CN108218358A - 一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝酸钙水泥‑硅酸钙水泥复合材料的制备方法，其技术方案是：以30~42wt%板状刚玉颗粒、31~43wt%活性氧化铝微粉与16~38wt%二氧化硅微粉为原料，以原料的总质量计，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、减水剂和去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥‑硅酸钙水泥复合高温粘结剂。相较于传统制备方式，本发明具有成本低和施工性能优良的特点，在高温下材料具有良好的力学性能和高粘结性。

Description

一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明属于高温粘结剂技术领域。尤其涉及一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂及其制备方法。
背景技术
随着航空航天、电子和机械制造工业等领域的迅猛发展，人们对耐高温材料的需求越来越大、性能要求越来越高，而耐高温材料部件的连接是提高材料整体使用性能要解决的一个重要问题。连接技术包含粘结、焊接和机械连接三大连接技术。其中，高温粘结剂已被广泛作为连接高温材料部件的重要手段之一。粘结技术的使用，可提高材料粘结界面的整体承载负荷，使材料的承载能力和使用寿命大大提高。
高温粘结剂一般分为有机高温粘结剂和无机高温粘结剂。由于有机高温粘结剂在高温下使用易热解，且存在成本高和毒性大等问题，其使用范围受到很大限制。无机高温粘结剂具有高温稳定性好、原料丰富和成本低等优点。在高温环境中多采用无机高温粘结剂，但无机高温粘结剂存在固化温度高、粘结强度低等问题。
铝酸钙水泥和硅酸钙水泥是两种常见的无机高温结合剂，被广泛应用在冶金、陶瓷、玻璃、建材和耐火材料等领域。目前，国内高温结合剂常见的问题主要有易脱落和耐高温性能差等问题。为了进一步提高结合剂的使用性能，近些年，铝酸钙水泥与硅酸盐水泥复合体系得到了越来越多的关注。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂及其制备方法，制备的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂具有良好的力学性能和高粘结性。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合材料的制备方法，其技术方案是：以30~42wt%板状刚玉颗粒、31~43wt%活性氧化铝微粉与16~38wt%二氧化硅微粉为原料，以原料的总质量计，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、减水剂和去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
所述减水剂为FS60，以原料的总质量计，添加量为1 wt%~2wt%。
以原料的总质量计，所述去离子水的添加量为23 wt %~30wt%。
所述板状刚玉的颗粒配比为：0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占15 wt%~21wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占15 wt%~21wt%；含量均≥98wt%。
所述活性氧化铝粉的ρ-Al2O3含量≥98wt%，粒度≤200μm。
所述二氧化硅粉的SiO2含量≥98wt%，粒度≤200μm。
利用所述的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法所制备的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
本发明的有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、铝酸钙水泥的主要成分为Al2O3和CaO等，硅酸钙水泥的主要成分为3CaO·SiO2、2CaO·SiO2和3CaO·Al2O3等，在高温烧结后，复合体系中能够生成莫来石和六铝酸钙物相。其中莫来石具有良好的高温稳定性以及较高的断裂韧性和高温强度，六铝酸钙具有优良高温体积稳定性、抗热震性和抗侵蚀性，两者的结合能够提高结合剂的高温使用性能。2、本发明在常温下制备铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂，固化时间短且成本较低，工艺简单。本发明制备的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的力学性能良好；制备出的粘结剂在高温下粘结性高。3、本发明具有成本低和施工性能优良的特点，制备铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂在高温下的力学性能良好而且粘结性能高。
附图说明
图1是实施例1、实施例2和实施例3的温度-剪切强度曲线变化图；
图2是实施例1、实施例2和实施例3的温度-抗折强度曲线变化图；
图3是实施例1、实施例2和实施例3的温度-耐压强度曲线变化图；
图4是实施例1材料经1400℃处理后的XRD图；
图5是实施例1材料经1400℃处理后的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料的理化性能参数统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述板状刚玉的颗粒配比为：0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占15%~21wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占15%~21wt%，含量均≥98wt%。
所述活性氧化铝粉的ρ-Al2O3含量≥98wt%，粒度≤200μm；
所述二氧化硅粉的SiO2含量≥98wt%，粒度≤200μm；
实施例1
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其技术方案是：以41.66wt%板状刚玉颗粒（0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占20.83wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占20.83wt%）、41.67wt%活性氧化铝微粉与16.67wt%二氧化硅微粉为原料，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、1wt%减水剂和23wt%去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
由图1可看出，材料中的主要物相组成有氧化铝、六铝酸钙、莫来石和钙长石等。由图2可清晰看出六方片状的六铝酸钙，晶面光滑，生长良好。
实施例2
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其技术方案是：以35.9wt%板状刚玉颗粒（0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占17.95wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占17.95wt%）、35.90wt%活性氧化铝微粉与28.20wt%二氧化硅微粉为原料，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、1.5wt%减水剂和28wt%去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
实施例3
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其技术方案是：以31.26wt%板状刚玉颗粒（0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占15.63wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占15.63wt%）、31.25wt%活性氧化铝微粉与37.50wt%二氧化硅微粉为原料，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、2wt%减水剂和30wt%去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
由图1-3可看出，材料经1500℃处理后，剪切强度、抗折强度和耐压强度得到了显著提高。
实施例4
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合材料的制备方法，步骤如下：以30wt%板状刚玉颗粒（0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占15wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占15wt%）、32wt%活性氧化铝微粉与38wt%二氧化硅微粉为原料，以原料的总质量计，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、1wt% FS60和25wt%去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
实施例5
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合材料的制备方法，步骤如下：以42wt%板状刚玉颗粒（0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占21wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占21wt%）、42wt%活性氧化铝微粉与16wt%二氧化硅微粉为原料，以原料的总质量计，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、2wt% FS60和30wt%去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
实施例6
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合材料的制备方法，步骤如下：以34wt%板状刚玉颗粒（0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占18wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占16wt%）、43wt%活性氧化铝微粉与23wt%二氧化硅微粉为原料，以原料的总质量计，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、2wt% FS60和23wt%去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
实施例7
一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合材料的制备方法，步骤如下：以38wt%板状刚玉颗粒（0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占20wt%；1～0.5mm板状刚玉颗粒占18wt%）、31wt%活性氧化铝微粉与31wt%二氧化硅微粉为原料，以原料的总质量计，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、1.5wt% FS60和28wt%去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：以30~42wt%板状刚玉颗粒、31~43wt%活性氧化铝微粉与16~38wt%二氧化硅微粉为原料，以原料的总质量计，外加10wt%铝酸钙水泥、10wt%硅酸钙水泥、减水剂和去离子水，在室温下混合均匀即得到铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
2.如权利要求1所述的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述减水剂为FS60，以原料的总质量计，添加量为1 wt%~2wt%。
3.如权利要求1所述的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：以原料的总质量计，所述去离子水的添加量为23 wt %~30wt%。
4.如权利要求1所述的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述板状刚玉的颗粒配比为：
0.6～0.2mm板状刚玉颗粒占1 5 wt%~21wt%；
1～0.5mm板状刚玉颗粒占15 wt%~21wt%；含量均≥98wt%。
5.如权利要求1所述的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述活性氧化铝粉的ρ-Al2O3含量≥98wt%，粒度≤200μm。
6.如权利要求1所述的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅粉的SiO2含量≥98wt%，粒度≤200μm。
7.据权利要求1~6中任一项所述的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂的制备方法所制备的铝酸钙水泥-硅酸钙水泥复合高温粘结剂。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1370136A (zh) * 1999-06-07 2002-09-18 联合矿物产品公司 轻质干耐火材料
CN102503492A (zh) * 2011-11-10 2012-06-20 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种低成本低密度高CaO刚玉质浇注料及其制备方法
CN104150926A (zh) * 2014-08-06 2014-11-19 郑州东方窑业工程有限公司 镍铁回转窑出料口专用浇注料的制作方法
CN104909772A (zh) * 2015-06-03 2015-09-16 武汉科技大学 含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法
CN104909771A (zh) * 2015-06-03 2015-09-16 武汉科技大学 铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1370136A (zh) * 1999-06-07 2002-09-18 联合矿物产品公司 轻质干耐火材料
CN102503492A (zh) * 2011-11-10 2012-06-20 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种低成本低密度高CaO刚玉质浇注料及其制备方法
CN104150926A (zh) * 2014-08-06 2014-11-19 郑州东方窑业工程有限公司 镍铁回转窑出料口专用浇注料的制作方法
CN104909772A (zh) * 2015-06-03 2015-09-16 武汉科技大学 含复合添加剂的铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法
CN104909771A (zh) * 2015-06-03 2015-09-16 武汉科技大学 铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于凌燕等人: "不定形耐火材料的结合方式及结合剂的复合使用", 《2015耐火材料综合学术年会（第十三届全国不定形耐火材料学术会议和2015耐火原料学术交流会）论文集（1）》 *

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