CN109575819B - 一种船用耐高温无机胶粘剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用耐高温无机胶粘剂。其组成按重量份数计如下：高铝水泥30‑70、磷酸盐10‑40、固化剂1‑3、去离子水50‑40、氧化铁1‑2、无机填料1‑10、触变剂1‑10、氧化石墨烯0.1‑10。本发明将高铝水泥和磷酸盐胶粘剂结合，制备出一种新的胶粘剂，同时具有高铝水泥和磷酸盐的优良特性；添加石墨烯后的耐高温无机胶粘剂可以缩短常温固化时间，固化后更加致密，高温下粘结强度大，对陶瓷和金属等材料都有很好的粘结强度；制备方法简单，煅烧过程的温度和时间一致，节约工序，可一同煅烧；制备得到的组合物耐高温，粘接效果良好，不易脱落，适应不同的工作环境，应用范围广。

Description

一种船用耐高温无机胶粘剂

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种船用耐高温无机胶粘剂。

背景技术

一般的有机胶粘剂能承受的高温通常都在100℃以下，如环氧树脂在100℃左右，酚醛树脂在220℃左右。相较于有机胶，无机胶的耐热性、不燃性、耐久性及耐油性比有机胶好得多。无机胶更适用于在高温环境中应用。但是它的缺点也很明显，脆性大，耐溶剂性差，耐冲击性差，粘接强度不够高，难以达到工程上的要求，并且耐老化不够理想，这些都制约了无机胶粘剂的广泛使用。

无机胶已成功地用于火箭、导弹以及常用的燃烧器的耐热部件的粘接；用于加热设备的陶瓷和金属部件的装配固定；也广泛用于各种刀具、量具、管轴等零部件的粘接与修复。目前，耐高温1000℃以上的胶粘剂主要有磷酸-氧化铜胶粘剂体系、硅酸盐胶粘剂体系和磷酸盐胶粘剂体系。磷酸-氧化铜胶粘剂体系室温下很难固化，通常需要加热才能固化；硅酸盐胶粘剂尽管可以室温固化，但在高温1000℃以上条件下力学性能较低，剪切强度低，因此，耐热性能和耐水性能差，而且粘稠度大，不易搅拌及操作，无法满足粘接部件的对力学性能的要求。且现有制备方法的工艺复杂，不易于操作。磷酸盐胶粘剂的稳定性较差。高铝水泥也是一种较好的耐高温胶粘剂，但黏度较低。

发明内容

本发明目的在于提供一种船用耐高温无机胶粘剂，其具有更加优异的高温性能。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种船用耐高温无机胶粘剂，其组成按重量份数计如下：

按上述方案，所述磷酸盐为磷酸二氢铝。

按上述方案，所述固化剂为氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氟化钙、氮化硼、氧化锌，氧化铜、四氧化三铁、高岭土中的一种或任意混合。

按上述方案，所述无机填料为膨胀石墨、硼酸锌和氧化锑中的一种或几种。

按上述方案，所述触变剂为气相二氧化硅，粒径范围为40-60um。

本发明胶粘剂中含磷阻燃剂接枝在石墨烯上，更好地发挥了含磷阻燃剂与石墨烯的协同阻燃效应。石墨烯是具有二维片层结构的纳米材料，比表面积很大，其加入胶粘剂中层层叠加可以增加得固化后的致密性，提高胶粘剂的粘接强度。但由于石墨烯片层之间的作用力较大，在水或溶剂中分散时极易团聚。而氧化石墨烯是在石墨烯片层上引入了羟基、环氧基等官能团，使得其具有一定的极性，能很好的分散于水中。并且氧化石墨烯在大于400℃的温度下，可以被脱氧还原为石墨烯。除此之外，作为纳米材料的氧化石墨烯也具有一定的吸水性能，可以吸收固化过程中产生的部分水分，从而促进固化反应的进行，从而有利于较快固化速度，降低固化温度。因此加入氧化石墨烯，既能利用其在水中良好的分散性，又能利用其吸水性，加快固化速度。并且根据氧化石墨烯高温下被还原的性质，又可在高温下得到石墨烯均匀分散的耐高温胶粘剂。石墨烯的存在可以使本发明的胶粘剂固化后更加致密，高温下的粘结强度提高，耐热温度有所提高。

本发明将高铝水泥和磷酸盐胶粘剂结合，制备出一种新的胶粘剂，同时具有高铝水泥和磷酸盐的优良特性，如固化速度快，粘接强度高。高铝水泥以铝酸钙为主，氧化铝含量为50％，加入磷酸盐后，固化时间减短。同时，加入磷酸盐也可解决高铝水泥胶粘剂粘接强度低的问题。加热磷酸盐和高铝水泥混合物，化学结合水会逐渐失去，磷酸盐胶结作用逐渐被陶瓷结合作用所替代。另外磷酸盐在1000-1200℃由结晶状态转化成液相，在此温度范围内材料存在液相是有利的，它可以提高高铝水泥的强度。纯高铝水泥由形状不规则的晶粒构成，晶粒堆积比较紧密。加磷酸盐后，晶粒堆积非常致密，而提高了强度。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的耐高温无机胶粘剂中添加的高铝水泥、磷酸盐、氧化铁、填料等均为无机原料，成本低，熔融温度高，表面吸附力强。

本发明添加石墨烯后的耐高温无机胶粘剂可以缩短常温固化时间，固化后更加致密，高温下粘结强度大，对陶瓷和金属等材料都有很好的粘结强度。

本发明的耐高温无机胶粘剂的制备方法简单，煅烧过程的温度和时间一致，节约工序，可一同煅烧；制备得到的组合物耐高温，粘接效果良好，不易脱落，适应不同的工作环境，应用范围广。

本发明将高铝水泥和磷酸盐胶粘剂结合，制备出一种新的胶粘剂，同时具有高铝水泥和磷酸盐的优良特性。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术效果，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1

本实施例涉及一种船用耐高温无机胶粘剂的制备方法，所述胶粘剂中各组分的重量分别为：

所述胶粘剂的制备方法为：

在装有磷酸二氢铝的反应釜中加入氧化石墨烯、氧化铁、膨胀石墨、硼酸锌、氧化锑和气相二氧化硅，在转速2500r/min～3000r/min下搅拌10～20min。

将上述制备的混合物和氧化铝混匀，室温下固化3天，即得船用耐高温无机胶粘剂。

实施例2

本实施例涉及一种船用耐高温无机胶粘剂的制备方法，所述胶粘剂中各组分的重量分别为：

本发明实施例还提供一种本发明所述的船用耐高温无机胶粘剂的制备方法，其中，所述胶粘剂的制备方法为：

在装有高铝水泥的反应釜中加入氧化石墨烯、氧化铁、膨胀石墨、硼酸锌、氧化锑和气相二氧化硅，在转速2500r/min～3000r/min下搅拌10～20min。

将上述制备的混合物和去离子水混匀，室温下固化3天，即得船用耐高温无机胶粘剂。

实施例3

本实施例涉及一种船用耐高温无机胶粘剂的制备方法，所述胶粘剂中各组分的重量分别为：

所述胶粘剂的制备方法为：

向装有磷酸二氢铝和高铝水泥的反应釜中加入氧化石墨烯、氧化铁、膨胀石墨、硼酸锌、氧化锑和气相二氧化硅，在转速2500r/min～3000r/min下搅拌10～20min。

将上述制备的混合物、氧化铝和去离子水混匀，室温下固化3天，即得船用耐高温无机胶粘剂。

本发明的实施例1-3的测试性能结果如表1所示：

表1：本发明实施例1-3的性能测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种船用耐高温无机胶粘剂，其特征在于组成按重量份数计如下：

其中，所述磷酸盐为磷酸二氢铝；

所述固化剂为氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氟化钙、氮化硼、氧化锌，氧化铜、四氧化三铁、高岭土中的一种或任意混合；

所述无机填料为膨胀石墨、硼酸锌和氧化锑中的一种或几种；

所述触变剂为气相二氧化硅，粒径范围为40-60μ m 。