耐火材料用結合劑的六種結合機理

等靜壓耐火材料

 

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

 

1、水化結合

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

水泥類結合劑一般都是水化結合機理，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，形成凝聚一結晶網(wǎng)而產生結合。通常情況下，高溫用耐火澆注料用鋁酸鹽水泥結合，低溫用耐火澆注料用硅酸鹽水泥進行結合。

 

2、化學結合

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

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

 

3、縮聚結合

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

 

4、陶瓷結合

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

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)生反應首先產生粘性液相使散狀原料粘結在一起，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生堅固的結合。

 

5、物理結合

粘著結合借助于吸附作用、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生結合；擴散作用是在分子熱運動的作用下，結合劑與被結合物的分子發(fā)生相互擴散，在界面上形成擴散層從而產生結合；靜電作用，即若結合劑與被結合物的界面存在著雙電層，雙電層的靜電引力可產生結合作用。

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

 

6、凝聚結合

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

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