專利名稱：一種發(fā)泡無機粘結(jié)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粘結(jié)材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)泡無機粘結(jié)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟和生活水平的提高，粘結(jié)劑在人們的日常生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。目前市場上大多數(shù)粘結(jié)劑是有機粘結(jié)劑，然而有機粘結(jié)劑在生產(chǎn)、使用過程中會產(chǎn)生一些環(huán)境污染問題，對人體健康和環(huán)境都造成極大的危害。而且有機粘結(jié)劑耐高溫性能差，易燃燒，所以防火性能差。所以這些缺點限 制了有機粘結(jié)劑的進一步應(yīng)用。無機粘結(jié)劑不但耐高溫性能優(yōu)異，而且在生產(chǎn)制備過程中不會產(chǎn)生有害的物質(zhì)污染環(huán)境。無機粘結(jié)劑中應(yīng)用最廣泛的是硅酸鹽無機粘結(jié)劑。硅酸鹽無機粘結(jié)劑以水玻璃為主(魏美玲，趙小波.無機粘結(jié)劑研究進展.現(xiàn)代技術(shù)陶瓷，2007，I :28-31.)。但純水玻璃粘結(jié)劑存在耐水性差，粘結(jié)強度低，易粉化，固化時間長等缺陷。因此限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種配方合理，性能優(yōu)異的發(fā)泡無機粘結(jié)劑，克服了純水玻璃粘結(jié)劑的缺點、節(jié)省了用量、降低了成本，擴大了無機粘結(jié)劑的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種發(fā)泡無機粘結(jié)劑，其特征在于其原料組份及各組份占原料總量的重量百分數(shù)分別為鈉水玻璃10% 50%、鉀水玻璃10% 50%、硅溶膠10% 25%、添加劑5% 20%、穩(wěn)定劑1% 5%、發(fā)泡劑1% 10%ο優(yōu)選所述穩(wěn)定劑為偶聯(lián)劑酸性水溶液，偶聯(lián)劑酸性水溶液的PH值在3-5，其中偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑；優(yōu)選所述的添加劑為高鋁粉、滑石粉、納米氧化鋁粉末或納米氧化鈣粉末；優(yōu)選所述的發(fā)泡劑為雙氧水、松香或十二烷基苯磺酸鈉。優(yōu)選上述娃燒偶聯(lián)劑為3_氨丙基二乙氧基娃燒、Y-(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N- (β_氨乙基)_ Y-氨丙基三甲(乙)氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒或乙稀基二乙氧基娃燒；所述的欽酸酷偶聯(lián)劑為異丙基二 (_■羊基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯或單烷氧基不飽和脂肪酸鈦酸酯；所述的偶聯(lián)劑酸性水溶液中的酸為鹽酸、硝酸、醋酸、硫酸、草酸或磷酸。本發(fā)明還提供了制備上述的發(fā)泡無機粘結(jié)劑的方法，其具體步驟如下①.將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于容器中，攪拌5-10分鐘.然后加入硅溶膠，攪拌5-10分鐘；③.加入穩(wěn)定劑，攪拌15-35分鐘；@ .再加入添加劑，攪拌5-30分鐘，之后倒出，冷卻；最后加入發(fā)泡劑攪拌均勻即得到發(fā)泡無機粘結(jié)劑。其中在加入發(fā)泡劑前整個制備過程均水浴加熱25-60°C，攪拌速度均為500-1500轉(zhuǎn)/分。有益效果本發(fā)明中以水玻璃為基礎(chǔ)，主要起粘結(jié)作用。鉀水玻璃和鈉水玻璃混合是因為鉀水玻璃有較好的潰散性和較好的耐水性，能夠改善鈉水玻璃的這些缺點。硅溶膠的加入是為了增加粘結(jié)劑的粘結(jié)強度。穩(wěn)定劑是為了使膠料儲存時間長久，防止膠料固化，同時也能提高粘結(jié)劑的耐水性。高鋁粉能夠改善膠料的耐溫性能，提高粘結(jié)劑的密實性。發(fā)泡劑能減少膠料的使用，降低成本。其具體優(yōu)點為(I)、價格低廉，應(yīng)用范圍廣；( 2 )、常溫固化，耐水性好；(3)、粘結(jié)強度高；(4)、經(jīng)過發(fā)泡，節(jié)省用量，降低成本。
具體實施方式
為了便于說明，原料各組分用量均為重量百分比。實例I本實例無機粘結(jié)劑原料組成如下
鈉水玻璃35.54%
鉀水玻璃23.70%
硅溶膠17.77%
高鋁粉17.77%
KH560 醋酸水溶液(pH=5)3.22%
雙氧水2%制備過程如下整個制備過程(在加入發(fā)泡劑前)水浴加熱50°C，攪拌速度為1000
轉(zhuǎn)/分。I.將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于三頸燒瓶中，攪拌10分鐘。2.加入硅溶膠，攪拌8分鐘。3.緩慢加入穩(wěn)定劑，攪拌25分鐘。4.加入高鋁粉，攪拌20分鐘，之后倒出，冷卻到室溫。加入發(fā)泡劑攪拌均勻即可。制得的粘結(jié)劑發(fā)泡倍數(shù)(加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積與未加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積比值)為5倍，耐水時間為24小時無變化。測得不銹鋼粘結(jié)不銹鋼對接強度為I. 5MPa。實例2
鈉水玻璃12.24%
鉀水玻璃48.96%硅溶膠18.36%
滑石粉17.36%
KH560 磷酸水溶液(pH=4)1.84%
發(fā)泡劑(雙氧水)1.24%制備過程如下整個制備過程(在加入發(fā)泡劑前)水浴加熱55°C，攪拌速度為1500
轉(zhuǎn)/分。I.將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于三頸燒瓶中，攪拌5分鐘。
2.加入硅溶膠，攪拌5分鐘。3.緩慢加入穩(wěn)定劑，攪拌20分鐘。4.加入滑石粉，攪拌15分鐘，之后倒出，冷卻到室溫。加入發(fā)泡劑攪拌均勻即可。制得的粘結(jié)劑發(fā)泡倍數(shù)(加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積與未加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積比值)為4倍，耐水時間為24小時無變化。測得不銹鋼粘結(jié)不銹鋼對接強度為I. OMPa0實例3
鈉水玻璃49.71%
鉀水玻璃10.16%
硅溶膠16.77%
高鋁粉19.16%
KH560 醋酸水溶液(pH=5)2.20%
松香2%制備過程如下整個制備過程(在加入發(fā)泡劑前)水浴加熱60°C，攪拌速度為1000
轉(zhuǎn)/分。I.將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于三頸燒瓶中，攪拌5分鐘。2.加入硅溶膠，攪拌5分鐘。3.緩慢加入穩(wěn)定劑，攪拌20分鐘。4.加入高鋁粉，攪拌30分鐘，之后倒出，冷卻到室溫。加入發(fā)泡劑攪拌均勻即可。制得的粘結(jié)劑發(fā)泡倍數(shù)(加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積與未加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積比值)為5倍，耐水時間為12小時無變化。測得不銹鋼粘結(jié)不銹鋼對接強度為I. 2MPa。實例4
鈉水玻璃33.52%
卻水玻璃32.30%
硅溶膠12.30%
滑石粉16.76%KH560 硫酸水溶液(pH=3)3.07%
十一.烷基苯磺酸鈉2.05%制備過程如下整個制備過程(在加入發(fā)泡劑前)水浴加熱55°C，攪拌速度為1000 轉(zhuǎn)/分。I.將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于三頸燒瓶中，攪拌5分鐘。2.加入硅溶膠，攪拌10分鐘。3.緩慢加入穩(wěn)定劑，攪拌30分鐘。4.加入滑石粉，攪拌20分鐘，之后倒出，冷卻到室溫。加入發(fā)泡劑攪拌均勻即可。制得的粘結(jié)劑發(fā)泡倍數(shù)(加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積與未加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積比值)為5倍，耐水時間為24小時無變化。測得不銹鋼粘結(jié)不銹鋼對接強度為I. 5MPa。實例5
鈉水玻璃33.52%
鉀水玻璃22.30%
硅溶膠24.30%
納米氧化鋁粉末5%
KH792 草酸水溶液(pH=5)4.88%
雙氧水10%制備過程如下整個制備過程水浴加熱28°C，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分。I.將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于三頸燒瓶中，攪拌5分鐘。2.加入硅溶膠，攪拌10分鐘。3.緩慢加入穩(wěn)定劑，攪拌8分鐘。4.加入納米氧化鋁粉末，攪拌30分鐘，之后倒出，冷卻到室溫。加入發(fā)泡劑攪拌均勻即可。制得的粘結(jié)劑發(fā)泡倍數(shù)(加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積與未加入發(fā)泡劑的粘結(jié)劑體積比值)為5倍，耐水時間為24小時無變化。測得不銹鋼粘結(jié)不銹鋼對接強度為O. SMPa0本發(fā)明中的無機粘結(jié)劑，各組分及其用量不局限于上述列舉的實例。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)泡無機粘結(jié)劑，其特征在于其原料組份及各組份占原料總量的重量百分數(shù)分別為鈉水玻璃10% 50%、鉀水玻璃10% 50%、硅溶膠10% 25%、添加劑5% 20%、穩(wěn)定劑1% 5%、發(fā)泡劑1% 10%ο
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)泡無機粘結(jié)劑，其特征在于所述穩(wěn)定劑為偶聯(lián)劑酸性水溶液，偶聯(lián)劑酸性水溶液的PH值在3-5，其中偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑；所述的添加劑為高鋁粉、滑石粉、納米氧化鋁粉末或納米氧化鈣粉末；發(fā)泡劑為雙氧水、松香或十二燒基苯橫酸納。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)泡無機粘結(jié)劑，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷、Y _(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N- ( β-氨乙基)_ Y-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；所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑為異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯或單烷氧基不飽和脂肪酸鈦酸酯；所述的偶聯(lián)劑酸性水溶液中的酸為鹽酸、硝酸、醋酸、硫酸、草酸或磷酸。
4.一種制備如權(quán)利要求I所述的發(fā)泡無機粘結(jié)劑的方法，其具體步驟如下①.將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于容器中，攪拌5-10分鐘.然后加入硅溶膠，攪拌5-10分鐘；③.加入穩(wěn)定劑，攪拌15-35分鐘；(!).再加入添加劑，攪拌5-30分鐘，之后倒出，冷卻，最后加入發(fā)泡劑攪拌均勻即得到發(fā)泡無機粘結(jié)劑；在加入發(fā)泡劑前整個制備過程水浴加熱25-60°C，攪拌速度為500-1500轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
一種發(fā)泡無機粘結(jié)劑，其特征在于其原料組份及各組份占原料總量的重量百分數(shù)分別為鈉水玻璃10%～50%、鉀水玻璃10%～50%、硅溶膠10%～25%、添加劑5%～20%、穩(wěn)定劑1%～5%、發(fā)泡劑1%～10%。其具體步驟如下將鈉水玻璃和鉀水玻璃混合于容器中，攪拌后加入硅溶膠，攪拌后加入穩(wěn)定劑，攪拌后再加入添加劑，攪拌之后倒出，冷卻，最后加入發(fā)泡劑攪拌均勻即得到發(fā)泡無機粘結(jié)劑；本發(fā)明制備的粘結(jié)劑具有以下特點(1)價格低廉，應(yīng)用范圍廣；(2)常溫固化，耐水好；(3)粘結(jié)強度高。
文檔編號C09J11/04GK102942876SQ201210382739
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者崔升, 劉寶, 沈曉冬 申請人:南京工業(yè)大學(xué)