CN101514277B - 具有低膨胀系数的耐高温粘合剂 - Google Patents

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Abstract

具有低膨胀系数的耐高温粘合剂属于高温粘合剂领域。本发明拟解决现有高温粘接胶的低温下强度不高，高温下对不同线膨胀系数基材的粘接效果差的问题。本发明粘合剂的组分及质量百分含量如下：粘合剂的组分及质量百分含量如下：硅酸钠溶液35-45％、陶瓷粉体50-60％、复合金属氧化物粉末1-3％、磷酸盐粉末1-3％，硼酸粉末0.1-0.3％；其中，所述的陶瓷粉体、复合金属氧化物粉末、磷酸盐粉末和硼酸粉末的粒度均为300-400目。本发明粘合剂具有线膨胀系数可调，可与不同基材相匹配，高温粘接效果好，固化简单等优点。

Description

具有低膨胀系数的耐高温粘合剂
技术领域
本发明属于高温粘合剂领域，具体涉及一种具有低膨胀系数且一定范围内线膨胀系数可调，可与不同基材相匹配，适用于600-800℃高温下粘接的粘合剂。
背景技术
近年来，随着高温粘合剂的应用越来越广泛，应用环境越来越苛刻，对高温粘接胶的质量要求也越来越严格。传统的用于高温粘接的无机胶尽管耐高温性较好，但存在内聚强度低，脆性大，耐水性差等缺陷，如，专利申请CN1253156A公布的陶瓷胶黏剂尽管耐温性较好，但低温性能并不理想，且固化要求高，须在50-200℃缓慢固化，而后再经800-1000℃高温烧结，才能获得较好的粘接性能。而，高温下材料易发生膨胀，粘接线膨胀系数相差较大的材料时，胶层与粘接界面上将产生较大的热应力，进而损坏粘接效果。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，而提供一种具有低膨胀系数且一定范围内线膨胀系数可调线，可与不同基材相匹配，可常温固化，适用于600-800℃高温下粘接的粘合剂。
本发明通过如下技术方案实现发明目的：以硅酸钠溶液为基胶，通过添加具有耐高温性能和低膨胀率的陶瓷粉体调节粘合剂的线膨胀系数；添加复合金属氧化物粉末，使粘合剂在低温下开始陶瓷的预烧结，从而增加粘合剂的低温粘接强度；添加磷酸盐粉末增加粘合剂的耐水性；添加硼酸粉末加速粘合剂的固化。
本发明所提供的具有低膨胀系数的耐高温粘合剂的组分及质量百分含量如下：硅酸钠溶液35-45％、陶瓷粉体50-60％、复合金属氧化物粉末1-3％、磷酸盐粉末1-3％，硼酸粉末0.1-0.3％；其中，所述的陶瓷粉体、复合金属氧化物粉末、磷酸盐粉末和硼酸粉末的粒度均为300-400目。
其中，所述的硅酸钠溶液的固含量≥34.2％，模数为2.8-3.2。
所述的陶瓷粉体为石英砂、熔融石英、透锂长石、莫来石或堇青石粉体中的一种或几种的混合。
所述的复合金属氧化物粉末为氧化铅、氧化锡、氧化铟，氧化铋四种金属氧化物的混合物。
本发明所提供的具有低膨胀系数的耐高温粘合剂的制备及使用方法如下：将液体组分硅酸盐溶液与其他固体组分陶瓷粉体、复合金属氧化物粉末、磷酸盐粉末，硼酸粉末混合均匀后，静止2-5分钟除泡，而后涂敷于经预处理后的待粘接试件表面，室温放置2天固化或室温放置12h后，再升温至80-120℃加速固化。
与现有技术相比较，本发明粘合剂具有以下有益效果：
1)本发明粘合剂中添加耐高温低膨胀率的陶瓷粉体，能够有效降低粘合剂高温时的膨胀率，并提高粘合剂的使用温度和粘接强度，粘合剂固化后在100-1000℃的膨胀系数可以达到(5-15)×10-6。
2)本发明粘合剂中添加低熔点的复合金属氧化物粉，使粘合剂在低温下开始陶瓷的预烧结，从而增加粘合剂的低温粘接强度，在600-800℃下，可使金属之间，金属与陶瓷及玻璃之间的粘接强度大于35Mpa。
3)本发明粘合剂可在常温下固化，也可加温加快固化。
4)本发明粘合剂无毒无污染，原料易得价格低廉，使用操作简便。
附图说明
图1为实施例3制备的具有低膨胀系数的耐高温粘合剂的线膨胀系数随温度的变化曲线。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
下述实施例中所使用的陶瓷粉末、复合金属氧化物粉末、硼酸粉末和磷酸盐粉末的粒度均为300-400目，所使用的硅酸钠溶液的固含量37.4％，模数为2.8-3.2，制备粘合剂时将上述四种固体组分混合均匀后，再与硅酸钠溶液进行混合，得到粘合剂，使用时将粘合剂涂敷于经预处理后的待粘接试件表面，室温固化或升温固化。
实施例1
熔融石英粉体59.9克、复合金属氧化物粉末2克(其中，氧化铅1.6克、氧化锡0.2克，氧化铟0.1克，氧化铋0.1克)、硼酸粉末0.1克、六偏磷酸钠粉末3克、硅酸钠溶液35克。
实施例2
透锂长石粉体50.8克、复合金属氧化物粉末2克(其中，氧化铅1.6克、氧化锡0.2克，氧化铟0.1克，氧化铋0.1克)、硼酸粉末0.2克、六偏磷酸钠粉末2克、硅酸钠溶液45克。
实施例3
莫来石粉体41.9克、堇青石粉体13.9克、复合金属氧化物粉末2克(其中，氧化铅1.6克、氧化锡0.2克，氧化铟0.1克，氧化铋0.1克)、硼酸粉末0.2克、六偏磷酸钠粉末2克、硅酸钠溶液40克。
实施例4
莫来石粉体56.9克、复合金属氧化物粉末2克(其中，氧化铅1.6克、氧化锡0.2克，氧化铟0.1克，氧化铋0.1克)、硼酸粉末0.1克、六偏磷酸钠粉末1克、硅酸钠溶液40克。
实施例5
透锂长石粉体37.8克、堇青石粉体12.9克、复合金属氧化物粉末2克(其中，氧化铅1.6克、氧化锡0.2克，氧化铟0.1克，氧化铋0.1克)、硼酸粉末0.3克、六偏磷酸钠粉末2克、硅酸钠溶液45克。

Claims (3)

1.一种具有低膨胀系数的耐高温粘合剂，其特征在于，所述的粘合剂的组分及质量百分含量如下：硅酸钠溶液35-45％、陶瓷粉体50-60％、复合金属氧化物粉末1-3％、磷酸盐粉末1-3％，硼酸粉末0.1-0.3％；其中，所述的陶瓷粉体、复合金属氧化物粉末、磷酸盐粉末和硼酸粉末的粒度均为300-400目，复合金属氧化物粉末为氧化铅、氧化锡、氧化铟与氧化铋四种金属氧化物的混合物。
2.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述的硅酸钠溶液的固含量≥34.2％，模数为2.8-3.2。
3.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述的陶瓷粉体为石英砂、熔融石英、透锂长石、莫来石或堇青石粉体中的一种或几种的混合。
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