耐火材料化学结合剂的应用

    所谓化学结合,系指利用酸或碱等的化学反应所产生的结合,具有代表性的是磷酸盐系统,碱金属硅酸盐系统。此外,近年来又利用酚醛树脂一类结合剂,在常温或干燥温度下发生反应硬化,即所谓树脂结合。

磷酸盐硬化剂

    通常多是将磷酸铝与氧化镁配合使用,除此之外,还研制成各种磷酸盐类结合剂,以及氧化 镁以外的硬化剂,一般情况下使用较困难,所以除特殊用途外,不使用此类结合剂。 

碱金属硅酸盐硬化剂 

    一般采用硅酸钠(水玻璃)与硬化剂氟硅化钠反应而生成nSiO2起结合作用,其反应如下: 

2(Na] 0-NSI02)NA2SIF6-6NAF+(2n+1 )Sio2

2NA-$i0+1/2 Na2SIF6+XH2o

Na20+1/2 SIO2 ZH2 0+3NAF

3(Na2 O-nsi02h NA2SIF6--6 NAF+ Na2 SIF6+nsi

    但无论是哪一种反应,由于其生成物为低熔点物质,因而不能用来作高温结合剂,多半用来生产低温用耐火浇注料。

酚醛树脂硬化剂 

    当不定形耐火材料需要常温硬化时,通常多采用甲阶酚醛树脂及硬化剂。

水化结合 

    在不定形耐火材料中主要使用铝酸盐水泥、纯铝酸钙水泥作水合结合的代表性结合剂,利用氧化铝微粉或分散剂,即可起到结合作用。

陶瓷结合 

    由于需用一定的热量,所以很少单独使用此种方法,而且需要采用与常温结合不同的结合剂最具代表性的结合剂为粘土,常温时起凝集结合作用,高温时起陶瓷结合作用。尽管粘土还存在着缺点,但是用它作不定形耐火材料的结合剂时也有着许多优点,可用于生产凝集结合形浇注料。

    除此之外,还可用金属粉作陶瓷结合剂,特别是采用硅粉及铝粉者居多。加入金属粉的优点是可以在较大范围内提高高温强度。另外,Si与C发生反应,生成B-SiC,而金属AI与之反应则生成ALC3。如果发生氧化,仅形成SiO2及A2O),在耐火材料组成方面较少出現问题。金属铝和硅除了作为结合剂使用之外,还可以用含碳耐火材料的防氧化剂及耐火浇注料的防爆剂。由此可见,使用金属粉有许多突出优点但是由于其反应能力较强,在不定形耐火材料中使用时要有一定限制。

总结

    首先,要提高纯度,提高熔点。通常使用的结合剂容易生成较多的低熔点相,应将低熔点结合剂改为高熔点结合剂,而且其加入量亦应适当减少。

    例:纯铝酸钙水泥一高铝浇注料(含水泥5%左右)→凝集结合浇注料,另外,降低水分也很重要。对于不定形耐火材料来说,施工中用水混练时,必须进行干燥而且水分越多,越容易形成多孔体。就耐火材料的强度和抗侵蚀性而言,气孔越少,这两项性能越好。此外,各种结合剂的配合使用也很重要。将硬化形式不同的而且特点也不同的各种结合剂配合使用,可使不定形耐火材料从低温到高温具有均匀的强度,并有效防止脱落。 

 

 

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