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耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑耐高溫性能優(yōu)異、收縮率小、硬度高，耐磨系數(shù)高，抗老化性好，是很有發(fā)展前途的一類特種粘合劑。適用于300℃-1800℃高溫條件下粘結(jié)，尤其適用于高溫爐窯砌筑或修補(bǔ)。如陶瓷等的粘接，各種高溫爐窯、熱處理爐砌筑和修補(bǔ)，爐窯輪修的噴補(bǔ)料，及粘貼硅酸鋁耐火纖維等。
一、耐高溫?zé)o機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑配方生產(chǎn)技術(shù)
要求較長(zhǎng)時(shí)間處于高溫條件（例如 400-1400 °C )下的材料具有優(yōu)良的強(qiáng)度和壽命，在其表面涂覆防護(hù)涂層是較簡(jiǎn)單易行的方法，例如，要進(jìn)行熱軋工序的各種金屬基體，所涂覆的防護(hù)涂層必須是耐高溫涂層，而為實(shí)現(xiàn)涂層與材料表面的有效結(jié)合，均需要在涂層原料中添加粘結(jié)劑；很多耐高溫材料，例如高溫窯爐填補(bǔ)料、耐火材料等，其材料中耐高溫粘結(jié)劑的使用也是必不可少的。
粘結(jié)劑的耐高溫性能是影響涂層防護(hù)效果及耐高溫材料強(qiáng)度的重要因素之一。ϋ前使用的這類粘結(jié)劑一般分為有機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)粘結(jié)劑。有機(jī)粘結(jié)劑對(duì)受熱溫度的耐受能力有限，不能耐受高達(dá)1400°C的溫度。目前常用的無機(jī)粘結(jié)劑包括有水玻璃和鱗酸二氫鋁。水玻璃中的鈉或鉀在高溫下對(duì)基體有很強(qiáng)的腐蝕作用，并且在900°C以上開始嚴(yán)重分解，會(huì)逐步失去粘結(jié)作用；常用的磷酸二氫鋁或以磷酸二氫鋁為主要成分的無機(jī)粘結(jié)劑則酸性太強(qiáng)，會(huì)與涂層或材料中其它組分反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生沉淀，粘結(jié)性能下降，例如導(dǎo)致不易于在材料基體表面的均勻涂覆，并且涂層在高溫下容易開裂，尤其是溫度達(dá)到1200°C更開始出現(xiàn)較強(qiáng)的分解。
提高耐高溫涂層的防護(hù)性能和耐高溫材料的粘結(jié)強(qiáng)度，可利于降低熱軋金屬工件在加熱爐工序產(chǎn)生的氧化燒損率和提高金屬工件表面質(zhì)量穩(wěn)定性，也利于提高高溫窯爐填補(bǔ)料或耐火材料的強(qiáng)度，延長(zhǎng)其使用壽命。為解決粘結(jié)劑在高溫下的穩(wěn)定性問題，目前較多的做法是添加一些耐高溫助劑，例如加入碳化硅類特種材料，而導(dǎo)致粘結(jié)劑的成本增加，應(yīng)用范圍受到限制。
本技術(shù)用于高溫環(huán)境中的無機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑，通過對(duì)成分及配比的篩選和確定，得到的粘結(jié)劑能在高達(dá)1700 °C的高溫下仍可保持良好的粘結(jié)性能。
該粘結(jié)劑可用于高溫窯爐填補(bǔ)料（修補(bǔ)料）中，粘結(jié)劑與填補(bǔ)料組分如剛玉、石英、鋁礬土、耐火粘土、以及碳、碳化物等耐火骨料均有良好的潤(rùn)濕性和膠合性能，可與骨料配制成整體構(gòu)筑材料和修補(bǔ)用材料、砌筑材料及接縫材料等不定形耐火漿料。配制的耐火漿料同樣可以實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境的直接噴涂修補(bǔ)，填補(bǔ)料在高溫下也能具有良好的強(qiáng)度，測(cè)定結(jié)果在1300°C下的平均抗壓強(qiáng)度在90兆帕左右，抗折強(qiáng)度在8兆帕左右，修補(bǔ)料與基體耐火材料有很好的結(jié)合性能，熱膨脹系數(shù)相當(dāng)，改善了涂層的防護(hù)性能，利于提高爐體壽命，節(jié)約了修復(fù)工期和能量，也可延長(zhǎng)窯爐壽命；該粘結(jié)劑還可適用于各種耐高溫材料中，例如作為耐火材料或阻燃材料的粘結(jié)劑，提高耐火材料在高溫環(huán)境下的強(qiáng)度。
技術(shù)特點(diǎn)：
1、本技術(shù)的粘結(jié)劑是一種利用無機(jī)材料制成的耐高溫?zé)o機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑，應(yīng)用溫度范圍廣，可以在 1700°C高溫環(huán)境中保持其粘結(jié)性能；
2、本技術(shù)耐高溫?zé)o機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑可替代目前使用的粘結(jié)劑添加于耐高溫涂料中， 涂料可直接在400-1000°C的高溫基體表面應(yīng)用（例如噴涂）形成防護(hù)涂層，水分揮發(fā)的同時(shí)粘結(jié)劑組分會(huì)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、抗熱震性能好，利于在高溫條件下對(duì)基體形進(jìn)行保護(hù)，防護(hù)效果顯著；
3、本技術(shù)耐高溫?zé)o機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑應(yīng)用范圍廣，既可應(yīng)用于金屬基體的防護(hù)涂層，也可用于高溫耐火材料和高溫窯爐修補(bǔ)料中。
二、高熵磷酸鹽高溫粘結(jié)劑配方生產(chǎn)技術(shù)
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，粘結(jié)技術(shù)作為一種連接不同物質(zhì)的方法，被越來越廣泛的應(yīng)用。在耐高溫領(lǐng)域，粘結(jié)劑也發(fā)揮了其應(yīng)有的作用。耐高溫粘結(jié)劑由于其在耐溫性能方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前已廣泛應(yīng)用于多種高科技領(lǐng)域，特別是航空、航天、汽車及鍋爐等領(lǐng)域，耐高溫粘結(jié)劑發(fā)揮著不可替代的重要作用。
目前，應(yīng)用于中低溫領(lǐng)域的粘結(jié)劑已經(jīng)有大量報(bào)道，廣泛應(yīng)用于蒸汽管道、發(fā)動(dòng)機(jī)外殼及排氣管領(lǐng)域，均具有良好的耐溫防腐蝕效果。而應(yīng)用于高溫領(lǐng)域如各種高溫窯爐、燒結(jié)爐、高溫冶煉、航天航空等方面的高溫腐蝕防護(hù)的粘結(jié)劑的性能均較為單一，難以應(yīng)付環(huán)境復(fù)雜惡劣的高溫設(shè)備與部件的腐蝕防護(hù)。
市場(chǎng)上現(xiàn)有的各種水溶性磷酸鹽的性能會(huì)隨著金屬陽(yáng)離子的不同而發(fā)生很大改變，如磷酸二氫鈣的耐水性較好，但在附著及溶解度方面較差；而磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂在強(qiáng)度及附著方面較好，但耐水性能稍差。如上所述，各種單金屬元素水溶性磷酸鹽粘結(jié)劑均存在著明顯的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際的應(yīng)用中，不能夠同時(shí)滿足耐水、粘結(jié)強(qiáng)度以及附著、防腐等性能要求。而此技術(shù)由高熵磷酸鹽MXHYPO4組成，通過將各種金屬離子進(jìn)行復(fù)配，并調(diào)整其用量，旨在解決現(xiàn)的粘結(jié)劑性能均較為單一，耐高溫性能較差，在高溫環(huán)境下粘結(jié)、附著以及腐蝕防護(hù)性能不足的問題。
因此，開發(fā)能夠作為涂料成膜物質(zhì)并且能夠耐受1500℃以上溫度、各方面性能均較優(yōu)異的粘結(jié)劑具有重要的實(shí)際意義及廣闊的市場(chǎng)前景。
本技術(shù)高熵磷酸鹽高溫粘結(jié)劑，通過嫁接各種金屬離子及對(duì)其用量的調(diào)整，旨在解決現(xiàn)有的粘結(jié)劑性能均較為單一，耐高溫性能較差，在高溫環(huán)境下粘結(jié)、附著以及腐蝕防護(hù)性能不足的問題。
高溫粘結(jié)劑的應(yīng)用領(lǐng)域包括陶瓷材料、高溫涂料、超高溫膠粘劑、高溫窯爐修補(bǔ)料、陶瓷涂層、阻燃涂層、隔熱反射熱涂層、耐火材料。
本技術(shù)高溫粘結(jié)劑，自然冷卻后為藍(lán)色、無色透明或半透明狀液體。本技術(shù)所述高溫粘結(jié)劑的制備方法，可控性好，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，便于推廣應(yīng)用。
三、耐高溫復(fù)合無機(jī)粘結(jié)劑配方生產(chǎn)技術(shù)
耐高溫復(fù)合無機(jī)粘結(jié)劑可以應(yīng)用于包括耐高溫涂料、陶瓷涂層、陶瓷材料、高溫窯爐修補(bǔ)料、定形或不定形耐火材料、阻燃涂層、耐高溫膠黏劑等領(lǐng)域。
20世紀(jì)50年代以來，隨著工業(yè)對(duì)于高溫環(huán)境下作業(yè)的材料、結(jié)構(gòu)等的要求越來越高，人們開發(fā)了各種各樣的高溫防護(hù)涂層，從傳統(tǒng)意義上的單層涂層到多層復(fù)合梯度涂層，涂層材料由單純的金屬材料到現(xiàn)在的陶瓷涂層及金屬材料和陶瓷材料的復(fù)合型涂層，并賦予涂層材料防腐蝕、抗氧化保護(hù)以及某些特殊功能等。
金屬材料的耐熱防護(hù)由上世紀(jì)50年代的700℃～750℃到今天的接近2000℃，涂層材料由單純的鋁化物涂層發(fā)展到現(xiàn)在的陶瓷熱障涂層技術(shù)，施工方法也從簡(jiǎn)單的浸漬鋁、加熱滲鋁技術(shù)到今天的低壓等離子噴涂，物理或化學(xué)氣相沉積等方法。盡管這些材料及工藝制備得到的涂層耐高溫、抗氧化、防腐蝕性能都很優(yōu)越，但是其原材料及施工設(shè)備成本高昂，大面積施工困難，對(duì)于大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用仍然不具有實(shí)際意義。
無機(jī)非金屬材料的使用溫度一般不低于1400℃。目前各種使用無機(jī)非金屬材料的鍋爐、窯爐等鮮有使用涂層對(duì)無機(jī)材料進(jìn)行防護(hù)的，這不僅會(huì)造成無機(jī)材料的腐蝕影響窯爐的使用壽命，也不利于窯爐、鍋爐的節(jié)能降耗，而且增加了生產(chǎn)成本，甚至不能夠生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
基于上述原因，能夠通過傳統(tǒng)的空氣噴涂，在較低溫度甚至是常溫下成膜且能夠耐受高溫的粘結(jié)劑成為高溫防護(hù)領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸問題，這也引起了廣大研究人員的興趣。目前，能夠初步滿足以上條件的粘結(jié)劑主要有硅酸鹽、磷酸鹽和溶膠等幾大類。堿金屬硅酸鹽為硅酸鹽類粘結(jié)劑的典型代表，其具有低溫甚至常溫成膜、成本低廉、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是易老化、脆性大、易吸水、耐酸性較差、涂層致密性較差、固化收縮率大等，當(dāng)然其不夠高的耐溫性（<1000℃）也限制了其在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。
磷酸鹽類粘結(jié)劑中最常用的為磷酸二氫鋁。磷酸二氫鋁粘結(jié)劑具有耐高溫（～1600℃）、耐燒蝕、可塑性較強(qiáng)、固化收縮率小、耐熱沖擊性較強(qiáng)，并且具有高溫瓷化性及類似于耐火材料的耐火性。磷酸二氫鋁粘結(jié)劑在隨著溫度升高到1300℃～1600℃之間時(shí)以方石英型磷酸鋁的形式存在，該晶型為磷酸鋁鹽的最穩(wěn)定形態(tài)且具有最高的耐火度（1600℃），在溫度高于1600℃時(shí)磷酸鋁粘結(jié)劑就會(huì)熔化，甚至脫落，失去保護(hù)作用。
常用的溶膠類粘結(jié)劑有硅溶膠、鋁溶膠、鈦溶膠、鋯溶膠等。它們作為成膜物質(zhì)時(shí)，得到的涂膜具有耐酸堿、耐高溫、耐磨損等優(yōu)越的性能，但是由于其本身性質(zhì)所限，單獨(dú)的溶膠類粘結(jié)劑很難成膜，需要與其他成膜物質(zhì)配合使用。其中鈦溶膠由于其干燥固化后形成的二氧化鈦的熔點(diǎn)較低，使得其在超過1600℃的高溫防護(hù)涂層材料中較少使用。硅溶膠、鋁溶膠、鋯溶膠干燥固化后分別形成二氧化硅、三氧化二鋁和二氧化鋯，這些物質(zhì)均具有較高的熔點(diǎn)，尤其是二氧化鋯，其熔點(diǎn)2680℃，耐火度為2200℃，二氧化鋯在成膜后，涂層的耐熱性極高。
基于單一粘結(jié)劑存在難以回避的技術(shù)缺陷，國(guó)內(nèi)外開始研發(fā)具有綜合優(yōu)勢(shì)的復(fù)合粘結(jié)劑，期望得到具有耐高溫且易成膜的粘結(jié)劑。
本技術(shù)耐高溫復(fù)合無機(jī)粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑不僅具有優(yōu)良的耐高溫性能（能夠長(zhǎng)時(shí)間耐受2000℃高溫），并且在該溫度范圍內(nèi)具有良好的粘結(jié)附著和腐蝕防護(hù)性能，可應(yīng)用于300℃～2000℃溫度范圍內(nèi)的耐高溫涂層。本技術(shù)耐高溫復(fù)合無機(jī)粘結(jié)劑制備方法簡(jiǎn)單，便于推廣應(yīng)用。
耐高溫復(fù)合無機(jī)粘結(jié)劑，其中所述的體系的反應(yīng)溫度為30℃～80℃，體系的攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm～800rpm。最后得到的粘結(jié)劑為乳白色半透明狀液體。
本技術(shù)的粘結(jié)劑中使用的鋯溶膠可以為通過制備或商購(gòu)得到的各種鋯溶膠。鋯溶膠可以極大程度上的提高磷酸二氫鋁粘結(jié)劑的耐溫性能，并且參與成膜，對(duì)于高溫下的粘附強(qiáng)度，抗熱震性能均具有極大的促進(jìn)作用。因此，本技術(shù)的粘結(jié)劑是在磷酸二氫鋁中添加適量的鋯溶膠，從而形成復(fù)合粘結(jié)劑，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)效果。
本技術(shù)的粘結(jié)劑加入到耐高溫基料中可以制成一種耐高溫材料，所述粘結(jié)劑的含量占耐高溫材料總質(zhì)量百分比為10%～90%。優(yōu)選所述粘結(jié)劑的含量占耐高溫材料總質(zhì)量百分比優(yōu)選為20%～60%。所述的耐高溫基料包括耐高溫涂料、陶瓷涂層、防火涂料、陶瓷材料、高溫窯爐修補(bǔ)料、耐火材料、阻燃材料、耐高溫膠黏劑中的一種或幾種。
本技術(shù)的粘結(jié)劑經(jīng)單獨(dú)成膜或添加到耐高溫類涂料中，能夠形成致密均勻的涂膜，其主要作為各種金屬或無機(jī)非金屬工件熱處理溫度下的防護(hù)涂層。本技術(shù)的粘結(jié)劑，粘結(jié)力強(qiáng)，耐腐蝕性能優(yōu)異，可長(zhǎng)時(shí)間耐受2000℃的高溫環(huán)境。該粘結(jié)劑還可用于高溫窯爐的定形或不定形耐火材料中，粘結(jié)劑與不定形耐火材料的組分如鋯剛玉、鋯英砂、氧化鋯、尖晶石、莫來石、鋁礬土、耐火粘土、石英、剛玉以及碳、碳化物等耐火料均具有良好的潤(rùn)濕性和膠合性能。該粘結(jié)劑還可適用于各種耐高溫材料中，例如作為耐火材料或阻燃材料的粘結(jié)劑，提高耐火材料及阻燃材料在高溫環(huán)境下的強(qiáng)度。
當(dāng)本技術(shù)的耐高溫復(fù)合無機(jī)粘結(jié)劑用于耐高溫涂料、陶瓷涂層、防火涂料、阻燃涂層時(shí)，通過常規(guī)的空氣噴涂即可施工，當(dāng)?shù)撞臑榻饘俨牧蠒r(shí)，一般需對(duì)底材進(jìn)行打磨、除油及除銹等常規(guī)處理；當(dāng)?shù)撞臑闊o機(jī)非金屬材料時(shí)，無需對(duì)底材進(jìn)行處理，只需用壓縮空氣吹干凈表面的灰塵即可。在底材處理完成一小時(shí)內(nèi)進(jìn)行空氣噴涂，噴涂1～5道，涂層厚度一般為50μm～100μm，在最低溫度為240℃下烘烤至少1h，即可得到理想的涂層。當(dāng)用于陶瓷材料、耐火材料、窯爐修補(bǔ)料時(shí)，直接與骨料進(jìn)行攪拌混合、成型、干燥，在一定溫度下燒結(jié)即可，能夠在不犧牲耐火材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上大幅度降低燒結(jié)溫度，降低生產(chǎn)成本。
特性優(yōu)點(diǎn)：
一、該粘結(jié)劑能夠耐受2000℃的高溫，實(shí)現(xiàn)這一效果的原因：磷酸二氫鋁其本身就能夠耐受1600℃高溫，氧化鋯的熔點(diǎn)為2680℃，耐火度為2200℃，在該體系中二氧化鋯以鋯溶膠的形式引入。將磷酸二氫鋁和鋯溶膠按一定的比例復(fù)配后，在高溫下鋯溶膠粒子表面上的Zr-OH基團(tuán)可以與磷酸鋁鹽結(jié)合形成Zr-O-P鍵，從而提高粘結(jié)劑的耐溫性能。
二、該粘結(jié)劑具有優(yōu)良的抗熱震性能，通過對(duì)各組分含量的調(diào)節(jié)，該粘結(jié)劑可以實(shí)現(xiàn)與金屬或無機(jī)非金屬材料相近的線膨脹系數(shù)，從而提高其抗熱震性能。
三、該粘結(jié)劑的儲(chǔ)存期長(zhǎng)，磷酸二氫鋁在常溫下不粘結(jié)反應(yīng)，在水溶液中以離子形式存在。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，磷酸二氫鋁水溶液與鋯溶膠混合后，其不會(huì)對(duì)鋯溶膠粒子的吸附層形成明顯影響。另外，磷酸二氫鋁水溶液與鋯溶膠混合后，鋯溶膠的相對(duì)濃度降低，也有利于該粘結(jié)劑的穩(wěn)定儲(chǔ)存。
四、本技術(shù)粘結(jié)劑的制備過程中沒有添加任何有機(jī)物或有毒有害成分，也沒有任何對(duì)健康有潛在威脅的成分，其所使用的溶劑為水，因此該涂料是真正的水性無機(jī)粘結(jié)劑，是一種環(huán)保型耐高溫粘結(jié)劑。
技術(shù)服務(wù)：高溫窯爐修補(bǔ)耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑配方生產(chǎn)技術(shù)320元，包括生產(chǎn)配方、工藝流程等，提供技術(shù)支持。
上一技術(shù)：干膜清槽液下一技術(shù)：不銹鋼蝕刻液
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