耐火材料用結(jié)合劑的六種結(jié)合機理

等靜壓耐火材料

 

結(jié)合劑的種類不同，其結(jié)合散狀耐火原料的機理也有所區(qū)別。常見耐火材料結(jié)合劑的結(jié)合機理主要有以下幾種：

 

1、水化結(jié)合

水化結(jié)合即在常溫下通過結(jié)合劑與水發(fā)生水化反應生成的水化產(chǎn)物而產(chǎn)生結(jié)合作用。

水泥類結(jié)合劑一般都是水化結(jié)合機理，如鋁酸鈣水泥遇水后發(fā)生水解和水化反應生成六方片狀或針狀和立方粒狀晶體和氧化鋁凝膠體，形成凝聚一結(jié)晶網(wǎng)而產(chǎn)生結(jié)合。通常情況下，高溫用耐火澆注料用鋁酸鹽水泥結(jié)合，低溫用耐火澆注料用硅酸鹽水泥進行結(jié)合。

 

2、化學結(jié)合

化學結(jié)合即通過結(jié)合劑與硬化劑(促凝劑)之間的反應，或者結(jié)合劑與耐火原料在常溫或高于常溫而低于燒結(jié)溫度的范圍內(nèi)發(fā)生反應生成具有結(jié)合作用的化合物而產(chǎn)生結(jié)合。

氣硬性結(jié)合劑和部分熱硬性結(jié)合劑屬于這種結(jié)合機理，例如水玻璃結(jié)合劑與氟硅酸鈉硬化劑發(fā)生反應生成的水溶膠SiO2·nH2O經(jīng)脫水形成硅氧烷(Si-O-Si)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生結(jié)合強度；磷酸二氫鋁結(jié)合劑加MgO硬化劑時，在常溫下即可發(fā)生脫水和交聯(lián)反應而產(chǎn)生結(jié)合強度。

 

3、縮聚結(jié)合

縮聚結(jié)合即借助于催化劑或交聯(lián)劑，結(jié)合劑發(fā)生縮聚反應形成網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生結(jié)合強度。例如甲級酚醛樹脂加酸作催化劑或受熱時都可產(chǎn)生縮聚反應。

 

4、陶瓷結(jié)合

陶瓷結(jié)合即通過耐火原料或耐火原料與加入的燒結(jié)助劑在高溫下形成的液相而產(chǎn)生結(jié)合。陶瓷結(jié)合實際上是一種由液相燒結(jié)而產(chǎn)生的結(jié)合。

在耐火材料坯體中，耐火度較低的原料或耐火原料與助燒劑發(fā)生反應首先產(chǎn)生粘性液相使散狀原料粘結(jié)在一起，隨溫度的提高，依靠液固相反應生成具有更高熔融溫度的新物相而產(chǎn)生堅固的結(jié)合。

 

5、物理結(jié)合

粘著結(jié)合借助于吸附作用、擴散作用和靜電作用等物理作用而將散狀耐火原料結(jié)合在一起。

吸附作用有物理吸附和化學吸附，是依靠分子間的相互作用力一一范德華力而產(chǎn)生結(jié)合；擴散作用是在分子熱運動的作用下，結(jié)合劑與被結(jié)合物的分子發(fā)生相互擴散，在界面上形成擴散層從而產(chǎn)生結(jié)合；靜電作用，即若結(jié)合劑與被結(jié)合物的界面存在著雙電層，雙電層的靜電引力可產(chǎn)生結(jié)合作用。

產(chǎn)生粘著結(jié)合的多數(shù)為有機結(jié)合劑，其中有的為暫時結(jié)合劑，如糊精、紙漿廢液、羥甲基纖維素(CHC)和環(huán)氧樹脂等；有的為性結(jié)合劑，如瀝青、酚醛樹脂等，經(jīng)中、高溫處理后，除部分分解揮發(fā)外，其余部分會發(fā)生碳化而形成碳結(jié)合。一些性的無機結(jié)合劑如磷酸二氫鋁、水玻璃和硅溶膠等也具有粘著結(jié)合作用。

 

6、凝聚結(jié)合

凝聚結(jié)合即依靠加入凝聚劑使微粒子(膠體粒子)發(fā)生凝聚而產(chǎn)生結(jié)合。膠體類結(jié)合劑和超微粉制備的漿體具有這種結(jié)合機理。

在耐火材料實際生產(chǎn)中，耐火坯體中的結(jié)合機理往往不是單一的，有時是幾種結(jié)合機理的疊加或在不同的溫度階段有不同的結(jié)合機理。