CN102942876B - 一种发泡无机粘结剂及其制备方法 - Google Patents

一种发泡无机粘结剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种发泡无机粘结剂,其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的重量百分数分别为:钠水玻璃10%~50%、钾水玻璃10%~50%、硅溶胶10%~25%、添加剂5%~20%、稳定剂1%~5%、发泡剂1%~10%。其具体步骤如下:将钠水玻璃和钾水玻璃混合于容器中,搅拌后加入硅溶胶,搅拌后加入稳定剂,搅拌后再加入添加剂,搅拌之后倒出,冷却,最后加入发泡剂搅拌均匀即得到发泡无机粘结剂;本发明制备的粘结剂具有以下特点:(1)、价格低廉,应用范围广;(2)、常温固化,耐水好;(3)、粘结强度高。

Description

一种发泡无机粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明属于粘结材料技术领域,尤其涉及一种发泡无机粘结剂及其制备方法。
背景技术
随着社会经济和生活水平的提高,粘结剂在人们的日常生活和生产中发挥着越来越重要的作用。目前市场上大多数粘结剂是有机粘结剂,然而有机粘结剂在生产、使用过程中会产生一些环境污染问题,对人体健康和环境都造成极大的危害。而且有机粘结剂耐高温性能差,易燃烧,所以防火性能差。所以这些缺点限制了有机粘结剂的进一步应用。无机粘结剂不但耐高温性能优异,而且在生产制备过程中不会产生有害的物质污染环境。无机粘结剂中应用最广泛的是硅酸盐无机粘结剂。硅酸盐无机粘结剂以水玻璃为主(魏美玲,赵小波.无机粘结剂研究进展.现代技术陶瓷,2007,1:28-31.)。但纯水玻璃粘结剂存在耐水性差,粘结强度低,易粉化,固化时间长等缺陷。因此限制了其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配方合理,性能优异的发泡无机粘结剂,克服了纯水玻璃粘结剂的缺点、节省了用量、降低了成本,扩大了无机粘结剂的应用范围。
本发明的技术方案为:
一种发泡无机粘结剂,其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的重量百分数分别为:钠水玻璃10%~50%、钾水玻璃10%~50%、硅溶胶10%~25%、添加剂5%~20%、稳定剂1%~5%、发泡剂1%~10%。
优选所述稳定剂为偶联剂酸性水溶液,偶联剂酸性水溶液的PH值在3-5,其中偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂;优选所述的添加剂为高铝粉、滑石粉、纳米氧化铝粉末或纳米氧化钙粉末;优选所述的发泡剂为双氧水、松香或十二烷基苯磺酸钠。
优选上述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷;所述的钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯;所述的偶联剂酸性水溶液中的酸为盐酸、硝酸、醋酸、硫酸、草酸或磷酸。
本发明还提供了制备上述的发泡无机粘结剂的方法,其具体步骤如下:①.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于容器中,搅拌5-10分钟;②.然后加入硅溶胶,搅拌5-10分钟;③.加入稳定剂,搅拌15-35分钟;④.再加入添加剂,搅拌5-30分钟,之后倒出,冷却;最后加入发泡剂搅拌均匀即得到发泡无机粘结剂。其中在加入发泡剂前整个制备过程均水浴加热25-60℃,搅拌速度均为500-1500转/分。
有益效果:
本发明中以水玻璃为基础,主要起粘结作用。钾水玻璃和钠水玻璃混合是因为钾水玻璃有较好的溃散性和较好的耐水性,能够改善钠水玻璃的这些缺点。硅溶胶的加入是为了增加粘结剂的粘结强度。稳定剂是为了使胶料储存时间长久,防止胶料固化,同时也能提高粘结剂的耐水性。高铝粉能够改善胶料的耐温性能,提高粘结剂的密实性。发泡剂能减少胶料的使用,降低成本。
其具体优点为:
(1)、价格低廉,应用范围广;
(2)、常温固化,耐水性好;
(3)、粘结强度高;
(4)、经过发泡,节省用量,降低成本。
具体实施方式
为了便于说明,原料各组分用量均为重量百分比。
实例1
本实例无机粘结剂原料组成如下:
制备过程如下:整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热50℃,搅拌速度为1000转/分。
1.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中,搅拌10分钟。
2.加入硅溶胶,搅拌8分钟。
3.缓慢加入稳定剂,搅拌25分钟。
4.加入高铝粉,搅拌20分钟,之后倒出,冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。
制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍,耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为1.5MPa。
实例2
制备过程如下:整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热55℃,搅拌速度为1500转/分。
1.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中,搅拌5分钟。
2.加入硅溶胶,搅拌5分钟。
3.缓慢加入稳定剂,搅拌20分钟。
4.加入滑石粉,搅拌15分钟,之后倒出,冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。
制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为4倍,耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为1.0MPa。
实例3
制备过程如下:整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热60℃,搅拌速度为1000转/分。
1.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中,搅拌5分钟。
2.加入硅溶胶,搅拌5分钟。
3.缓慢加入稳定剂,搅拌20分钟。
4.加入高铝粉,搅拌30分钟,之后倒出,冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。
制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍,耐水时间为12小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为1.2MPa。
实例4
制备过程如下:整个制备过程(在加入发泡剂前)水浴加热55℃,搅拌速度为1000转/分。
1.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中,搅拌5分钟。
2.加入硅溶胶,搅拌10分钟。
3.缓慢加入稳定剂,搅拌30分钟。
4.加入滑石粉,搅拌20分钟,之后倒出,冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。
制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍,耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为1.5MPa。
实例5
制备过程如下:整个制备过程水浴加热28℃,搅拌速度为500转/分。
1.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于三颈烧瓶中,搅拌5分钟。
2.加入硅溶胶,搅拌10分钟。
3.缓慢加入稳定剂,搅拌8分钟。
4.加入纳米氧化铝粉末,搅拌30分钟,之后倒出,冷却到室温。加入发泡剂搅拌均匀即可。
制得的粘结剂发泡倍数(加入发泡剂的粘结剂体积与未加入发泡剂的粘结剂体积比值)为5倍,耐水时间为24小时无变化。测得不锈钢粘结不锈钢对接强度为0.8MPa。
本发明中的无机粘结剂,各组分及其用量不局限于上述列举的实例。

Claims (2)

1.一种制备发泡无机粘结剂的方法,其具体步骤如下:①.将钠水玻璃和钾水玻璃混合于容器中,搅拌5-10分钟;②.然后加入硅溶胶,搅拌5-10分钟;③.加入稳定剂,搅拌15-35分钟;④.再加入添加剂,搅拌5-30分钟,之后倒出,冷却,最后加入发泡剂搅拌均匀即得到发泡无机粘结剂;在加入发泡剂前整个制备过程水浴加热25-60℃,搅拌速度为500-1500转/分;其中原料组份及各组份占原料总量的重量百分数分别为:钠水玻璃10%~50%、钾水玻璃10%~50%、硅溶胶10%~25%、添加剂5%~20%、稳定剂1%~5%、发泡剂1%~10%;所述稳定剂为偶联剂酸性水溶液,偶联剂酸性水溶液的pH值在3-5,其中偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂;发泡剂为双氧水、松香或十二烷基苯磺酸钠;添加剂为高铝粉、滑石粉、纳米氧化铝粉末或纳米氧化钙粉末。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷;所述的钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯或单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯;所述的偶联剂酸性水溶液中的酸为盐酸、硝酸、醋酸、硫酸、草酸或磷酸。
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