一种新型耐高温纳米无机粘结剂及其制备方法

一种新型耐高温纳米无机粘结剂及其制备方法

本文介绍了一种新型耐高温纳米无机粘结剂及其制备方法和用途。这种粘结剂具有优异的粘结性能和耐高温性能，尤其适用于无机材料和金属材料的粘结。其制备原料包括粉煤灰、氧化钙、碱液、粉煤灰浮选物和水，通过特定的制备工艺和固化方法，能够实现高达1800℃的使用温度。

背景技术

在建筑、冶金、钢铁等领域，无机粘结剂被广泛使用且发展迅速。无机粘结剂按固化方式可分为熔融固化型、挥发固化型、遇水固化型、反应固化型等，其中反应固化型应用最广泛。然而，现有的无机粘结剂存在粘结性差、耐高温性能不足、制备工艺复杂等问题。

技术实现思路

本发明提供了一种耐高温纳米无机粘结剂，其组成简单，原料成本低廉，便于制备，且具有优异的粘结性能和耐高温性能。具体组成如下：

• 粉煤灰：20～50%
• 氧化钙：5～30%
• 碱液：5～25%
• 粉煤灰浮选物：10～30%
• 水：10～30%

其中，粉煤灰、氧化钙和粉煤灰浮选物的粒度为500nm以下。

粘结原理

粉煤灰表面的玻璃保护层阻碍了内部可溶性SiO2和Al2O3的活性发挥。本发明通过碱液中的强碱（如NaOH）破坏保护层，使内部活性物质释放。这些活性物质与CaO反应形成CaO-SiO2-Al2O3系统，从而产生较强的粘结力。

对于金属材料，粘结剂中的偏硅酸与偏铝酸会与金属表面氧化物生成MSiO3和M(AlO2)2，增加金属表面粗糙度，使粘结剂更容易渗透并形成更强的分子间作用力。

性能测试

本发明的纳米级无机粘结剂具有出色的性能：

• 抗剪切强度：6～20MPa
• 抗拉强度：9～30MPa
• 使用温度：1500～1800℃

制备方法

将纳米级的粉煤灰、粉煤灰浮选物和氧化钙混合，加入碱液和水，加热至80～120℃保持4～10h即可。

应用范围

适用于各种无机材料（如陶瓷、耐火砖）和金属材料（如不锈钢、铸铁、铜、铝）的粘结。

固化方法

• 常规固化：60～200℃下固化12～24h
• 高温固化：60～200℃下固化4～8h，然后在600～1500℃下高温加固2～14h

优点

1. 粘结性能优异，能在材料间形成渗透区
2. 耐高温性能好，最高使用温度达1800℃
3. 组成简单，原料成本低且来源广泛
4. 制备工艺简便，安全性高，适合大规模生产