[發明專利]一種鋁合金的無機耐高溫粘合劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410685912.7
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104356960A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 姚義俊;饒偉鋒;劉斌;王濤;張樂彬;溫曉霞
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C09J1/02
• 分類號: C09J1/02;C09J11/06;C09J11/04;C09J11/08
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術領域：

本發明涉及一種鋁合金的無機耐高溫粘合劑及其制備方法，屬粘合劑材料領域。

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背景技術：

目前，一些需要在高溫工況下工作的鋁合金設備，如鋁合金風葉、鋁合金淬火爐等設備，出現破損或斷裂時一般需要粘合劑來進行修補，一般的粘合劑分成有機粘合劑和無機粘合劑兩類。通常情況下，有機粘合劑不具備高溫下工作的條件；無機粘合劑則不存在高溫下氧化分解等不利因素，可以在高溫環境中長期可靠的工作，擁有良好的耐高溫性能，且強度高，對環境無污染，可應用在特種環境下工作。

傳統的用于高溫粘接的無機膠盡管耐高溫性較好，但存在內聚強度低、脆性大、耐水性、耐酸堿性差等缺陷。如，CN1253156A號專利申請公布的陶瓷膠黏劑盡管耐溫性較好，但高溫下材料易發生膨脹，粘接線膨脹系數相差較大的材料時，膠層與粘接界面上將產生較大的熱應力，進而損壞粘接效果。

因此，確有必要對現有技術進行改進，以解決現有技術之不足。

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發明內容：

本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種鋁合金的無機耐高溫粘合劑，該粘合劑具有優異的耐高溫性能，耐酸堿性能。

本發明的另一目的是提供一種鋁合金的無機耐高溫粘合劑的制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種鋁合金的無機耐高溫粘合劑，該粘合劑由以下重量百分比的原料制備而成：

粘結劑35～45%，凹土/納米氧化硅復合粉料15～25%，偶聯劑5～10%，納米氧化鈦3～6%，分散劑3～6%，增粘劑1～3%，消泡劑0.1～0.5%，余量為去離子水。

凹土/納米氧化硅復合粉料是由凹凸棒石粘土與納米氧化硅粉末按質量比為100:15～20混合配制而成的復合粉末。

本發明的進一步設計在于：

所述粘結劑選用聚乙烯醇縮甲醛溶液與硅酸鈉溶液按質量比1:0.5～1:1配制的混合液；其中聚乙烯醇縮甲醛溶液的質量濃度為10%，硅酸鈉溶液的固含量35％。

所述偶聯劑選用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。

所述納米氧化鈦的細度為20～50nm。

所述分散劑選用聚丙烯酸銨，型號為SD-00。

所述增粘劑選用采用甲基羥乙基纖維素（MHEC）

所述消泡劑選用甲基聚硅氧烷有機硅消泡劑（德國畢克BYK-141）。

本發明鋁合金的無機耐高溫粘合劑的制備方法，包括以下步驟：

1）凹土/納米氧化硅復合粉料的準備：

a.?按上述重量百分比，稱量細度為200～400目的凹凸棒石粘土放入蒸餾水中，加入鹽酸在80～100℃中處理1～3小時，同時攪拌2～4小時制得懸浮液，備用；其中每克凹凸棒石粘土中加入8～10ml蒸餾水；每克凹凸棒石粘土中加入0.5～1.0?ml鹽酸，鹽酸濃度為lmol/L；

b．向上述懸浮液加入復合活性劑，再加入納米氧化硅，攪拌得懸浮液，然后向懸浮液中滴加NaOH溶液調整pH值至6～8，再攪拌2～4小時得懸浮液，備用；其中復合活性劑的用量為：每克凹凸棒石粘土中加入0.05～0.1?ml復合活性劑；

c．將b）步制得的懸浮液以3500r/min的?轉速離心處理5～10min，回收的固體物烘干，烘干溫度為溫度為70～100℃，烘干后研細，即得所述凹土/納米氧化硅復合粉料；

2）制備無機耐高溫粘合劑：

a.取去離子水倒入攪拌器中，向其中加入分散劑以及偶聯劑，采用十字攪刀攪拌器充分攪拌，攪拌速度為1500～3000轉/分，攪拌時間為30～60分鐘，得混合液，備用；

b．將上述步驟1）c步制備的凹土/納米氧化硅復合粉料和納米氧化鈦，放入到步驟2）中a）步制得的混合液中，充分攪拌，攪拌時間為1～2小時，得到混合液，備用；

c．將步驟2）中b）步制得的混合液加入粘結劑、增粘劑和消泡劑混合后，放入球磨機中以188～250r/min的轉速球磨1～3h，將球磨后的料漿經真空去泡后即得所述無機耐高溫粘合劑。

其中，步驟1）中b）步中復合活性劑包括體積比為1:1～1:2的有機化合物和非離子型表面活性劑，有機化合物為有機羧酸，非離子型表面活性劑選用烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或吐溫。

本發明相比現有技術具有如下有益效果：