一种酸性无机修补剂及其制备方法、修补方法

摘要

本发明提供了一种酸性无机修补剂及其制备方法、修补方法，包括：硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉；其中，所述硅溶胶的pH值为2~5。本发明所述的酸性无机修补剂，可以避免有机树脂高温分解的问题，适于高温使用，且对不耐碱的陶瓷及其复合材料产品具有稳定、持久的修补效果。

权利要求

1.一种酸性无机修补剂，其特征在于，按重量份计，包括，硅溶胶5‑100份、二氧化硅粉

1‑50份、氮化硼粉0.1‑10份、玻璃釉0.1‑20份、水1‑25份、乙醇1‑25份；其中，所述硅溶胶的pH值为2‑5；所述硅溶胶的浓度为15%‑60%。

2.根据权利要求1所述的酸性无机修补剂，其特征在于，所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉。

3.根据权利要求1所述的酸性无机修补剂，其特征在于，所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。

4.根据权利要求1所述的酸性无机修补剂，其特征在于，按重量份计，包括：硅溶胶10‑

60份、二氧化硅2‑10份、氮化硼0.1‑1份、玻璃釉2‑10份、水2‑20份、乙醇2‑20份。

5.一种基于权利要求1所述的酸性无机修补剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉、水、乙醇混合均匀，即得。

6.一种利用权利要求1所述的酸性无机修补剂的修补方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于80℃、150℃、165℃、250℃下固化，所述固化的时间为1h、4h、5h、10h；然后将固化后的待修复产品置于500℃‑800℃下烧结，所述烧结的时间为1‑5h，即可。

说明书

一种酸性无机修补剂及其制备方法、修补方法

技术领域

[0001] 本发明属于无机非金属材料技术领域，具体而言，本发明涉及一种酸性无机修补剂及其制备方法、修补方法。

背景技术

[0002] 由于陶瓷及其复合材料结构特征及材料特性，在产品机械加工时容易造成表面纤维脱落、崩边，致使产品表面形成凹坑等缺陷，缺陷深度一般在1mm以内。由于陶瓷及其复合
材料产品制备周期长、成本高，若是因为外观质量原因造成产品报废，对企业来说是巨大的
经济损失，对整个产品生产进度也必将造成严重影响。

[0003] 为解决上述问题，中国专利文献CN110819228A中公开了一种隔热耐烧蚀可维护修补剂，并具体公开了其由有机硅树脂及耐高温填料组成。但是该修补剂采用有机硅树脂，通
常在200℃‑300℃左右就开始分解，在陶瓷及其复合材料的产品应用环境较低时，该修补剂
能够满足使用要求，但是当产品的应用环境温度更高时，包含有机硅树脂的修补剂的可靠
性则大大降低。

[0004] 采用无机修补剂可以避免有机树脂高温分解的问题，但是无机修补剂中，常常添加碱金属成分，这种无机修补剂在应用于不耐碱的陶瓷及其复合材料产品，例如包含石英
的陶瓷材料时，长时间使用会造成产品的修补部位被腐蚀。

[0005] 鉴于此，目前亟待提出一种适于高温使用的酸性无机修补剂。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种酸性无机修补剂，以解决现有技术中的修补剂不适于高温使用、对不耐碱的陶瓷及其复合材料产品具有腐蚀性的技术问题。

[0007] 为了解决上述问题，本发明提供一种酸性无机修补剂，包括：硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉；其中，所述硅溶胶的pH值为2 5。
~

[0008] 优选地，所述硅溶胶的浓度为15% 60%。~

[0009] 优选地，所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉。

[0010] 优选地，所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。

[0011] 所述玻璃釉的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化硼等。

[0012] 优选地，所述的酸性无机修补剂，还包括水、乙醇。

[0013] 进一步优选地，所述水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0014] 优选地，所述的酸性无机修补剂，按重量份计，包括：硅溶胶5 100份、二氧化硅粉1~
50份、氮化硼粉0.1 10份、玻璃釉0.1 20份、水1 25份、乙醇1 25份。
~ ~ ~ ~ ~

[0015] 进一步优选地，所述的酸性无机修补剂，按重量份计，包括：硅溶胶10 60份、二氧~
化硅2 10份、氮化硼0.1 1份、玻璃釉2 10份、水2 20份、乙醇2 20份。
~ ~ ~ ~ ~

[0016] 本发明的酸性无机修补剂的制备方法，包括如下步骤：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0017] 本发明还提供一种利用所述的酸性无机修补剂的修补方法，包括如下步骤：

[0018] 将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于80℃250℃下固化，然后将固化后的待修复产品置于500℃ 800℃下烧结，即可。
~ ~

[0019] 优选地，所述固化的时间为1 10h；所述烧结的时间为1 5h。~ ~

[0020] 本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

[0021] 本发明所述的酸性无机修补剂，包括硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉，其中，硅溶胶的pH值为2 5。硅溶胶作为溶剂，化学性质稳定，可以提供酸性环境，使得由此得到的修
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补剂呈酸性，避免修补剂对包含不耐碱性的成分的陶瓷及其复合材料的腐蚀，适用于耐酸、
不耐碱的陶瓷及其复合材料的修补。同时，硅溶胶吸附性好，可保障修补部位的可靠性，且
硅溶胶经固化、烧结后性质稳定，在900℃的高温下不会出现熔融、粘结等现象。二氧化硅作
为填充剂，与硅溶胶配合可均匀混合，提高修补剂中的二氧化硅含量，使产品的耐高温性能
稳定不变。氮化硼在空气中烧结可氧化成氧化硼，氧化硼在高温下具有流动性，与二氧化硅
形成硼硅酸盐玻璃，因此，可以在较低的温度下形成粘结剂，降低修补剂的成型温度，使得
修补剂涂覆后在500‑800℃下就可以起到粘接，降低了使用条件的要求。玻璃釉主要成分是
二氧化硅、三氧化二铝、氧化硼等，其本身含有氧化硼，可优先于氮化硼与二氧化硅反应起
到粘接作用。

具体实施方式

[0022] 本发明各实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。各实施例中所用
原料均为市场购得。

[0023] 实施例1

[0024] 本实施例的酸性无机修补剂，由以下重量份的原料组成：

[0025] 硅溶胶5份、二氧化硅粉50份、氮化硼粉0.1份、玻璃釉10份、水1份、乙醇25份。

[0026] 其中，所述硅溶胶的pH值为2，浓度为60%；所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉；所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。所述
水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0027] 本实施例所述的酸性无机修补剂，其制备方法如下：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0028] 本实施例所述的酸性无机修补剂的修补方法如下：将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于80℃下固化10h，然后将固化后的待修复产品
置于500℃下烧结1h，即可。

[0029] 实施例2

[0030] 本实施例的酸性无机修补剂，由以下重量份的原料组成：

[0031] 硅溶胶100份、二氧化硅粉25份、氮化硼粉10份、玻璃釉0.1份、水25份、乙醇13份。

[0032] 其中，所述硅溶胶的pH值为5，浓度为15%；所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉；所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。所述
水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0033] 本实施例所述的酸性无机修补剂，其制备方法如下：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0034] 本实施例所述的酸性无机修补剂的修补方法如下：将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于250℃下固化5h，然后将固化后的待修复产品
置于800℃下烧结5h，即可。

[0035] 实施例3

[0036] 本实施例的酸性无机修补剂，由以下重量份的原料组成：

[0037] 硅溶胶52份、二氧化硅粉1份、氮化硼粉5份、玻璃釉20份、水13份、乙醇1份。

[0038] 其中，所述硅溶胶的pH值为4，浓度为37%；所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉；所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。所述
水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0039] 本实施例所述的酸性无机修补剂，其制备方法如下：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0040] 本实施例所述的酸性无机修补剂的修补方法如下：将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于165℃下固化1h，然后将固化后的待修复产品
置于650℃下烧结3h，即可。

[0041] 实施例4

[0042] 本实施例的酸性无机修补剂，由以下重量份的原料组成：

[0043] 硅溶胶10份、二氧化硅6份、氮化硼1份、玻璃釉2份、水11份、乙醇2份。

[0044] 其中，所述硅溶胶的pH值为3，浓度为40%；所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉；所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。所述
水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0045] 本实施例所述的酸性无机修补剂，其制备方法如下：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0046] 本实施例所述的酸性无机修补剂的修补方法如下：将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于150℃下固化10h，然后将固化后的待修复产
品置于600℃下烧结3h，即可。

[0047] 实施例5

[0048] 本实施例的酸性无机修补剂，由以下重量份的原料组成：

[0049] 硅溶胶60份、二氧化硅10份、氮化硼0.5份、玻璃釉6份、水11份、乙醇20份。

[0050] 其中，所述硅溶胶的pH值为3，浓度为40%；所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉；所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。所述
水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0051] 本实施例所述的酸性无机修补剂，其制备方法如下：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0052] 本实施例所述的酸性无机修补剂的修补方法如下：将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于150℃下固化5h，然后将固化后的待修复产品
置于600℃下烧结3h，即可。

[0053] 实施例6

[0054] 本实施例的酸性无机修补剂，由以下重量份的原料组成：

[0055] 硅溶胶35份、二氧化硅2份、氮化硼0.1份、玻璃釉10份、水20份、乙醇11份。

[0056] 其中，所述硅溶胶的pH值为3，浓度为40%；所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉；所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。所述
水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0057] 本实施例所述的酸性无机修补剂，其制备方法如下：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0058] 本实施例所述的酸性无机修补剂的修补方法如下：将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于150℃下固化4h，然后将固化后的待修复产品
置于600℃下烧结3h，即可。

[0059] 实施例7

[0060] 本实施例的酸性无机修补剂，由以下重量份的原料组成：

[0061] 硅溶胶60份、二氧化硅10份、氮化硼1份、玻璃釉5份、水20份、乙醇11份。

[0062] 其中，所述硅溶胶的pH值为3，浓度为40%；所述二氧化硅为细度5000目以上、纯度99.0%以上的二氧化硅粉；所述氮化硼为细度200目以上、纯度99.0%以上的氮化硼粉。所述
水为高纯水，乙醇为分析纯。

[0063] 本实施例所述的酸性无机修补剂，其制备方法如下：取硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉混合均匀，即得。

[0064] 本实施例所述的酸性无机修补剂的修补方法如下：将所述酸性无机修补剂涂覆于待修补产品的表面，再将所述待修补产品置于150℃下固化4h，然后将固化后的待修复产品
置于600℃下烧结3h，即可。

[0065] 实施例8

[0066] 本实施例的酸性无机修补剂，与实施例7相同，区别仅在于：玻璃釉的用量为1份。

[0067] 实施例9

[0068] 本实施例的酸性无机修补剂，与实施例7相同，区别仅在于：玻璃釉的用量为8份。

[0069] 对比例1

[0070] 本对比例与实施例7的原料组成相同，区别仅在于：不包括氧化硼。采用与实施例7相同的制备方法、修补方法。

[0071] 对比例2

[0072] 本对比例与实施例7的原料组成相同，区别仅在于：不包括硅溶胶。采用与实施例7相同的制备方法、修补方法。

[0073] 对比例3

[0074] 本对比例与实施例7的原料组成相同，区别仅在于：不包括玻璃釉。采用与实施例7相同的制备方法、修补方法。

[0075] 效果试验例

[0076] 取实施例1‑9、对比例1‑3中制备得到的修补剂，编号为1‑12，分别进行以下试验：

[0077] 按照各实施例的修补方法，对相同的两片尺寸为12cm*12cm*2cm的含石英陶瓷材料进行粘接，并对得到的修补层的外观、粘接强度，1000℃温度下放置2分钟后外观及重量
损失率进行测定。

[0078] 经测定，得到实验结果如下：

[0079]

[0080] 由上述结果可知，本发明所述的酸性无机修补剂，可以避免有机树脂高温分解的问题，适于高温使用，且对不耐碱的陶瓷及其复合材料产品具有稳定、持久的修补效果。实
施例7在硅溶胶、二氧化硅、氮化硼、玻璃釉的用量关系为60：10：1：5时综合性能最优。实施
例8、9中，玻璃釉的用量相较于实施例7过多或过少都无法达到最优性能。

[0081] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或
变动仍处于本发明创造的保护范围之中。