[發明專利]一種以粘土礦物為原料制備磷酸鋁復合結合劑的方法

有效

• 申請號: 201110261658.4
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102424537A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 葉瑛;夏枚生;張奧博;李海晏;陳雪剛;朱旭恒;劉舒婷;陳濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B12/02
• 分類號: C04B12/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及磷酸鋁復合結合劑的制備，特別是一種以粘土礦物為原料制備磷酸鋁復合結合劑的方法。

背景技術

磷酸鋁結合劑具有粘接能力強、常溫固化，耐高溫等優異的性能，廣泛的應用于耐火材料，鑄造以及無機涂料領域。傳統磷酸鋁結合劑的制備是用鋁的氫氧化物或氧化物、氮化物與磷酸反應得到磷酸鋁基料，然后加入適當的填料和固化劑，這種制備方法選用的工業原料成本較高，生產工藝較復雜。

我國有豐富的粘土礦物資源，儲量巨大，質量上乘。粘土礦物是一些水合鋁硅酸鹽，同時含有鐵，鎂，堿金屬，堿土金屬等其他陽離子。粘土礦物中的鋁活性較高，能夠在一定條件下和無機強酸，甚至中強酸進行反應。粘土礦物一般顆粒細小，部分粘土還是天然的納米材料，具有小尺寸效應，隧道效應以及界面效應等納米材料所具有的特殊性能。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種以粘土礦物為原料制備磷酸鋁復合結合劑的方法。

以粘土礦物為原料制備磷酸鋁復合結合劑的方法的步驟如下：

1）將粘土礦物加水配制成礦漿，加入相當于粘土礦物重量0.1～0.2?%的分散劑，攪拌，水力旋流器除沙，用鼓風干燥箱于60～70?^oC恒溫干燥3～6?h，得到精制粘土礦物；

2）在精制粘土礦物中加入濃度為40～85?%的磷酸，攪拌，控制溫度為70～120?^oC，反應時間為0.5～6?h，冷卻，得磷酸鋁復合結合劑基料，磷酸的加入量為[Al]/[P]=0.3～0.7，[Al]為粘土礦物中鋁的摩爾數，[P]為磷酸水溶液的摩爾數；

3）在磷酸鋁復合結合劑基料中加入基料質量分數2?%～10?%的固化劑，制得磷酸鋁復合結合劑。

所述的粘土礦物為：高嶺土、埃洛石、地開石、珍珠陶土、伊利石、蒙脫土、蛭石或水鋁英石。所述的分散劑為：三聚磷酸鈉、硅酸鈉、六偏磷酸鈉或聚丙烯酸鈉。所述的固化劑為：氧化銅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯或氧化鋅。

本發明的磷酸鋁復合結合劑制備方法具有原料便宜易得，工藝簡單、操作條件溫和，易于實現規模化生產；制備的產品具有較強的附著力和優異的柔韌性、耐熱性、耐水性、耐候性等性能；可廣泛地應用于要求高溫熱穩定性或速凝性的多種用途，如航空航天用透波材料、鋼鐵等金屬的耐高溫、耐腐蝕保護涂層、建筑保溫材料、耐火材料以及塑料制品等行業。

具體實施方式

以粘土礦物為原料制備磷酸鋁復合結合劑的方法的步驟如下：

1）將粘土礦物加水配制成礦漿，加入相當于粘土礦物重量0.1～0.2?%的分散劑，攪拌，水力旋流器除沙，用鼓風干燥箱于60～70?^oC恒溫干燥3～6?h，得到精制粘土礦物；

2）在精制粘土礦物中加入濃度為40～85?%的磷酸，攪拌，控制溫度為70～120?^oC，反應時間為0.5～6?h，冷卻，得磷酸鋁復合結合劑基料，磷酸的加入量為[Al]/[P]=0.3～0.7，[Al]為粘土礦物中鋁的摩爾數，[P]為磷酸水溶液的摩爾數；

3）在磷酸鋁復合結合劑基料中加入基料質量分數2?%～10?%的固化劑，制得磷酸鋁復合結合劑。

所述的粘土礦物為：高嶺土、埃洛石、地開石、珍珠陶土、伊利石、蒙脫土、蛭石或水鋁英石。所述的分散劑為：三聚磷酸鈉、硅酸鈉、六偏磷酸鈉或聚丙烯酸鈉。所述的固化劑為：氧化銅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯或氧化鋅。

本發明結合以下實例作進一步的說明，但本發明的內容不僅限于實施例中所涉及的內容。

實施例1:?

1）將高嶺土加水配制成礦漿，加入相當于高嶺土重量0.2?%的六偏磷酸鈉，攪拌，水力旋流器除沙，用鼓風干燥箱于70?^oC恒溫干燥6?h，得到精制高嶺土；

2）在精制高嶺土中加入濃度為85?%的磷酸，攪拌，控制溫度為120?^oC，反應時間為6?h，冷卻，得磷酸鋁復合結合劑基料，磷酸的加入量為[Al]/[P]=?0.7，[Al]為粘土礦物中鋁的摩爾數，[P]為磷酸水溶液的摩爾數；

3）在磷酸鋁復合結合劑基料中加入基料質量分數10?%的氧化銅，制得磷酸鋁復合結合劑。

實施例2:?

1）將地開石加水配制成礦漿，加入相當于地開石重量0.1?%的三聚磷酸鈉，攪拌，水力旋流器除沙，用鼓風干燥箱于60?^oC恒溫干燥3?h，得到精制地開石；