CN104449410A - 一种无机胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种无机胶粘剂，包含以下组分原料：55～70％的酸改性后的水玻璃，10～25％的偏高领土，0.5～1.5％的环氧树脂，1.3～3.5％的增塑剂，12～15％的固化剂。其制备方法为：将酸改性后的水玻璃、偏高领土、环氧树脂、固化剂混合放入反应器内混合，加热，温度为115～125℃时加入增塑剂，保持此温度继续搅拌25～35min，即得产品。本发明为一种无机胶粘剂，使得所得无机胶粘剂具有耐高温、阻燃、耐水，无毒无污染、绿色环保的优点。

Description

一种无机胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂及其制备方法，特别涉及一种无机胶粘剂及其制备方法。

背景技术

硅酸钠，俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。其化学式为R₂O·nSiO₂，式中R₂O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠(Na₂O·nSiO₂)的水溶液。水玻璃通常采用石英粉(SiO₂)加上纯碱(Na₂CO₃)，在1300～1400℃的高温下煅烧生成液体硅酸钠，从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒。再在高温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃产品。近年来，耐高温的环保型无机胶粘剂引起了人们的普遍关注。

无机胶粘剂是有机物高分子增加水玻璃的粘度，仅从粘度角度看，有机物高分子含量在一定范围内水玻璃仍能正常使用；有机物含量在一定范围内时，其能增加水玻璃的粘结能力，但当其含量超过这个规定范围时时，水玻璃的粘结能力反而略有下降。随着生产技术水平不断提高，无机胶粘剂使用领域也越来越广，其市场也越来越大，一些高性能、高品质、高附加值新产品相继投产。

目前，有关通过改性水玻璃研制无机粘合剂的相关信息确是少之又少。所谓改性水玻璃，就是在水玻璃(硅酸钠)中加入少量能改变水玻璃特性的物质，它在工农业生产和人们的日常生活中都有着极其广阔的应用前景。硅酸钠水溶液，可以做胶粘剂单独使用，但粘接性能和耐水性能等都较差。所以往往在硅酸钠水溶液中加入一些辅助材料改善其性能。如加入食盐可以提高胶液粘度；加入尿素、硼砂、纯碱可以提高粘接强度；加入干酪素、淀粉、糖可以提高粘接强度和韧性；加入石灰可以提高耐水性。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，发明一种无机胶粘剂，使得所得无机胶粘剂具有耐高温、阻燃、耐水，无毒无污染、绿色环保的效果。

一种无机胶粘剂，按照质量分数比，包含以下组分原料：

55～70％的酸改性后的水玻璃

10～25％的偏高领土

0.5～1.5％的环氧树脂

1.3～3.5％的增塑剂

12～15％的固化剂

其中，所述的酸改性后的水玻璃为：将浓硫酸倒入4～8mL的水中混合，形成硫酸溶液，然后将该硫酸溶液倒入40～50mL的水玻璃中，搅拌20～40min即可。

其中，加入的浓硫酸为加入的水玻璃质量的1.0～2.5％。

其中，所述的偏高岭土为将高岭土加热至500～700℃并保持0.5～1.5h，冷却后制得。

其中，所述的增塑剂为合成植物酯。

其中，所述的固化剂为氟硅酸钠。

一种无机胶粘剂的制备方法，包含以下操作：

(1)称取所需各组分原料；

(2)将酸改性后的水玻璃、偏高领土、环氧树脂、固化剂混合放入反应器内混合，搅拌并加热，温度为115～125℃时加入增塑剂，保持此温度继续搅拌25～35min，即得产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明在酸改性水玻璃的基础上，添加少量偏高岭土和有机高分子，研制新型的无机粘合剂，使其具有更强粘合性，并具有耐高温性；利用其在溶液状态时，添加少量环氧树脂，提高其耐水性和粘结性。将温度控制在115～125℃，并在其中加入增塑剂合成植物酯，使得胶粘剂在固化过程中所产生的变形和内应力减小，从而使有机胶粘剂固化达到最佳状态。本发明所制得无机胶粘剂具有耐高温、阻燃、耐水无毒无污染、绿色环保的好处，更适合现今绿色环保的主题，而且本发明制备工艺方法简单、易操作。

具体实施方式

以下参照具体实施方式来进一步描述本发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受制于本发明的实施方式。

实施例1

0.4mL的浓硫酸缓慢倒入4mL的去离子水中混合均匀，形成硫酸溶液，然后将硫酸溶液倒入40mL的水玻璃中，搅拌20min，即形成酸改性够的水玻璃，备用。

将500g高岭土放入干燥箱中保持温度为500℃干燥1.5h，冷却至室温，即为偏高岭土，备用。

以g为单位，称取以下组分原料：55g酸改性后的水玻璃，25g偏高岭土，1.5g环氧树脂，3.5g的合成植物酯，15g氟硅酸钠，然后将酸改性后的水玻璃、偏高领土、环氧树脂、固化剂混合放入三口圆底烧瓶中混合，搅拌，加热，温度为115℃时想三口圆底烧瓶内加入3.5g的合成植物酯，保持此温度继续搅拌25min，停止加热，自然冷却至室温，所得即为无机胶粘剂。

实施例2

0.79mL的浓硫酸缓慢倒入6mL的蒸馏水中混合均匀，形成硫酸溶液，然后将硫酸溶液倒入45mL的水玻璃中，搅拌30min，即形成酸改性够的水玻璃，备用。

将500g高岭土放入干燥箱中保持温度为600℃干燥1h，冷却至室温，即为偏高岭土，备用。

以g为单位，称取以下组分原料：60g酸改性后的水玻璃，25g偏高岭土，1.0g环氧树脂，2.0g的合成植物酯，12g氟硅酸钠，然后将酸改性后的水玻璃、偏高领土、环氧树脂、固化剂混合放入三口圆底烧瓶中混合，搅拌，加热，温度为120℃时想三口圆底烧瓶内加入2.0g的合成植物酯，保持此温度继续搅拌30min，停止加热，自然冷却至室温，所得即为无机胶粘剂。

实施例3

1.25mL的浓硫酸缓慢倒入8mL的去离子水中混合均匀，形成硫酸溶液，然后将硫酸溶液倒入50mL的水玻璃中，搅拌40min，即形成酸改性够的水玻璃，备用。

将500g高岭土放入干燥箱中保持温度为700℃干燥0.5h，冷却至室温，即为偏高岭土，备用。

以g为单位，称取以下组分原料：70g酸改性后的水玻璃，14.2g偏高岭土，0.5g环氧树脂，1.3g的合成植物酯，14g氟硅酸钠，然后将酸改性后的水玻璃、偏高领土、环氧树脂、固化剂混合放入三口圆底烧瓶中混合，搅拌，加热，温度为125℃时想三口圆底烧瓶内加入1.3g的合成植物酯，保持此温度继续搅拌35min，停止加热，自然冷却至室温，所得即为无机胶粘剂。

实施例4

0.4mL的浓硫酸缓慢倒入4mL的去离子水中混合均匀，形成硫酸溶液，然后将硫酸溶液倒入40mL的水玻璃中，搅拌30min，即形成酸改性够的水玻璃，备用。

将500g高岭土放入干燥箱中保持温度为600℃干燥1.5h，冷却至室温，即为偏高岭土，备用。

以g为单位，称取以下组分原料：70g酸改性后的水玻璃，10g偏高岭土，1.5g环氧树脂，3.5g的合成植物酯，15g氟硅酸钠，然后将酸改性后的水玻璃、偏高领土、环氧树脂、固化剂混合放入三口圆底烧瓶中混合，搅拌，加热，温度为120℃时想三口圆底烧瓶内加入3.5g的合成植物酯，保持此温度继续搅拌30min，停止加热，自然冷却至室温，所得即为无机胶粘剂。

检测：

利用实施例1～4所得无机胶粘剂，准备长×宽×高为10cm×10cm×3cm的模具，然后将木屑、木渣混合放入模具内，再放入100g的无机胶粘剂混合，压成合成板。对所得合成板进行检测：

耐高温：最高可承受1900℃的高温；热膨胀系数小，仅为钢铁的1/8，陶瓷的1/3。具有较好的耐水性；套接拉伸剪切强度大于200MPa。

本发明在酸改性水玻璃的基础上，添加少量偏高岭土和有机高分子，研制新型的无机粘合剂，使其具有更强粘合性，并具有耐高温性；利用其在溶液状态时，添加少量环氧树脂，提高其耐水性和粘结性。将温度控制在115～125℃，并在其中加入增塑剂合成植物酯，使得胶粘剂在固化过程中所产生的变形和内应力减小，从而使有机胶粘剂固化达到最佳状态。本发明所制得无机胶粘剂具有耐高温、阻燃、耐水无毒无污染、绿色环保的好处，更适合现今绿色环保的主题，而且本发明制备工艺方法简单、易操作。

Claims (7)

1.一种无机胶粘剂，其特征在于，按照质量分数比，包含以下组分原料：

55～70％的酸改性后的水玻璃；

10～25％的偏高领土；

0.5～1.5％的环氧树脂；

1.3～3.5％的增塑剂；

12～15％的固化剂。

2.根据权利要求1所述无机胶粘剂，其特征在于，所述的酸改性后的水玻璃为：将浓硫酸倒入4～8mL的水中混合，形成硫酸溶液，然后将该硫酸溶液倒入40～50mL的水玻璃中，搅拌20～40min即可。

3.根据权利要求2所述无机胶粘剂，其特征在于：加入的浓硫酸为加入的水玻璃质量的1.0～2.5％。

4.根据权利要求1所述无机胶粘剂，其特征在于：所述的偏高岭土为将高岭土加热至500～700℃并保持0.5～1.5h，冷却后制得。

5.根据权利要求1所述无机胶粘剂，其特征在于：所述的增塑剂为合成植物酯。

6.根据权利要求1所述无机胶粘剂，其特征在于：所述的固化剂为氟硅酸钠。

7.一种如权利要求1所述的无机胶粘剂的制备方法，其特征在于，包含以下操作：

(1)称取所需各组分原料；

(2)将酸改性后的水玻璃、偏高领土、环氧树脂、固化剂混合放入反应器内混合，搅拌并加热，温度为115～125℃时加入增塑剂，保持此温度继续搅拌25～35min，即得产品。