新型磷酸盐耐温粘结剂的制备研究.doc.docVIP

衡阳师范学院 毕业论文 题 目：新型磷酸盐粘结剂的制备研究 所 在 系： 化学与材料科学系 专 业： 应化学 学 号： 作者姓名： 李国雄 指导教师： 邹建陵 2010年 5 月 2 日 新型磷酸盐粘结剂制备研究 化学与材料科学系 应用化学专业 学号 姓名：李国雄 指导老师：邹建陵 摘要：本文以磷酸二氢铝为基料，以氧化锌、氧化钙、氧化铁为主固化剂，以氧化硅为矿化剂和填料，以氧化镁为催化剂和辅固化剂，加入改性剂改性制得粘结剂，并进行探索优选。试验探讨了固化剂、固化温度、改性稳定剂对粘结性能的影响并用红外检测粘结剂结构以氧化钙为固化剂，170℃固化温度，固化时加少量水，以硼酸双甘油脂为改性稳定剂制得的粘结剂综合性能最优。 关键词：磷酸二氢铝 耐高温 目 录 1 前 言 1 1.1 引言 1 1.2 磷酸盐黏结剂的特点[5] 1 1.3 磷酸盐粘结剂的结合力[6] 2 1.4 磷酸盐粘结剂的主要影响因素 2 1.4.1 磷酸盐的质量分数和用量 2 1.4.2 固化剂的种类 3 1.4.3 固化温度[9] 3 1.5 国内外研究进展 3 1.6 本课题创新之处和研究意义 4 21 前 言 1.1 引言 胶粘剂是其应用已深入到国民经济的各个领域分为有机胶粘剂和无机胶粘剂两大类。随着科学技术的迅速发展，对胶粘剂在特殊环境下耐热性、耐介质性及其它性能的要求愈加苛刻为此，国内外大量科研单位和企业正不断研发具有新用途、新性能的耐高温胶粘剂[]。 有机粘结剂耐高温性不理想，一般的有机胶粘剂能承受的高温通常都在100℃以下。有机硅胶黏剂最高可耐350℃[]。而无机胶粘剂能承受的高温达600900℃，改进后达到1000℃以上。 无机胶粘剂有硅酸盐、磷酸盐、氧化物、硫酸盐和硼酸盐等多种，按固化机理来分，一般可以分为以下四类。 空气干燥型 依赖于溶剂挥发或失去水分而固化，例如水玻璃、粘土等。 水固化型 以水为固化剂，加水产生化学反应而固化，例如石膏、水泥等。 热熔型 即无机热熔胶，先加热到熔点以上，然后粘接，冷却固化，如低熔点金属，低熔点玻璃，玻璃陶瓷、硫黄等。 化学反应型 通过加入水以外的固化剂来产生化学反应而固化，如硅酸盐类、磷酸盐类、胶体氧化铝、牙科胶泥等。 [5] 磷酸盐胶黏剂是在水泥、耐火材料、陶瓷材料基础上发展起来的一种耐高热材料。磷酸盐胶黏剂可分为热固性和冷固性胶黏剂，热固性胶黏剂是磷酸盐基体中加入铝质、铅质、硅质、硼质等材料，加热到一定温度固化。冷固化胶粘剂是磷酸盐基体中加入镁质、锌质等材料。其凝结固化机理与物理化学性质不完全相同。冷固化类胶黏剂其硬化机理与水泥相似，热固化类胶黏剂的固化机理与其材质有关。以磷酸盐胶黏剂为基料的各种胶凝材料除了具有一般胶凝材料的特点外，还具有陶瓷材料、耐火材料的特点。 可塑性：和普通水泥一样，磷酸盐胶黏剂凝结固化前具有可塑性，因此施工方便，可以根据要求，做成任何尺寸和复杂形状物品，不像陶瓷成型工艺那样困难。 常温固化性：磷酸盐类胶凝材料可以在常温或不太高的温度下固化，因此制品成型后，不需特殊的高温烧结就可供使用。 可掺性：可加入外加物如集料和增强材料，以调节和改进制品的性能，使之符合各种用途要求。 高温瓷化性：其在升温过程中(使用前或使用中)因高温作用可陶瓷化，具有耐高温性能。 耐火性：其耐火温度可达1500-3000℃左右，比普通耐火水泥高得多。 耐热冲击性：可经受30℃到2000℃的多次冷热冲击而不被破坏。 粘接力强：与金属、陶瓷和石墨等材料都有很强的粘接力。 其它：原材料易得，制造工艺简单，制造成本低廉等。 磷酸盐复合材料还具有耐高温、高强度、介电性能优异、抗氧化以及良好的结构可设计性、热膨胀系数小等特点。它集中了金属和陶瓷的优点，是耐高温低介电损耗的理想材料。同时该材料体系还具有成本低、成型工艺简单、生产周期短的特点。 [6] 粘接力是胶剂与被粘物在接口上的作用力或结合力。它包括机械嵌合力、分子间力和化学键力。机械嵌合力是胶粘剂分子经扩散渗透进入被粘物表面空隙中固化后镶嵌而成的结合力，这种力虽然很小，却是不可忽视的。分子间力是胶黏剂与被粘物之间分子相互吸引的力，包括范德华力和氢键，其作用距离为5-30nm。 化学键力是胶黏剂与被粘物表面能够形成的化学键。它有共价键、配位键、金属键、离子键，比分子间力高得多，化学键的结合是很牢固的。三种粘接力各自贡献的大小尚不清楚