一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂及其制备方法。一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂，其特征在于它由A组份和B组份混合而成，A组份与B组份质量比为1∶2；所述的A组份由磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液加热混合而成；各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液55～75％、热固化酚醛树脂15～30％、聚乙烯醇溶液10～15％；所述的B组份由氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末混合而成，各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末55～75％、锂辉石粉末15～25％、紫木节粉末10～20％。该高温粘结剂具有工作温度高，抗热震性能好，耐水性好，抗腐蚀能力强，气密性好的特点。

权利要求

1.一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂，其特征在于它由A组份和B组份混合而成，A组份与B组份质量比为1:2；

所述的A组份由磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液加热混合而成；各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液55～75%、热固化酚醛树脂15～30%、聚乙烯醇溶液10～15%；

所述的B组份由氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末混合而成，各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末55～75%、锂辉石粉末15～25%、紫木节粉末10～20%；

3

所述磷酸二氢铝溶液的密度为1.8～2.2g/cm，聚乙烯醇溶液的浓度为7.5wt%。

2.根据权利要求1所述的一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂，其特征在于：所述氧化铜粉末粒度为240～300目，锂辉石粉末粒度为300目～400目，紫木节粉末粒度为240～270目。

3.如权利要求1所述的一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）A组份的制备：按各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液55～75%、热固化酚醛树脂15～30%、聚乙烯醇溶液10～15%，选取磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液，置于反应釜中加热至80～100℃混合反应20～35min，得到A组份；

2）B组份的制备：按各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末55～75%、锂辉石粉末15～25%、紫木节粉末10～20%，选取氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末，混合均匀，得到B组份；

3）使用时，按A组份与B组份质量比为1:2，选取A组份和B组份，混合搅拌，得到灰黑色油膏状物质，静置10min后，得到密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂。

说明书

一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 密集烤房用无机非金属材料的工作环境有以下几个主要特点：温度梯度大，烟气酸性强，温度高，对气密性要求高。传统的氧化铜-磷酸盐系粘结剂的主要问题是抗腐蚀性能一般，耐水性较差，抗热震性能差，热膨胀系数较大，不利于粘接密集烤房用无机非金属材料。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂及其制备方法，该高温粘结剂具有工作温度高、抗热震性能好、耐水性好、抗腐蚀能力强的特点。

[0004] 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂，其特征在于它由A组份和B组份混合而成，A组份与B组份质量比为1∶2；

[0005] 所述的A组份(基液)由磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液加热混合而成；各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液55～75％、热固化酚醛树脂15～30％、聚乙烯醇溶液10～15％；

[0006] 所述的B组份(固化剂和填料)由氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末混合而成，各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末55～75％、锂辉石粉末15～25％、紫木节粉末10～20％。

[0007] 所述磷酸二氢铝溶液的密度为1.8～2.2g/cm3，聚乙烯醇溶液的浓度为7.5wt％。

[0008] 所述氧化铜粉末粒度为240～300目，锂辉石粉末粒度为300目～400目，紫木节粉末粒度为240～270目。

[0009] 一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

[0010] 1)A组份(基液)的制备：按各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液55～75％、热固化酚醛树脂15～30％、聚乙烯醇溶液10～15％，选取磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液，置于反应釜中加热至80～100℃混合反应20～35min，得到A组份(基液)；

[0011] 2)B组份(固化剂和填料)的制备：按各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末55～75％、锂辉石粉末15～25％、紫木节粉末10～20％，选取氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末，混合均匀，得到B组份(固化剂和填料)；

[0012] 3)使用时，按A组份与B组份质量比为1∶2，选取A组份和B组份，混合搅拌，得到灰黑色油膏状物质，静置10min后，得到密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂(即可使用)。

[0013] 用所得粘结剂将试件粘结完成后，需按如下热制度进行固化：40℃保温1h，然后升温至80℃保温3h，最后升温至150℃保温1h，降温至常温，热固化阶段完成。

[0014] 传统上氧化铜-磷酸盐粘接剂以磷酸二氢铝溶液为基液，氧化铜粉末为固化剂。本发明加入聚乙烯醇溶液以增强其可塑性，使粘结剂的调制及其施工使用更为方便；加入热固化酚醛树脂，利用其形成的致密高分子网络和耐高温性，提高粘结剂的高温热稳定性能和耐腐蚀性；添加锂辉石作为填料，可以提高粘接剂的抗热震性能，有效提高了其在内外温差较大的环境中的工作寿命；添加紫木节为填料，可以提高粘接剂的可塑性，并利用其黏性使得封接缝隙紧密，气密性和防水性能得到强化。

[0015] 本发明的有益效果是：所提供的密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂有效克服了传统氧化铜-磷酸盐系高温粘接剂的缺点(解决了现有氧化铜-磷酸盐体系高温粘结剂热膨胀系数大、抗腐蚀性能一般、抗热冲击能力差和耐水性差的问题)。本发明具有工作温度高(最高可达1200℃)，抗热震性能好，耐水性好，抗腐蚀能力强等一系列优点，而且还可以根据不同的要求调节配方，使之更好地适应工作环境，达到理想的粘接效果。

具体实施方式

[0016] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

[0017] 实施例1：

[0018] 一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂的制备方法，它包括如下步骤：

[0019] 1)A组份(基液)的制备：按各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液75％、热固化酚醛树脂15％、聚乙烯醇溶液10％，选取磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液，置于反应釜中加热至90℃混合反应25min，得到A组份(基液)；

[0020] 所述磷酸二氢铝溶液的密度为1.8～2.2g/cm3，聚乙烯醇溶液的浓度为7.5wt％。

[0021] 2)B组份(固化剂和填料)的制备：按各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末65％、锂辉石粉末15％、紫木节粉末20％，选取氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末，混合均匀，得到B组份(固化剂和填料)；

[0022] 所述氧化铜粉末粒度为240～300目，锂辉石粉末粒度为300目～400目，紫木节粉末粒度为240～270目。

[0023] 3)使用时，按A组份与B组份质量比为1∶2，选取A组份和B组份，混合搅拌，得到灰黑色油膏状物质，静置10min后，得到密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂(即可使用)。

[0024] 用所得粘结剂将氧化铝陶瓷试件粘结完成后，需按如下热制度进行固化：40℃保温1h，然后升温至80℃保温3h，最后升温至150℃保温1h，降温至常温，热固化阶段完成。

[0025] 将粘接好的氧化铝陶瓷试件进行性能测试，结果如下：

[0026] 1)工作温度测试：工作温度测试：将固化后氧化铝陶瓷试件以6～10℃/min的升温速率升高到不同温度的高温环境中，保温30～120min，取出测试其粘接剪切强度，结果见表1，说明本发明具有工作温度高(最高可达1200℃)的特点。

[0027] 2)抗热震性能测试：将粘接好的试件按照YB/T376.3标准进行试验，符合该标准要求，说明本发明抗热震性能好。

[0028] 3)耐水性测试：将固化后的粘接剂球磨得到粉末，过100目筛，浸泡于20℃恒温蒸馏水中，24h后取出，烘干称量，失重率为0.49wt％，说明本发明耐水性好。

[0029] 4)抗腐蚀性测试：将固化后的粘接剂球磨得到粉末，过100目筛，浸泡于20℃恒温硫酸溶液(浓度为2wt％)中，24h后取出，烘干称量，失重率为1.2wt％，说明本发明抗腐蚀能力强。

[0030] 实施例2：

[0031] 一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂的制备方法，它包括如下步骤：

[0032] 1)A组份(基液)的制备：按各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液60％、热固化酚醛树脂25％、聚乙烯醇溶液15％，选取磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液，置于反应釜中加热至80℃混合反应30min，得到A组份(基液)；

[0033] 所述磷酸二氢铝溶液的密度为1.8～2.2g/cm3，聚乙烯醇溶液的浓度为7.5wt％。

[0034] 2)B组份(固化剂和填料)的制备：按各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末55％、锂辉石粉末25％、紫木节粉末20％，选取氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末，混合均匀，得到B组份(固化剂和填料)；

[0035] 所述氧化铜粉末粒度为240～300目，锂辉石粉末粒度为300目～400目，紫木节粉末粒度为240～270目。

[0036] 3)使用时，按A组份与B组份质量比为1∶2，选取A组份和B组份，混合搅拌，得到灰黑色油膏状物质，静置10min后，得到密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂(即可使用)。

[0037] 用所得粘结剂将氧化铝陶瓷试件粘结完成后，需按如下热制度进行固化：40℃保温1h，然后升温至80℃保温3h，最后升温至150℃保温1h，降温至常温，热固化阶段完成。

[0038] 将粘接好的氧化铝陶瓷试件进行性能测试，结果如下：

[0039] 1)工作温度测试：将固化后氧化铝陶瓷试件以6～10℃/min的升温速率升高到不同温度的高温环境中，保温30～120min，取出测试其粘接剪切强度，结果见表1，说明本发明具有工作温度高(最高可达1200℃)的特点。

[0040] 2)抗热震性能测试：将粘接好的试件按照YB/T376.3标准进行试验，符合该标准要求，说明本发明抗热震性能好。

[0041] 3)耐水性测试：将固化后的粘接剂球磨得到粉末，过100目筛，浸泡于20℃恒温蒸馏水中，24h后取出，烘干称量，失重率为0.36wt％，说明本发明耐水性好。

[0042] 4)抗腐蚀性测试：将固化后的粘接剂球磨得到粉末，过100目筛，浸泡于20℃恒温硫酸溶液(浓度为2wt％)中，24h后取出，烘干称量，失重率为0.88wt％，说明本发明抗腐蚀能力强。

[0043] 实施例3：

[0044] 一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂的制备方法，它包括如下步骤：

[0045] 1)A组份(基液)的制备：按各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液70％、热固化酚醛树脂15％、聚乙烯醇溶液15％，选取磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液，置于反应釜中加热至100℃混合反应20min，得到A组份(基液)；

[0046] 所述磷酸二氢铝溶液的密度为1.8～2.2g/cm3，聚乙烯醇溶液的浓度为7.5wt％。

[0047] 2)B组份(固化剂和填料)的制备：按各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末55％、锂辉石粉末25％、紫木节粉末20％，选取氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末，混合均匀，得到B组份(固化剂和填料)；

[0048] 所述氧化铜粉末粒度为240～300目，锂辉石粉末粒度为300目～400目，紫木节粉末粒度为240～270目。

[0049] 3)使用时，按A组份与B组份质量比为1∶2，选取A组份和B组份，混合搅拌，得到灰黑色油膏状物质，静置10min后，得到密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂(即可使用)。

[0050] 用所得粘结剂将氧化铝陶瓷试件粘结完成后，需按如下热制度进行固化：40℃保温1h，然后升温至80℃保温3h，最后升温至150℃保温1h，降温至常温，热固化阶段完成。

[0051] 将粘接好的氧化铝陶瓷试件进行性能测试，结果如下：

[0052] 1)工作温度测试：工作温度测试：将固化后氧化铝陶瓷试件以6～10℃/min的升温速率升高到不同温度的高温环境中，保温30～120min，取出测试其粘接剪切强度，结果见表1，说明本发明具有工作温度高(最高可达1200℃)的特点。

[0053] 2)抗热震性能测试：将粘接好的试件按照YB/T376.3标准进行试验，符合该标准要求，说明本发明抗热震性能好。

[0054] 3)耐水性测试：将固化后的粘接剂球磨得到粉末，过100目筛，浸泡于20℃恒温蒸馏水中，24h后取出，烘干称量，失重率为0.78wt％，说明本发明耐水性好。

[0055] 4)抗腐蚀性测试：将固化后的粘接剂球磨得到粉末，过100目筛，浸泡于20℃恒温硫酸溶液(浓度为2wt％)中，24h后取出，烘干称量，失重率为1.68wt％，说明本发明抗腐蚀能力强。

[0056] 实施例4：

[0057] 一种密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂的制备方法，它包括如下步骤：

[0058] 1)A组份(基液)的制备：按各原料所占A组份的质量百分数为：磷酸二氢铝溶液55％、热固化酚醛树脂30％、聚乙烯醇溶液15％，选取磷酸二氢铝溶液、热固化酚醛树脂和聚乙烯醇溶液，置于反应釜中加热至90℃混合反应35min，得到A组份(基液)；

[0059] 所述磷酸二氢铝溶液的密度为1.8～2.2g/cm3，聚乙烯醇溶液的浓度为7.5wt％。

[0060] 2)B组份(固化剂和填料)的制备：按各原料所占B组份的质量百分数为：氧化铜粉末75％、锂辉石粉末15％、紫木节粉末10％，选取氧化铜粉末、锂辉石粉末和紫木节粉末，混合均匀，得到B组份(固化剂和填料)；

[0061] 所述氧化铜粉末粒度为240～300目，锂辉石粉末粒度为300目～400目，紫木节粉末粒度为240～270目。

[0062] 3)使用时，按A组份与B组份质量比为1∶2，选取A组份和B组份，混合搅拌，得到灰黑色油膏状物质，静置10min后，得到密集烤房用无机非金属材料高温粘结剂(即可使用)。

[0063] 用所得粘结剂将氧化铝陶瓷试件粘结完成后，需按如下热制度进行固化：40℃保温1h，然后升温至80℃保温3h，最后升温至150℃保温1h，降温至常温，热固化阶段完成。

[0064] 将粘接好的氧化铝陶瓷试件进行性能测试，结果如下：

[0065] 1)工作温度测试：工作温度测试：将固化后氧化铝陶瓷试件以6～10℃/min的升温速率升高到不同温度的高温环境中，保温30～120min，取出测试其粘接剪切强度，结果见表1，说明本发明具有工作温度高(最高可达1200℃)的特点。