坡缕石粉、空心微珠和水在室温下混合，再向混合物中加入锆溶胶、硅酸钠和煅烧高岭土，然后在反应温度为55±5°C的条件下混合而成，制得耐高温无机复合粘结剂。
[0041]根据以上各实施例及方法制作的耐高温无机复合粘结剂适用于耐高温金属防护涂层、高温窑炉填补料或其它耐火材料的涂料中，具有良好的粘结强度，能在2200°C及其以下的高温环境中长期使用并保持其优良粘结附着及腐蚀防护性能。
【主权项】
1.一种耐高温无机复合粘结剂，其特征在于包括以下重量份数的原料:氢氧化铝10-20份，锆溶胶3-8份，稀土氧化物0.2-0.5份，坡缕石粉15-20份，硅酸盐15_30份，活性填充剂5-10份，空心微珠3-10份，水30-55份。2.根据权利要求1所述的耐高温无机复合粘结剂，其特征在于包括以下重量份数的原料:氢氧化铝15-18份，锆溶胶5-8份，稀土氧化物0.4-0.5份，坡缕石粉18-20份，硅酸盐20-25份，活性填充剂6-8份，空心微珠5-8份，水45-50份。3.根据权利要求1所述的耐高温无机复合粘结剂，其特征在于:锆溶胶的粒径为30-300nmo4.根据权利要求1所述的耐高温无机复合粘结剂，其特征在于:锆溶胶的固含量为3-8% 05.根据权利要求1所述的耐高温无机复合粘结剂，其特征在于:稀土氧化物为氧化钇、氧化镧和氧化铺的混合物。6.根据权利要求1所述的耐高温无机复合粘结剂，其特征在于:活性填充剂为煅烧高岭土。7.根据权利要求1所述的耐高温无机复合粘结剂，其特征在于:空心微珠的粒径为350-.5 O Oμm，容量为420_580kg/m3。8.—种权利要求1-7任一所述的耐高温无机复合粘结剂的制备方法，其特征在于:先将氢氧化铝、稀土氧化物、坡缕石粉、空心微珠和水在室温下混合，再向混合物中加入锆溶胶、硅酸盐和活性填充剂，然后在反应温度为35-60°C的条件下混合而成。
【专利摘要】本发明涉及一种耐高温无机复合粘结剂及其制备方法，属于粘结剂材料技术领域。本发明所述耐高温无机复合粘结剂，包括以下重量份数的原料：氢氧化铝10-20份，锆溶胶3-8份，稀土氧化物0.2-0.5份，坡缕石粉15-20份，硅酸盐15-30份，活性填充剂5-10份，空心微珠3-10份，水30-55份。本发明配方简单、设计科学，具有优异的耐腐蚀性、耐高温性、耐磨损性和固化时间短等优点，安全节能环保，应用范围广；同时本发明提供了一种简单实用的耐高温无机复合粘结剂的制备方法。
【IPC分类】C09J1/02, C09J11/04
【公开号】CN105623532
【申请号】CN201610153334
【发明人】范海涛, 于海宝, 马桂红
【申请人】淄博市新材料研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月17日