耐高溫無機復合粘結劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐高溫無機復合粘結劑及其制備方法，屬于粘結劑材料技術領域。
【背景技術】
[0002]20世紀50年代以來，隨著工業對于高溫環境下作業的材料、結構等的要求越來越高，人們開發了各種各樣的高溫防護涂層，從傳統意義上的單層涂層到多層復合梯度涂層，涂層材料由單純的金屬材料到現在的陶瓷涂層及金屬材料和陶瓷材料的復合型涂層，并賦予涂層材料防腐蝕、抗氧化保護以及某些特殊功能等。
[0003]無機非金屬材料的使用溫度一般不低于1400°C。普通的無機粘結劑，不僅粘結強度低，而且所需要的固化溫度較高、固化時間長，耐酸堿性能和耐磨損性能也較差;有機粘結劑含有有機成分，不但對人體及環境有害，而且還存在著耐熱性差、高溫下粘結強度低等缺陷。目前各種使用無機非金屬材料的鍋爐、窯爐等很少有使用涂層對無機材料進行防護的，這不僅會造成無機材料的腐蝕影響窯爐的使用壽命，也不利于窯爐、鍋爐的節能降耗，而且增加了生產成本，甚至不能夠生產出合格的產品。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種耐高溫無機復合粘結劑，其配方簡單、設計科學，具有優異的耐腐蝕性、耐高溫性、耐磨損性和固化時間短等優點，安全節能環保，應用范圍廣；同時本發明提供了一種簡單實用的耐高溫無機復合粘結劑的制備方法。
[0005]所述耐高溫無機復合粘結劑，包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁10-20份，鋯溶膠3-8份，稀土氧化物0.2-0.5份，坡縷石粉15-20份，硅酸鹽15-30份，活性填充劑5_10份，空心微珠3-10份，水30-55份。
[0006]優選地，包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁15-18份，鋯溶膠5-8份，稀土氧化物0.4-0.5份，坡縷石粉18-20份，硅酸鹽20-25份，活性填充劑6_8份，空心微珠5_8份，水45-50份。
[0007]所述鋯溶膠的粒徑為30-300nm，鋯溶膠的固含量為3_8%。鋯溶膠干燥固化后形成二氧化鋯，其熔點為2680 °C，耐火度為2200 °C。二氧化鋯在成膜后，涂層的耐腐蝕性、耐高溫性和耐磨性都很高。
[0008]所述稀土氧化物為氧化釔、氧化鑭和氧化鈰的混合物，添加適量的以上三種稀土氧化物的混合物可以顯著改善粘結劑的耐高溫性能。
[0009]所述坡縷石粉不僅具有很大的比表面積和吸附能力，而且具有理想的膠體性和耐熱性能，可顯著改善粘結劑的耐高溫性。
[0010]所述硅酸鹽為一種常見的化合物，作為粘結劑的一種有效成分，可顯著提高粘結劑的防腐和抗老化性。
[0011]所述活性填充劑為煅燒高嶺土。活性填充劑可以顯著提高粘結劑的固化強度，縮短固化時間。
[0012]所述空心微珠的粒徑為350-500μπι，容量為420-580kg/m3。空心微珠不僅在粘結劑中起到絕熱和防火的作用，還能起到增加潤滑和改善級配的作用。
[0013 ]以上粘結劑的各種原料對于粘結劑的綜合性能起到協同作用。將所述的粘結劑直接涂覆于基體表面時，水分揮發的同時粘結劑組分會瞬間粘附在基體表面而利于耐高溫涂層在基體表面的形成和附著，形成的耐高溫涂層均勻致密、抗熱性能好，利于在高溫條件下對基體形進行保護，防護效果顯著。
[0014]所述的耐高溫無機復合粘結劑的制備方法，先將氫氧化鋁、稀土氧化物、坡縷石粉、空心微珠和水在室溫下混合，再向混合物中加入鋯溶膠、硅酸鹽和活性填充劑，然后在反應溫度為35-60°C的條件下混合而成。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0016](I)所述的耐高溫無機復合粘結劑配方簡單、設計科學，配方成分具有明顯的協同增效作用；
[0017](2)所述的耐高溫無機復合粘結劑不僅具有優良的耐高溫性能(能夠長時間耐受2200°C高溫)，并且在該溫度范圍內具有良好的粘結附著和腐蝕、磨損防護性能，另外還具有固化時間短的優點，安全節能環保；
[0018](3)所述的耐高溫無機復合粘結劑應用范圍廣，既可應用于金屬基體的防護涂層，也可用于高溫耐火材料和高溫窯爐修補料中；
[0019](4)所述的耐高溫無機復合粘結劑的制備方法科學簡單，便于推廣應用。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但其并不限制本發明的實施。
[0021]實施例1
[0022]所述耐高溫無機復合粘結劑，包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁10份，鋯溶膠8份，稀土氧化物0.5份，坡縷石粉15份，硅酸鈉15份，煅燒高嶺土 10份，空心微珠3份，水30份。
[0023]所述稀土氧化物為氧化釔、氧化鑭和氧化鈰的混合物，混合質量比為2:1:3。
[0024]所述空心微珠的粒徑為350-400μπι，容量為420-450kg/m3。
[0025]先將氫氧化鋁、稀土氧化物、坡縷石粉、空心微珠和水在室溫下混合，再向混合物中加入鋯溶膠、硅酸鈉和煅燒高嶺土，然后在反應溫度為40±5°C的條件下混合而成，制得耐高溫無機復合粘結劑。
[0026]實施例2
[0027]所述耐高溫無機復合粘結劑，包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁20份，鋯溶膠3份，稀土氧化物0.2份，坡縷石粉20份，硅酸鈉30份，煅燒高嶺土5份，空心微珠1份，水55份。
[0028]所述稀土氧化物為氧化釔、氧化鑭和氧化鈰的混合物，混合質量比為4:3:8。
[0029]所述空心微珠的粒徑為420-450μπι，容量為460-480kg/m3。
[0030]先將氫氧化鋁、稀土氧化物、坡縷石粉、空心微珠和水在室溫下混合，再向混合物中加入鋯溶膠、硅酸鈉和煅燒高嶺土，然后在反應溫度為45±5°C的條件下混合而成，制得耐高溫無機復合粘結劑。
[0031]實施例3
[0032]所述耐高溫無機復合粘結劑，包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁15份，鋯溶膠5份，稀土氧化物0.3份，坡縷石粉18份，硅酸鈉25份，煅燒高嶺土 6份，空心微珠7份，水45份。
[0033]所述稀土氧化物為氧化釔、氧化鑭和氧化鈰的混合物，混合質量比為1:3:5。
[0034]所述空心微珠的粒徑為450-490μπι，容量為500-530kg/m3。
[0035]先將氫氧化鋁、稀土氧化物、坡縷石粉、空心微珠和水在室溫下混合，再向混合物中加入鋯溶膠、硅酸鈉和煅燒高嶺土，然后在反應溫度為50±5°C的條件下混合而成，制得耐高溫無機復合粘結劑。
[0036]實施例4
[0037]所述耐高溫無機復合粘結劑，包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁12份，鋯溶膠4份，稀土氧化物0.4份，坡縷石粉16份，硅酸鈉23份，煅燒高嶺土7份，空心微珠9份，水52份。
[0038]所述稀土氧化物為氧化釔、氧化鑭和氧化鈰的混合物，混合質量比為3:5:4。
[0039]所述空心微珠的粒徑為350-400μπι，容量為420-450kg/m3。
[0040]先將氫氧化鋁、稀土氧化物、坡縷石粉、空心微珠和水在室溫下混合，再向混合物中加入鋯溶膠、硅酸鈉和煅燒高嶺土，然后在反應溫度為55±5°C的條件下混合而成，制得耐高溫無機復合粘結劑。
[0041]根據以上各實施例及方法制作的耐高溫無機復合粘結劑適用于耐高溫金屬防護涂層、高溫窯爐填補料或其它耐火材料的涂料中，具有良好的粘結強度，能在2200°C及其以下的高溫環境中長期使用并保持其優良粘結附著及腐蝕防護性能。
【主權項】
1.一種耐高溫無機復合粘結劑，其特征在于包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁10-20份，鋯溶膠3-8份，稀土氧化物0.2-0.5份，坡縷石粉15-20份，硅酸鹽15_30份，活性填充劑5-10份，空心微珠3-10份，水30-55份。2.根據權利要求1所述的耐高溫無機復合粘結劑，其特征在于包括以下重量份數的原料:氫氧化鋁15-18份，鋯溶膠5-8份，稀土氧化物0.4-0.5份，坡縷石粉18-20份，硅酸鹽20-25份，活性填充劑6-8份，空心微珠5-8份，水45-50份。3.根據權利要求1所述的耐高溫無機復合粘結劑，其特征在于:鋯溶膠的粒徑為30-300nmo4.根據權利要求1所述的耐高溫無機復合粘結劑，其特征在于:鋯溶膠的固含量為3-8% 05.根據權利要求1所述的耐高溫無機復合粘結劑，其特征在于:稀土氧化物為氧化釔、氧化鑭和氧化鋪的混合物。6.根據權利要求1所述的耐高溫無機復合粘結劑，其特征在于:活性填充劑為煅燒高嶺土。7.根據權利要求1所述的耐高溫無機復合粘結劑，其特征在于:空心微珠的粒徑為350-.5 O Oμm，容量為420_580kg/m3。8.—種權利要求1-7任一所述的耐高溫無機復合粘結劑的制備方法，其特征在于:先將氫氧化鋁、稀土氧化物、坡縷石粉、空心微珠和水在室溫下混合，再向混合物中加入鋯溶膠、硅酸鹽和活性填充劑，然后在反應溫度為35-60°C的條件下混合而成。
【專利摘要】本發明涉及一種耐高溫無機復合粘結劑及其制備方法，屬于粘結劑材料技術領域。本發明所述耐高溫無機復合粘結劑，包括以下重量份數的原料：氫氧化鋁10-20份，鋯溶膠3-8份，稀土氧化物0.2-0.5份，坡縷石粉15-20份，硅酸鹽15-30份，活性填充劑5-10份，空心微珠3-10份，水30-55份。本發明配方簡單、設計科學，具有優異的耐腐蝕性、耐高溫性、耐磨損性和固化時間短等優點，安全節能環保，應用范圍廣；同時本發明提供了一種簡單實用的耐高溫無機復合粘結劑的制備方法。
【IPC分類】C09J1/02, C09J11/04
【公開號】CN105623532
【申請號】CN201610153334
【發明人】范海濤, 于海寶, 馬桂紅
【申請人】淄博市新材料研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月17日