CN112552013A - 一种高温自粘耐火毯用粘结剂及其制备方法和高温自粘耐火毯 - Google Patents

一种高温自粘耐火毯用粘结剂及其制备方法和高温自粘耐火毯 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高温自粘耐火毯用粘结剂及其制备方法和高温自粘耐火毯。该粘结剂由硅酸钠粉末15～25％，滑石粉15～25％，硼砂15～25％，羧甲基纤维素0.1～1％,水30～40％组成。粘结剂在800℃以上的高温下处于熔融状态，具有很好的粘性，烧结后具有一定的强度，高温下能够将纤维毯牢固的贴合在特种合金工件表面。该粘结剂加工性能良好，成本低，施工方便，稳定性好。粘结剂按一定形式嵌在纤维毯表面，可以形成具有良好保温功能的高温自粘耐火毯，在特种工件热加工过程中，很好地起到延长窗口温度的作用。

Description

一种高温自粘耐火毯用粘结剂及其制备方法和高温自粘耐 火毯
技术领域
本发明属于粘结剂技术领域，尤其涉及一种高温自粘耐火毯用粘结剂及其制备方法和高温自粘耐火毯。
背景技术
高温自粘耐火毯用粘结剂可以将具有良好保温作用的纤维毯高温下牢固的粘贴在已加热的特种合金工件表面，对特种合金工件进行保温，便于工件的热加工处理。高温自粘耐火毯高温下粘结剂能够迅速熔融，将纤维毯牢固的贴合在合金工件表面。特种合金工件热加工过程中存在窗口温度，温度降低过快不利于工件的加工处理。高温自粘耐火毯的保温性能良好，贴合在合金工件表面温降显著弱化，减少热量散失，使特种合金工件热加工控制在一个小的温度区间内，显著解决了合金工件热加工时保温困难的问题，同时起到节能降耗的效果。目前已成功应用于高温合金、高强钢、模具钢的热加工过程中。
前人发明了很多用于合金工件热处理时保温用的涂料。但这些涂料大都不能满足现有的热处理要求。有的室温下结合强度低不能将纤维毯牢固的贴合在合金工件表面；有的涂料烧后粘结强度高，使用后很难从工件表面剥离；有的使用温度过低，在800℃以上的高温下粘结性能差，不能将纤维毯贴合在合金工件表面，加工过程中纤维毯容易脱落，无法起到工件加工过程中的保温作用；有些使用条件苛刻，成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高温自粘耐火毯用粘结剂及其制备方法和高温自粘耐火毯，该粘结剂应用在耐火毯上，具有较好的粘结性。
本发明提供了一种高温自粘耐火毯用粘结剂，以质量分数计，包括以下组分：
硅酸钠粉末15～25％，滑石粉15～25％，硼砂15～25％，羧甲基纤维素0.1～1％,水30～40％。
优选地，所述滑石粉的粒度为1240～1260目，硅含量为57～63％，镁含量为28～32％。
优选地，所述硅酸钠粉末的化学式为Na2O·nSiO2，n的取值为2.0～3.0。
优选地，所述高温自粘耐火毯用粘结剂室温下的粘度为3000～8000Pa·s。
本发明提供了一种上述技术方案所述粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
将水和硅酸钠粉末混合，再加入硼砂、滑石粉和羧甲基纤维素，得到高温自粘耐火毯用粘结剂。
本发明提供了一种高温自粘耐火毯，由以下方法制得：
在纤维毯上表面打孔，将上述技术方案所述粘结剂灌至孔处，烘干，得到高温自粘耐火毯。
优选地，所述纤维毯的厚度和孔的深度的比为1.8～2:1；
所述孔以阵列方式排布；所述孔的直径小于10mm；所述孔的间距为45～55mm；
所述粘结剂在孔处形成的端部外凸于纤维毯，且边缘覆盖在纤维毯上。
优选地，所述粘结剂在孔处形成的端部覆盖在纤维毯上的厚度为2～3mm。
本发明提供了一种高温自粘耐火毯用粘结剂，以质量分数计，包括以下组分：硅酸钠粉末15～25％，滑石粉15～25％，硼砂15～25％，羧甲基纤维素0.1～1％,水30～40％。本发明提供的粘结剂在上述组分的共同作用下具有较好的粘结强度。粘结剂应用在纤维毯上，使得自粘纤维毯烧结后，很好地贴合在工件上，且具有较好的粘结力。还能较长时间保持工件的窗口温度。实验结果表明：粘结剂在SKD11模具钢板上的粘结力为0.5MPa左右；粘结剂的使用温度800℃以上；钢棒的窗口温度可以保持10min左右。
附图说明
图1为本发明实施例中粘结剂灌至孔中的示意图；
图2为本发明实施例中粘结剂在纤维毯上的分布示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种高温自粘耐火毯用粘结剂，以质量分数计，包括以下组分：
硅酸钠粉末15～25％，滑石粉15～25％，硼砂15～25％，羧甲基纤维素0.1～1％,水30～40％。
本发明提供的粘结剂包括硅酸钠粉末15～25％；所述硅酸钠粉末的化学式为Na2O·nSiO2，n的取值为2.0～3.0。所述硅酸钠粉末的熔点为1300～1400℃。申请人发现采用水玻璃，制备的粘结剂会变干变硬，所以采用了硅酸钠粉末。硅酸钠粉末能够提高粘结剂在室温环境下的粘结性。
本发明提供的粘结剂包括滑石粉15～25％。所述滑石粉能够提高粘结剂的使用温度，还能与硼砂共同作用提高粘结剂的粘结性。滑石粉作为强化改质填充剂。加入到粘结剂中增加产品形态的稳定，增加张力强度，剪切强度，热膨胀系数，粒度均匀，分散性强便于粘结剂的加工。所述滑石粉的粒度为1240～1260目，硅含量为57～63％，镁含量为28～32％。所述滑石粉的熔点为800℃，相对硼砂较高。若不加滑石粉，粘结剂在850℃下粘度小于1200Pa·s，流动性过大，导致粘结剂流走，应用在耐火纤维毯上，使得自粘耐火毯无法贴合在工件上，且熔融后冷却至室温后粘结剂强度也低，放置一段时间后粘结剂变干变硬，稳定性差。而添加滑石粉后，粘结剂在850℃下粘度保证在2300Pa·s以上，流动性明显降低，粘结剂的状态正好可以将纤维毯与工件紧密结合，冷却至室温后粘结强度较高，粘结剂稳定性好。
本发明提供的粘结剂包括硼砂15～25％。所述硼砂使得粘结剂在高温下具有较好的粘结性。硼砂的熔点为743℃左右。
本发明提供的粘结剂包括羧甲基纤维素0.1～1％。所述羧甲基纤维素能够调节粘结剂的粘度。所述羧甲基纤维素的熔点300℃，白色絮状粉末，对光、热稳定；具有吸湿性。所述粘结剂室温下的粘度为3000～8000Pa·s。
本发明提供的粘结剂包括水30～40％。
在本发明中，所述高温自粘耐火毯用粘结剂，以质量分数计，包括以下组分：硅酸钠粉末22％，滑石粉20％，硼砂21.75％，羧甲基纤维素0.25％,水36％。
或包括硅酸钠粉末22％，滑石粉21％，硼砂20.75％，羧甲基纤维素0.25％,水36％。
或包括硅酸钠粉末22％，滑石粉21％，硼砂20.8％，羧甲基纤维素0.2％,水36％。
本发明提供的粘结剂可将不同种类的纤维毯牢固的粘结在冷、热特种合金工件表面，从而确保合金工件热加工过程操作性良好，并达到保温节能效果。
本发明提供了一种上述技术方案所述粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
将水和硅酸钠粉末混合，再加入硼砂、滑石粉和羧甲基纤维素，得到高温自粘耐火毯用粘结剂。
本发明提供了一种高温自粘耐火毯，由以下方法制得：
在纤维毯上表面打孔，将上述技术方案所述粘结剂灌至孔处，烘干，得到高温自粘耐火毯。
本发明在纤维毯上表面打孔，将上述粘结剂嵌入形成形成高温自粘耐火毯。室温下将纤维毯用粘结剂贴合在特种合金工件表面，粘结剂具有很高的强度，可以保证纤维毯牢固的贴合在合金工件表面。在≥800℃的高温下，高温自粘耐火毯上的粘结剂呈粘稠的熔融状，可将纤维毯很好地附着在合金工件的表面。使用后的高温自粘耐火毯降到室温可以很轻松的从合金工件上剥离。高温自粘耐火毯可以常温下施工，也可以将粘结剂嵌入纤维毯烘干，高温下围在需要保温的工件上，施工简单，成本低。
在本发明中，所述纤维毯的厚度和孔的深度的比为1.8～2:1；
所述孔以阵列方式排布；所述孔的直径小于10mm；所述孔的间距为45～55mm；
所述粘结剂在孔处形成的端部外凸于纤维毯，且边缘覆盖在纤维毯上。
所述粘结剂在孔处形成的端部覆盖在纤维毯上的厚度为2～3mm。
具体实施例中，所述纤维毯的厚度为20mm；粘结剂在孔处形成的端部外凸于纤维毯，且边缘覆盖在纤维毯上形状优选为圆形，直径为10mm。所述粘结剂在孔处形成的端部覆盖在纤维毯上的厚度为2～3mm。
所述烘干的温度优选为75～85℃，更优选为80℃；所述烘干优选在恒温鼓风干燥箱中进行。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种高温自粘耐火毯用粘结剂及其制备方法和高温自粘耐火毯进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将水和硅酸钠粉末混合，再加入硼砂、滑石粉和羧甲基纤维素，得到高温自粘耐火毯用粘结剂；所述硅酸钠粉末占比22％，滑石粉占比20％，硼砂占比21.75％，羧甲基纤维素占比0.25％,水占比36％；
在600*50cm的20mm厚的纤维毯上表面打孔，孔的深度为10mm，所述孔以阵列方式排布，孔的间距为50mm；
将上述粘结剂灌至孔处，所述粘结剂在孔处形成的端部外凸于纤维毯，且边缘覆盖在纤维毯上的厚度为2mm，在80℃的恒温鼓风干燥箱中烘干，得到高温自粘耐火纤维毯。
本发明将上述粘结剂直径10mm的圆点点在两块SKD11模具钢板上，点与点之间形成50*50mm的网格，800℃下烧结后，通过拉拔试验，测试其粘结力，结果为0.50MPa；
在20mm厚的纤维毯上将粘结剂以直径10mm的圆点点在纤维毯上形成50*50mm的网然后直接800℃烧结，烧结后粘结剂从上面剥离，发现固化的粘结剂和纤维毯接触的地方，纤维嵌入了粘结剂，说明粘结剂能很好地与纤维毯贴合。
将上述高温自粘耐火毯围在直径为30cm的SKD11模具特种钢棒上，使用温度为823℃，钢棒的窗口温度保持10min。
实施例2
将水和硅酸钠粉末混合，再加入硼砂、滑石粉和羧甲基纤维素，得到高温自粘耐火毯用粘结剂；所述硅酸钠粉末占比22％，滑石粉占比21％，硼砂占比20.75％，羧甲基纤维素占比0.25％,水占比36％；
在600*50cm的20mm厚的纤维毯上表面打孔，孔的深度为10mm，所述孔以阵列方式排布，孔的间距为50mm；
将上述粘结剂灌至孔处，所述粘结剂在孔处形成的端部外凸于纤维毯，且边缘覆盖在纤维毯上的厚度为2mm，在80℃的恒温鼓风干燥箱中烘干，得到耐火纤维毯。
本发明将上述粘结剂直径10mm的圆点点在两块SKD11模具钢板上，点与点之间形成50*50mm的网格，800℃下烧结后，通过拉拔试验，测试其粘结力，结果为0.51MPa；
在20mm厚的纤维毯上将粘结剂以直径10mm的圆点点在纤维毯上形成50*50mm的网然后直接800℃烧结，烧结后粘结剂从上面剥离，发现固化的粘结剂和纤维毯接触的地方，纤维嵌入了粘结剂，说明粘结剂能很好地与纤维毯贴合。
将上述高温自粘耐火毯围在直径为80cm的SKD11模具特种钢棒上，使用温度为834℃，钢棒的窗口温度保持11min。
实施例3
将水和硅酸钠粉末混合，再加入硼砂、滑石粉和羧甲基纤维素，得到高温自粘耐火毯用粘结剂；所述硅酸钠粉末占比22％，滑石粉占比21％，硼砂占比20.8％，羧甲基纤维素占比0.2％,水占比36％；
在600*50cm的20mm厚的纤维毯上表面打孔，孔的深度为10mm，所述孔以阵列方式排布，孔的间距为50mm；
将上述粘结剂灌至孔处，所述粘结剂在孔处形成的端部外凸于纤维毯，且边缘覆盖在纤维毯上的厚度为2mm，在80℃的恒温鼓风干燥箱中烘干，得到耐火纤维毯。
本发明将上述粘结剂直径10mm的圆点点在两块SKD11模具钢板上，点与点之间形成50*50mm的网格，800℃下烧结后，通过拉拔试验，测试其粘结力，结果为0.47MPa；
在20mm厚的纤维毯上将粘结剂以直径10mm的圆点点在纤维毯上形成50*50mm的网然后直接800℃烧结，烧结后粘结剂从上面剥离，发现固化的粘结剂和纤维毯接触的地方，纤维嵌入了粘结剂，说明粘结剂能很好地与纤维毯贴合。
将上述高温自粘耐火毯围在直径为50cm的SKD11模具特种钢棒上，使用温度为819℃，钢棒的窗口温度保持9min。
对比例1
与实施例1相比，不同之处在于，采用叶蜡石替换滑石粉。
粘结剂在850℃下不能充分熔融，流动性很差，导致粘结剂的性能无法充分发挥，纤维毯与SKD11模具钢柱不能充分贴合。
由以上实施例可知，本发明提供了一种高温自粘耐火毯用粘结剂，以质量分数计，包括以下组分：硅酸钠粉末15～25％，滑石粉15～25％，硼砂15～25％，羧甲基纤维素0.1～1％,水30～40％。本发明提供的粘结剂在上述组分的共同作用下具有较好的粘结强度。粘结剂应用在纤维毯上，使得自粘纤维毯烧结后，很好地贴合在工件上，且具有较好的粘结力。还能较长时间保持工件的窗口温度。实验结果表明：粘结剂在SKD11模具钢板上的粘结力为0.5MPa左右；粘结剂的使用温度高达800℃；钢棒的窗口温度可以保持10min左右。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高温自粘耐火毯用粘结剂，以质量分数计，包括以下组分：
硅酸钠粉末15～25％，滑石粉15～25％，硼砂15～25％，羧甲基纤维素0.1～1％,水30～40％。
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述滑石粉的粒度为1240～1260目，硅含量为57～63％，镁含量为28～32％。
3.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述硅酸钠粉末的化学式为Na2O·nSiO2，n的取值为2.0～3.0。
4.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述高温自粘耐火毯用粘结剂室温下的粘度为3000～8000Pa·s。
5.一种权利要求1～4任一项所述粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
将水和硅酸钠粉末混合，再加入硼砂、滑石粉和羧甲基纤维素，得到高温自粘耐火毯用粘结剂。
6.一种高温自粘耐火毯，由以下方法制得：
在纤维毯上表面打孔，将权利要求1～4任一项所述粘结剂灌至孔处，烘干，得到高温自粘耐火毯。
7.根据权利要求6所述的高温自粘耐火毯，其特征在于，所述纤维毯的厚度和孔的深度的比为1.8～2:1；
所述孔以阵列方式排布；所述孔的直径小于10mm；所述孔的间距为45～55mm；
所述粘结剂在孔处形成的端部外凸于纤维毯，且边缘覆盖在纤维毯上。
8.根据权利要求7所述的高温自粘耐火毯，其特征在于，所述粘结剂在孔处形成的端部覆盖在纤维毯上的厚度为2～3mm。
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