文档介绍：硅酸盐无机胶粘剂的研制及应用
摘要:硅酸盐胶粘剂被广泛应用于机械、冶金、勘探、交通、兵器等领域,它的基本特点是:粘接性能好、耐高温、易操作、成本低、尤其在金属、玻璃、陶瓷等材料的生产和粘接等方面起着重要的作用。在材料科学领域,硅酸盐无机胶粘剂已成为独立的研究方向。本文系统地阐述了硅酸盐无机胶粘剂研制的原则、制备方法、研制关键和应用方面的一些特性,指出了硅酸盐胶粘剂的发展方向,在应用方面具备一定的指导意义。
关键词:硅酸盐胶粘剂、研制方法
中图分类号:O741+.4 文献标识码:A 文章编号:
无机胶粘剂的粘接技术在近几十年来被广泛应用,发展非常迅速。作为一种粘接的技术手段,它的应用解决了大量粘接方面的生产技术关键问题,具有十分广泛的发展前景,无机胶粘剂按固化方式的不同可分为熔融固化型、挥发固化型、遇水固化型、反应固化型等。其中反应固化型无机胶粘剂应用最广泛、也最具有应用价值。反应固化型胶粘剂磷分为磷酸盐和硅酸盐两大类。由于磷酸盐类胶粘剂质地太脆,且不耐高温。因此,在实际生产中广泛应用的是硅酸盐类胶粘剂。而硅酸盐无机胶粘剂的应用主要集中在水玻璃系列无机胶粘剂。下面将详细阐述硅酸盐无机胶粘剂的研制方法,研制关键和应用特点。
一、无机胶粘剂的分类
按固化方式的不同可将无机胶粘剂分为熔融固化型、挥发固化型、遇水固化型、反应固化型。其中反应固化型无机胶粘剂是应用最广、最有价值的一类,磷酸盐类和硅酸盐类胶粘剂是反应固化型胶粘剂中最为主要的两大系列。由于磷酸盐类胶粘剂质地太脆,使用温度一般不宜高于 900℃,因而在实际生产中广泛应用的是硅酸盐类胶粘剂。对硅酸盐无机胶粘剂的研究主要集中在水玻璃系列无机胶粘剂之上。
二、硅酸盐无机胶粘剂的构成。
硅酸盐无机胶粘剂是以硅酸钠(水玻璃)为主体,加入氧化物(如氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁和氧化铁等)、铝粉、石墨粉及水泥等配制而成。品种较多,有硅酸钠石墨胶粘剂、,最有价值。硅酸盐无机胶粘剂由甲组分液体、双组分液体和粉末加水调和而成。它能承受800~2900℃的高温,粘接碳铜的抗剪强度大于60MPa,抗拉强度大于30MPa。可用于粘接金属、陶瓷、玻璃和石料等。
早期的硅酸盐胶粘剂同样存在着粘接强度不好,耐水性差、质脆不耐冲击等缺点。因此,在生产中需要对其进行改性。常见的有钛酸钾晶硅酸盐胶粘剂。粘土和石棉粉是硅酸盐类胶粘剂的常用改性剂。近年来,也有用晶须作改性剂的报道。晶须是在人工控制的条件下,以单晶结构形式生长的高纯度针状纤维材料,其晶体结构完整、内部缺陷较少,加入胶粘剂中,能够均匀分散,起骨架作用,形成纤维复合材料。它可以有效地改善材料的力学性能、耐热性能、摩擦磨损性能等。
三、硅酸盐无机胶粘剂的制备
(1)制备原则
胶粘剂是以水玻璃为胶料,按实际需要加入适当的固化剂和填料调和而成。其固化剂主要包括二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氢氧化铝、***硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐等;填料的选取原则是加入该种填料后胶粘剂的线膨胀系数与被粘物的基本一致,保证在高温下使用时不致于产生过大热应力而破坏粘接,此外就填料本身还应具有较高的机械强度、较好的耐热和耐水性,并能降低胶粘剂固化时的收缩率等性能,如氧化硅、氧化铝、莫来石、炭化硅、淡化硅和云母等。
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