[發明專利]一種鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結劑

有效

• 申請號: 201310684825.5
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103613359A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 王水富;王霞;王建新;孔亞琴
• 申請（專利權）人: 杭州中亞新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 王廣

技術領域

本發明涉及一種鋁及鋁合金熔體鑄造過程中使用的粘結劑，具體的說，是一種耐高溫、耐腐蝕、高粘性及環保的無機高溫粘結劑。

背景技術

粘結劑按材質組成分為有機粘結劑、無機粘結劑和混合粘結劑，不同組分的粘結劑具有的性能不一樣，使用環境也不一樣。隨著工業化生產的不斷發展，粘結劑的使用被推廣到化工、建筑、冶金、醫藥及生物等諸多領域。有機粘結劑由各種碳、氫、氧、氮、磷等元素組成的有機物制備而成，其優點是使用方便、粘性好、成本低，缺點是使用溫度不高、壽命不長以及氣味較重，尤其在高溫是極易產生刺激揮發性氣體。無機粘結劑由各種無機非金屬材料（陶瓷或礦物原料）組成，其優點是耐高溫、耐腐蝕、使用壽命長及無氣味等，缺點是使用不太方便、常溫粘性不夠?；旌险辰Y劑由有機和無機兩種材料組成，其具有兩種材質的優點，是粘結劑今后使用和發展的方向。國外發達國家已經掌握針對不同的使用環境而采取不同混合技術，并制備出了性能優良的混合粘結劑。國內混合粘結劑制備技術起步較晚，但經過不斷的研究發展，已取得許多進步。

目前，國內外未曾見到有涉及鋁及鋁合金鑄造用高溫粘結劑的專利報道。不過關于高溫粘結劑的專利國內有十多件記錄，關于無機高溫粘結劑的有一件，其專利號為“201010143898.X”。該發明專利介紹了一種無機高溫粘結劑，其組分由無機粘結劑、坡縷石和海泡石組成，經反應釜內攪拌混合制成，特點是使用溫度范圍廣、粘性好、成本低等。但是針對鋁及鋁合金熔體鑄造工藝，其缺點為瞬間抗高溫沖刷能力差、固化時間長、易引入其它夾雜等；另外，由于鋁熔體的溫度是在700℃左右，因此必須要求該粘結劑能夠在700℃下長期使用，因此，針對鋁及鋁合金鑄造的特殊需求，迫切需要開發了一種實用于其耐高溫、耐腐蝕、強度高、不引入夾雜以及瞬間固化能力好的無機粘結劑。

發明內容

本發明的內容在于克服上述現有技術中的不足，提供一種鋁及鋁合金鑄造用的高效環保的無機高溫粘結劑。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結劑，通過以下步驟制得：

（1）按重量百分比依次稱量：氧化鋁40%-60%，高嶺土15%-30%，硅線石10%-20%，滑石5%-14%，硅酸鋁纖維1%-10%；

（2）將上述稱量好的物料倒入旋轉混料機內，混合2-4小時；

（3）將混合好的干粉料倒入配漿設備，加入干粉料重量10%-20%的磷酸二氫鋁溶液，攪拌30-60分鐘，混合均勻成粘稠泥料即可。

作為本發明的一種優選，所述氧化鋁、高嶺土、硅線石、滑石原料均為微米級粉料。

作為本發明的一種優選，所述硅酸鋁纖維棉采用純度大于98%的高純硅酸鋁纖維棉。

作為本發明的一種優選，所述高純硅酸鋁纖維棉為含鋯的硅酸鋁纖維棉，氧化鋯含量5%～10%。

作為本發明的一種優選，所述磷酸二氫鋁溶液的濃度為60%～80%。

用于本發明制備的旋轉混料機可采用氧化鋁陶瓷或高強聚氨酯塑料為內襯，以防止雜質污染混合的粉料。使用時將配制好的粘稠泥料捏成一定形狀，填充到鋁液鑄造平臺上（或平臺外）所出現的耐火材料連接縫隙處，表面刮平即可；填充連接處的粘結劑，需風干4小時及以上，或者采用熱風吹干。

本發明采用了磷酸二氫鋁溶液為粘結劑調制溶液，該水溶液具有一定粘性，尤其是在高溫下表現出較好的粘性。原理是：在混合均勻的粉體中按比例加入一定濃度的磷酸二氫鋁溶液，調制成粘稠泥料，填補在鋁熔體鑄造設備平臺上耐火材料之間的每個間隙處；經調制后的粘結劑能夠很好附著在鑄造平臺流槽或分流盤間隙處，防止滲鋁、漏鋁。采用磷酸二氫鋁作為水溶劑，主要是由于其在高溫下（350℃～500℃）能夠發生自身晶相轉變，瞬間具備優秀的粘結性能，并且在高溫下（800～1000℃）能很好地保持這種性能。

相比現有技術，本發明的有益效果表現在：

1、本發明使用的原料均為無機非金屬材料，具有耐高溫、耐腐蝕、遇鋁液不揮發不融入雜質等優點；本發明完全不使用樹脂等有機物，從而起到環保的作用。

2、本發明中的硅酸鋁纖維的加入，起到纖維增強增韌的效果，使得粘結劑在固化后具有很高強度，不易被沖刷脫落或是被侵蝕。

3、通過在鑄造過程中的大量試驗使用證明，本發明的高溫粘結劑具有成本低，使用性能穩定，使用周期長等特點。

具體實施方式

下面通過具體實施例來詳細描述本發明。

實例1：