一种铝合金的无机耐高温粘合剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金的无机耐高温粘合剂及其制备方法。该粘合剂由以下重量百分比的原料制备而成：粘结剂35～45%，凹土/纳米氧化硅复合粉料15～25%，偶联剂5～10%，纳米氧化钛3～6%，分散剂3～6%，增粘剂1～3%，消泡剂0.1～0.5%，余量为去离子水。其中，凹土/纳米氧化硅复合粉料是由凹凸棒石粘土与纳米氧化硅粉末按质量比为100:15～20混合配制而成的复合粉末。本发明粘合剂具有优异的耐高温性能、耐酸碱性能。本发明粘合剂在制备中，没有大量使用稀贵元素，所取原料成本降低。
【专利说明】-种锅合金的无机耐高温粘合剂及其制备方法
[0001]
【技术领域】： 本发明涉及一种铅合金的无机耐高温粘合剂及其制备方法，属粘合剂材料领域。
[0002]
【背景技术】： 目前，一些需要在高温工况下工作的铅合金设备，如铅合金风叶、铅合金浑火炉等设 备，出现破损或断裂时一般需要粘合剂来进行修补，一般的粘合剂分成有机粘合剂和无机 粘合剂两类。通常情况下，有机粘合剂不具备高温下工作的条件；无机粘合剂则不存在高温 下氧化分解等不利因素，可W在高温环境中长期可靠的工作，拥有良好的耐高温性能，且强 度高，对环境无污染，可应用在特种环境下工作。
[0003] 传统的用于高温粘接的无机胶尽管耐高温性较好，但存在内聚强度低、脆性大、耐 水性、耐酸碱性差等缺陷。如，CN1253156A号专利申请公布的陶瓷胶黏剂尽管耐温性较好， 但高温下材料易发生膨胀，粘接线膨胀系数相差较大的材料时，胶层与粘接界面上将产生 较大的热应力，进而损坏粘接效果。
[0004] 因此，确有必要对现有技术进行改进，W解决现有技术之不足。
[0005]
【发明内容】
： 本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种铅合金的无机耐高温粘合剂，该粘合 剂具有优异的耐高温性能，耐酸碱性能。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种铅合金的无机耐高温粘合剂的制备方法，该制备方 法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
[0007] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的： 一种铅合金的无机耐高温粘合剂，该粘合剂由W下重量百分比的原料制备而成： 粘结剂35?45%，凹± /纳米氧化娃复合粉料15?25%，偶联剂5?10%，纳米氧化铁 3?6%，分散剂3?6%，增粘剂1?3%，消泡剂0. 1?0. 5%，余量为去离子水。
[0008] 凹±/纳米氧化娃复合粉料是由凹凸棒石粘±与纳米氧化娃粉末按质量比为 100:15?20混合配制而成的复合粉末。
[0009] 本发明的进一步设计在于： 所述粘结剂选用聚己帰醇缩甲酵溶液与娃酸轴溶液按质量比1:0. 5?1:1配制的混合 液；其中聚己帰醇缩甲酵溶液的质量浓度为10%，娃酸钢溶液的固含量35%。
[0010] 所述偶联剂选用甲基H甲氧基娃焼、甲基H己氧基娃焼、十二焼基H甲氧基娃焼 或己帰基二甲氧基娃焼。
[0011] 所述纳米氧化铁的细度为20?50皿。
[0012] 所述分散剂选用聚丙帰酸馈，型号为SD-00。
[0013] 所述增粘剂选用采用甲基轻己基纤维素（M肥C) 所述消泡剂选用甲基聚娃氧焼有机娃消泡剂(德国毕克BYK-141)。
[0014] 本发明铅合金的无机耐高温粘合剂的制备方法，包括W下步骤： 1) 凹± /纳米氧化娃复合粉料的准备： a. 按上述重量百分比，称量细度为200?400目的凹凸棒石粘±放入蒸觸水中，加入 盐酸在80?IOOC中处理1?3小时，同时揽拌2?4小时制得息浮液，备用；其中每克凹 凸棒石粘±中加入8?IOml蒸觸水；每克凹凸棒石粘±中加入0. 5?1. 0 ml盐酸，盐酸浓 度为 Imol/L ; b. 向上述息浮液加入复合活性剂，再加入纳米氧化娃，揽拌得息浮液，然后向息浮液中 滴加化OH溶液调整抑值至6?8,再揽拌2?4小时得息浮液，备用；其中复合活性剂的 用量为；每克凹凸棒石粘±中加入0. 05?0. 1 ml复合活性剂； C.将b)步制得的息浮液W 35(K)r/min的转速离也处理5?lOmin，回收的固体物烘 干，烘干温度为温度为70?IOOC，烘干后研细，即得所述凹± /纳米氧化娃复合粉料； 2) 制备无机耐高温粘合剂： a. 取去离子水倒入揽拌器中，向其中加入分散剂W及偶联剂，采用十字揽刀揽拌器充 分揽拌，揽拌速度为1500?3000转/分，揽拌时间为30?60分钟，得混合液，备用； b. 将上述步骤1) C步制备的凹± /纳米氧化娃复合粉料和纳米氧化铁，放入到步骤 2)中a)步制得的混合液中，充分揽拌，揽拌时间为1?2小时，得到混合液，备用； C.将步骤2)中b)步制得的混合液加入粘结剂、增粘剂和消泡剂混合后，放入球磨机 中W 188?25化/min的转速球磨1?化，将球磨后的料浆经真空去泡后即得所述无机耐高 温粘合剂。
[0015] 其中，步骤1)中b)步中复合活性剂包括体积比为1:1?1:2的有机化合物和非 离子型表面活性剂，有机化合物为有机駿酸，非离子型表面活性剂选用焼基酷聚氧己帰離、 失水山梨醇脂肪酸醋或吐温。
[0016] 本发明相比现有技术具有如下有益效果： 本发明粘合剂采用低挥发性无毒溶剂作为稀释剂，降低了粘合剂在使用过程中对环境 的污染；本发明粘合剂在制备中，没有大量使用稀贵元素，所取原料成本降低；本发明材料 制备工艺简便、过程简单，生产的材料具有良好的性能、弯曲强度高，非常便于工业化生产。
[0017] 本发明材料中的凹±/纳米氧化娃复合粉料，其中凹凸棒石粘±特殊纤维状晶体 形态的层链状结构，在粘结剂形成空间网状结构，通过凹±表面吸附纳米氧化娃粉末的轻 基与粘结剂通过氨键结合，提高粘结剂聚合的交联度，提高粘合剂固化的强度。
[0018] 本发明材料中的偶联剂表面的官能团与粘合剂发生缩合反应，提高粘合剂的固化 速度，提高粘合剂在铅合金表面的粘结强度。
[0019] 本发明材料中填加的纳米氧化铁，提高粘合剂的热稳定性，提高粘合剂的耐温性， 并能够提高粘合剂在铅合金表面的剪切强度。
[0020] 材料中的分散剂主要是提高凹± /纳米氧化娃复合粉末在水溶液中的息浮性。增 粘剂提高粘合剂与铅合金表面的粘结强度。消泡剂为甲基聚娃氧焼有机娃消泡剂（，在水溶 液中具有较好的消泡能力。
[0021]
【具体实施方式】： W下各实施例中，所用原料如下： 凹±/纳米氧化娃复合粉料是由凹凸棒石粘±与纳米氧化娃粉配制的复合粉末，凹凸 棒石粘±采用化201210083674. 3号专利中的制备工艺。
[0022] 粘结剂中聚己帰醇缩甲酵溶液的质量浓度为10%，娃酸轴溶液的固含量35%。
[0023] 纳米氧化铁的细度为20?50nm。
[0024] 分散剂选用聚丙帰酸馈(型号为SD-00)，由南京霄科纳米陶瓷巧术开发有限公司 生产产品SD-00,主要成分是聚丙帰酸馈。
[00巧]消泡剂选用二甲基聚娃氧焼有机娃消泡剂，如德国毕克BYK-141。
[0026] 增粘剂选用采用甲基轻己基纤维素（M肥C)。
[0027] 聚己帰醇缩甲酵胶（107胶） W下各实施例中，步骤1)中b)步中的 实施例1中，复合活性剂包括体积比为1:1的有机化合物和非离子型表面活性剂，有机 化合物为硬脂酸，非离子型表面活性剂选用焼基酷聚氧己帰離（0P-10型)。
[0028] 实施例2中，复合活性剂包括体积比为1:1. 5的有机化合物和非离子型表面活性 齐U，有机化合物为硬脂酸，非离子型表面活性剂选用失水山梨醇脂肪酸醋（S80型)。
[0029] 实施例3中，复合活性剂包括体积比为1:2的有机化合物和非离子型表面活性剂， 有机化合物为硬脂酸，非离子型表面活性剂选用吐温（20型)。
[0030] 实施例1 (1) 凹±/纳米氧化娃复合粉料的准备： a) 称量IOOg细度为200?400目的凹凸棒石粘±放入800ml蒸觸水中，加入50?ml 盐酸在85C中揽拌2小时制得息浮液，备用，其中盐酸浓度为Imol/L ; b) 将a)步中得到的息浮液加入5的复合活性剂，再加入15g细度为20?50皿的纳米 氧化娃，揽拌得息浮液，然后向息浮液中滴加化OH溶液(质量浓度5%)调整抑值至6,再揽 拌2小时得息浮液，备用； C)将b)步制得的息浮液W 35(K)r/min的转速离也处理5min，回收的固体物烘干，烘干 温度为8(TC，烘干后研细，即得凹± /纳米氧化娃复合粉料； (2) 制备无机耐高温粘合剂： a) 将25ml的去离子水倒入揽拌器中，向其中加入5g的分散剂W及5g的甲基H甲氧基 娃焼，采用十字揽刀揽拌器充分揽拌，揽拌速度为1500转/分，揽拌时间为40分钟，得混合 液，备用； b) 称量20g的凹± /纳米氧化娃复合粉料W及5g的纳米氧化铁，放入到步骤2)中a) 步制得的混合液中，充分揽拌，揽拌时间为1小时，得到混合液，备用； C)将步骤2)中b)步得到的混合液加入35g的粘结剂、2g的增粘剂和0. 5g的消泡剂， 放入球磨机中W 18化/min的转速球磨化，将球磨后的料浆经真空去泡后得到本发明无机 耐高温粘合剂。
[00引]实施例2; (1)凹±/纳米氧化娃复合粉料的准备： a) 称量IOOg细度为200?400目的凹凸棒石粘±放入IOOOml蒸觸水中，加入50? IOOml盐酸在IOOC中处揽拌4小时制得息浮液，备用，其中盐酸浓度为Imol/L ; b) 将a)步中得到的息浮液加入IOmL的复合活性剂，再加入15g细度为20?50皿的 纳米氧化娃，揽拌得息浮液，然后向息浮液中滴加化OH溶液(质量浓度5%)调整抑值至8， 再揽拌4小时得息浮液，备用； C)将b)步制得的息浮液W 35(K)r/min的转速离也处理lOmin，回收的固体物烘干，烘 干温度为9(TC，烘干后研细，即得凹± /纳米氧化娃复合粉料； (2)制备无机耐高温粘合剂： a) 将30ml的去离子水倒入揽拌器中，向其中加入6g的分散剂W及7g的甲基H己氧基 娃焼，采用十字揽刀揽拌器充分揽拌，揽拌速度为2500转/分，揽拌时间为40分钟，得混合 液，备用； b) 称量25g的凹± /纳米氧化娃复合粉料W及6g纳米氧化铁，放入到步骤2)中a)步 制得的混合液中充分揽拌，揽拌时间为2小时，得到混合液，备用； C)将步骤2)中b)步得到的混合液加入40g的粘结剂、Ig增粘剂和0. 4g消泡剂，放入 球磨机中W 188转/min的转速球磨化，将球磨后的料浆经真空去泡后得到本发明无机耐高 温粘合剂。
[003引 实施例3 : (1) 凹±/纳米氧化娃复合粉料的准备： a) 称量IOOg细度为200?400目的凹凸棒石粘±放入900ml蒸觸水中，加入80ml盐 酸在9(TC中揽拌3小时制得息浮液，备用，其中盐酸浓度为Imol/L ; b) 将a)步中得到的息浮液加入8血的复合活性剂，再加入15g细度为20?50nm的纳 米氧化娃，揽拌得息浮液，然后向息浮液中滴加化OH溶液(质量浓度5%)调整抑值至7,再 揽拌3小时得息浮液，备用； C)将b)步制得的息浮液W 35(K)r/min的转速离也处理8min，回收的固体物烘干，烘干 温度为85C，烘干后研细，即得凹± /纳米氧化娃复合粉料； (2) 制备无机耐高温粘合剂： a) 将30ml的去离子水倒入揽拌器中，向其中加入5g的分散剂W及6g的十二焼基H甲 氧基娃焼，采用十字揽刀揽拌器充分揽拌，揽拌速度为2000转/分，揽拌时间为40分钟，得 混合液,备用； b) 称量20g的凹± /纳米氧化娃复合粉料W及4g纳米氧化铁，放入到步骤2)中a)步 制得的混合液中充分揽拌，揽拌时间为3小时，得到混合液，备用； C)将步骤2)中b)步得到的混合液加入35g的粘结剂、2g增粘剂和0. 3g消泡剂，放入 球磨机中W 188转/min的转速球磨化，将球磨后的料浆经真空去泡后得到本发明无机耐高 温粘合剂。
[0033] 实施例4 : (1) 按实施例1的方法制备凹±/纳米氧化娃复合粉料： (2) 制备无机耐高温粘合剂： a) 将25ml的去离子水倒入揽拌器中，向其中加入5g的分散剂W及Sg的己帰基H甲氧 基娃焼，采用十字揽刀揽拌器充分揽拌，揽拌速度为2800转/分，揽拌时间为40分钟，得混 合液，备用； b) 称量25g的凹± /纳米氧化娃复合粉料W及3g纳米氧化铁，放入到步骤2)中a)步 制得的混合液中充分揽拌，揽拌时间为2小时，得到混合液，备用； C)将步骤2)中b)步得到的混合液加入45g的粘结剂、3g增粘剂和0. 2g消泡剂，放入 球磨机中W 188转/min的转速球磨化，将球磨后的料浆经真空去泡后得到本发明无机耐高 温粘合剂。
[0034] 测试实例： 取实施例1所制备的无机耐高温粘合剂粘附在铅合金表面，测试其性能，如下表所示：
【权利要求】
1. 一种铝合金的无机耐高温粘合剂，该粘合剂由以下重量百分比的原料制备而成： 粘结剂35?45%，凹土 /纳米氧化硅复合粉料15?25%，偶联剂5?10%，纳米氧化钛 3?6%，分散剂3?6%，增粘剂1?3%，消泡剂0. 1?0. 5%，余量为去离子水； 其中，凹土/纳米氧化硅复合粉料是由凹凸棒石粘土与纳米氧化硅粉末按质量比为 100:15?20混合配制而成的复合粉末。
2. 根据权利要求1所述的铝合金的无机耐高温粘合剂，其特征在于：所述粘结剂选用 聚乙烯醇缩甲醛胶溶液与硅酸钠溶液按质量比1:0. 5?1:1配制的混合液；其中聚乙烯醇 缩甲醛溶液的质量浓度为10%，硅酸钠溶液的固含量35%。
3. 根据权利要求1所述的铝合金的无机耐高温粘合剂，其特征在于：所述偶联剂选用 甲基二甲氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧、十-烧基二甲氧基娃烧或乙稀基二甲氧基娃烧。
4. 根据权利要求1所述的铝合金的无机耐高温粘合剂，其特征在于：所述纳米氧化钛 的细度为20?50nm。
5. 根据权利要求1所述的铝合金的无机耐高温粘合剂，其特征在于：所述分散剂选用 聚丙烯酸铵；所述增粘剂甲基羟乙基纤维素；所述消泡剂选用二甲基聚硅氧烷有机硅消泡 剂。
6. 权利要求1-5任意一项所述的铝合金的无机耐高温粘合剂的制备方法，该制备方法 包括以下步骤： 1) 凹土 /纳米氧化硅复合粉料的准备： a. 按上述重量百分比，称量细度为200?400目的凹凸棒石粘土放入蒸馏水中，加入 盐酸在80?100°C中搅拌2?4小时制得悬浮液，备用；其中每克凹凸棒石粘土中加入8? l〇ml蒸馏水；每克凹凸棒石粘土中加入〇. 5?1. 0 ml盐酸，盐酸浓度为lmol/L ; b. 向上述悬浮液加入复合活性剂，再加入凹凸棒石粘土质量的15%?20%纳米氧化硅， 搅拌得悬浮液，然后向悬浮液中滴加 NaOH溶液调整pH值至6?8,再搅拌2?4小时得悬 浮液，备用；其中复合活性剂的用量为：每克凹凸棒石粘土中加入〇. 05?0. 1 ml复合活性 齐IJ ;凹凸棒石粘土与纳米氧化硅粉末按质量比为100:15?20混合； c. 将b)步制得的悬浮液以3500r/min的转速离心处理5?lOmin，回收的固体物烘 干，烘干温度为温度为70?100°C，烘干后研细，即得所述凹土 /纳米氧化硅复合粉料； 2) 制备无机耐高温粘合剂： a. 取去离子水倒入搅拌器中，向其中加入分散剂以及偶联剂，采用十字搅刀搅拌器充 分搅拌，搅拌速度为1500?3000转/分，搅拌时间为30?60分钟，得混合液，备用； b. 将上述步骤1) c步制备的凹土 /纳米氧化硅复合粉料和纳米氧化钛，放入到步骤 2)中a)步制得的混合液中，充分搅拌，搅拌时间为1?2小时，得到混合液，备用； c. 将步骤2)中b)步制得的混合液加入粘结剂、增粘剂和消泡剂混合后，放入球磨机 中以188?250r/min的转速球磨1?3h，将球磨后的料楽经真空去泡后即得所述无机耐高 温粘合剂。
7. 根据权利要求6所述的铝合金的无机耐高温粘合剂的制备方法，其中，步骤1)中b) 步中复合活性剂包括体积比为1:1?1:2的有机化合物和非离子型表面活性剂，有机化合 物为有机羧酸，非离子型表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或吐温。
【文档编号】C09J11/08GK104356960SQ201410685912
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】姚义俊, 饶伟锋, 刘斌, 王涛, 张乐彬, 温晓霞 申请人:南京信息工程大学