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无机胶粘剂 配方

无机胶粘剂 配方

[配方1] 氧化铜-磷酸胶 氧化铜(325目) 100 磷酸 37.7-56.6 氢氧化铝 2-2.8
此配方为通用型无机胶。磷酸和氢氧化铝的添加量应视环境温度而定,添加量越小,强度越高,固化速度越快,但胶液活性期则越短(25°C ,添加量37.7 ,活性期仅10 min左右),不能满足施工要求。通常,在冬季一般采用磷酸、氢氧化铝添加量小的配比,夏季则采用添加量大的配比。固化条件为室温,2-3h ;80°C ,2-4h ;或室温2-3天。一次配胶量以10-15g为宜。最高使用温度600°C 。广泛用于钢、铝、铁、铜、硬质合金、陶瓷、胶木等材料的胶接。
[配方2] 氧化铜-磷酸胶 氧化铜(325目) 35-60 磷酸17 氢氧化铝 1钨酸钠 1.7-3 氧化锆 0.3-0.6
此配方为改进型无机胶,用氧化锆提高胶液的耐热性,最高使用温度可达1000°C 。胶接强度也有明显提高。抗剪强度钢与钢搭接为10-15MPa ;套接为40-100MPa 。抗拉强度钢与钢为8-15MPa。抗扭强度钢与钢为40MPA 。适用于封闭、半封闭式车刀,模具及金属材料的胶接等。
[配方3] 硅酸盐胶 硅酸钠(35-45%) 75-85 尿素 2-10 糖 0.5-3 重铬酸钠 0.1-1 硫酸镁 1-4 白土 0-8 水 100
此配方为通用型硅酸盐胶,上述组份的配比当视不同要求而调整。耐热性和阻燃性优良,但耐水性较差。适用于金属箔、壁板、纸盒、纸管、胶合板及包装材料的胶接。
[配方4] 硅酸盐胶 硅酸钠 100 石棉水泥 59 氧化亚铅 5.2 甘油 2.6 松香 2.6
此配方为改进型硅酸盐胶,具有较好的耐水性。适用于多种多孔性材料的胶接。
[配方5] 磷酸-硅酸盐胶 磷酸铝 100 硅酸铝 200 磷酸 100 水 150
此配方能承受120-1300°C 的高温和-70°C 的低温,并且具有良好的耐水、耐湿及电气绝缘性能。但耐酸碱性较差。适用于金属套接胶接。配制时,将磷酸铝和硅酸铝混匀,在1100-1150°C高温下灼烧1h ,然后经研磨、过筛(325目),施工时与磷酸和水混合均匀。固化条件为室温,2h;40-60°C,3h;80-100°C,2h;120-150°C,2h;160-200°C,2h;200-220°C,1h。
[配方6] 磷酸-硅酸盐胶 磷酸铝 50 硅酸铝 100 三氧化二铝 100 氧化锆 45 磷酸 3 水 4.5
此配方为改进型磷酸-硅酸盐胶。能承受1400-15000C 高温和-700 C低温。具有优良的耐水、耐油和电气绝缘性能。配制时,将磷酸铝、硅酸铝在1100-11500C 高温下灼烧1h ,过325目筛;将三氧化二铝在1100-13000C 高温下灼烧1-2h ,过325目筛;再将三者均匀混合。固化条件为到室温,2h ;40-60°C,3h;80-100°C,3h;100-150°C,2h;160-200°C,2h;200-250°C

,2h;250-300°C,1h。
===================[配方
7]硫酸盐胶 硫酸钙 100 脲醛树脂 77 氯化铵(10%水溶液) 3.4
此配方是用树脂改性的硫酸盐胶。固化条件为室温,15-30min (基本固化),3-4天可达到耐高强度。抗压强度为70MPa。
[配方8] 琅粉胶 硼砂 100 氧化铝 8 氧化镍 20 氧化铁 20 硝酸钾 28碳酸钾 60 红铅粉 24 石英粉 120 氟化钠 20
此配方适用于陶瓷与金属的胶接。配制时,先将上述组份混合均匀,然后低温烘干除去水分,再在900°C 高温下灼烧1-2h 。
[配方9] 无机胶泥 氧化镁 100 气相二氧化硅 50 石英粉 150 硼砂 500 氯化镁 100
此配方为氧镁胶泥。适用于竹、木、玻璃、石块、陶瓷等材料的胶接。固化条件为室温,10天(基本固化),30天可达最高强度。抗拉强度为70-90MPa 。
[配方10] 无机胶泥 铁粉 100 生石灰 75 硼砂 175 煤渣粉 100 氯化镁 25
此配方为铁胶泥。适用于汽车散热器箱盖和铁管等的胶接。固化条件为室温7天(可达最高强度)。抗折强度为7.7MPa 。抗压强度为32.5MPa 。
[配方11] 无机胶泥 硫黄 100 硅砂 51 皂石 17 炭黑省 1.7 聚硫橡胶 0.85
此配方为硫胶泥。在90°C 以下使用具有良好的耐水性和耐酸性。最高使用温度不得超过130°C。具有优良的胶接性能,抗压强度可达70 MPa。抗拉强度为6.3MPa 。适用于陶瓷,金属,尤其是铜合金的胶接。在70°C水中浸渍2年,在70°C 的硝酸、硫酸、盐酸及氢氟酸中浸渍8个月,胶接强度无明显下降。
[配方12] 无机胶泥 软锰矿 100 氧化锌 49 硼砂 10
此配方为锰胶泥。配制时将上述组份与水玻璃搅拌成均匀的类糊状。适用于玻璃、陶瓷、金属等材料的胶接。
无机胶粘剂
无机胶粘剂有硅酸盐、磷酸盐、氧化物、硫酸盐和硼酸盐等多种,按固化机理来分,一般可以分为以下四类。
(1)空气干燥型依赖于溶剂挥发或失去水分而固化,例如水玻璃、粘土等。
(2)水固化型以水为固化剂,加水产生化学反应而固化,例如石膏、水泥等。
(3)热熔型即无机热熔胶,先加热到熔点以上,然后粘接,冷却固化,如低熔点金属,低熔点玻璃,玻璃陶瓷、硫黄等。
(4)化学反应型通过加入水以外的固化剂来产生化学反应而固化,如硅酸盐类、磷酸盐类、胶体氧化铝、牙科胶泥等。
常见的无机胶粘剂如水泥、石膏、水玻璃、石灰、粘土等已广泛用于建筑、模型、铸造、水利、医疗、设备安装等方面,除此以外,常用的无机

胶粘剂还有一些由低分子化合物组成的无机盐(磷酸盐和硅酸盐)型,这些无
机胶粘剂更广泛用于以下几个方面:
(1)用于材料的粘接,特别是高温环境中材料的粘接,如刀具、高温炉内部零件及附件、石英器皿、陶瓷耐火材料、绝缘材料、高温电器元件、石墨材料、灯头、火箭、导弹、飞机、宇航、原子能反应堆等中的耐热部件。无机胶粘剂用于金属材料和无机材料的粘接,可以达到节材、节能、简化工艺等的目的。
(2)密封与充填,如加热管管头、电阻线埋设、热电偶封端、电器元件的绝缘密封、石英炉与反射炉端部密封,高温炉中管道密封等。
(3)浸渗堵漏,如充填受压铝合金、铜合金、铸铁及其它有色合金铸件中的微气孔,提高铸件质量。
(4)涂层,如易燃材质(木、纸、布)的耐热防火涂层,金属表面防氧化涂层,远红外高温涂层,热处理时的保护涂层,高温成型的脱模涂层以及导电、传热或绝缘涂层。
(5)制造高温使用的型材,如耐火纤维层压板,耐火陶瓷板等。
1.磷酸盐胶粘剂
磷酸盐胶粘剂的粘料有以下几类:
(1)磷酸(H3PO4),密度 1.7~1.9g/cm3;
(2)磷酸盐:通式为M2P2O5·nH2O,式中M代表金属。不同金属的磷酸盐使胶的耐水性和粘合性不同。从耐水性看:Ca,Zn>Mg>Al>Mn,Fe,Cu;从粘合性看:Al>Mg>Ca>Fe>Zn。M/P的摩尔比为0.25~1固化最好;若小于0.25,固化不充分;大于1,溶液稳定性差,不易得到均匀的固化;
(3)改性磷酸盐加含铬磷酸铝(Al2O3·0.25 Cr2O3·3P2O5·nH2O)、磷酸硼等。
磷酸盐胶粘剂用固化剂一般分为以下几类:
(1)金属氧化物、氢氧化物或复合氧化物主要是Mg,Ca,Al,Zn等氧化物,Fe,Ti,Zr的氧化物或氢氧化物,天然的铝尖晶石、锌尖晶石和各种氧化物煅烧制得的复合氧化物。
(2)金属盐、氨盐如NH4Cl,ZrOCl2,(NH4)2SO4,ZnSO4,MgCO3等,还有有机酸盐(如(CH2COO)2Zn)等。
(3)硅酸盐化合物 Ⅱ族金属硅酸盐可作单组分常温固化剂。氟硅化氨,氟硅化锌等可在200℃以下固化,制得耐水的粘合物。
使用不同的粘料和固化剂,并配入其他添加剂,可配制品种繁多的磷酸盐胶粘剂。
在这类胶粘剂中,主要一类是磷酸一氧化铜胶粘剂。组成主要为磷酸、氧化铜和氢氧化铝等。配制胶粘剂用的氧化铜粉需进行特殊处理,即将氧化铜粉在890~910°灼烧一定时间,研磨成200~300目。氧化铜和磷酸产生较强氢键作用的2CuHPO4·3H2O,其晶态为无定形态,磷酸与胶粘剂中未作用的CuO形成牢固的胶接层。
2CuO+2H3PO4+H2O→Cu(H2PO4)2+2H2O
Cu(H2PO4)2+CuO→CuHPO4+H2O

反应有强吸水性,操作有一定的危险。所以使用Al(OH)3作缓冲剂,预先加入到磷酸中,以延长粘接的固化时间,另一方面
可提高粘接力。
磷酸溶液制备方法如下:量取100mL磷酸,加入5g氢氧化铝,于电炉上加热至210~220℃,搅拌3~5min至氢氧化铝溶解即可。胶液配制时一般采用CuO粉(g):磷酸溶液(mL)=4~5∶1。CuO粉用量大,对提高粘接强度有利,但用量过大,则不好调和,固化也快,影响使用。胶液配制方法是,将称量好的氧化铜粉置于铜板上、用滴管或量杯加入磷酸溶液,用竹片调匀1~2min,至能拉成1cm以上丝条即可使用。
接的金属表面上,等于金属浸入含有Cu2+的磷酸水溶液中。若金属的电位序较高,如铁、铝等,则在金属表面发生金属离子的取代反应
3Cu2++2Al=2Al3++3Cu↓
3Cu2++2Fe=2Fe3++3Cu↓
金属表面部分溶解,同时金属铜沉积,使表面能够密切结合。若表面有这种取代反应,则会使粘结力降低,此时将铜经过灼烧处理,使之生成氧化铜薄层,由于氧化铜的桥梁作用,也可提高胶接强度。对于陶瓷材料,则部分氧化物与磷酸作用,生成相应的酸式磷酸盐,加之陶瓷的多孔性质,具有较高的粘接强度。
磷酸-氧化铜胶固化后的性能为比热0.58J/(℃·g),密度3.2~3.4g/cm3,熔点950℃,平面剪切强度5.8~14.7MPa,槽接剪切强度44~58.8MPa,扭转剪切强度39.2~51MPa,耐热温度在600℃以上粘接强度保持80%,耐寒温度-183℃,胶层不溶于水,耐油,不耐酸碱,基本为绝缘体。加入适当陶瓷粉可提高绝缘性,反之,加入一定量银粉、铜粉或铁粉可导电,气密性好,达0.13~1×10-4Pa,耐久性好,室温下放置数年,胶层外露部分变色,但粘接强度基本不变。
磷酸-氧化铜胶粘剂在100℃下固化,调配使用方便,耐热可达600℃,具有较高的套接粘接和槽接粘接强度,但平面粘接性能较差,性脆、耐酸碱介质性能亦差。这种胶粘剂主要用于金属、陶瓷、刀具及模具等粘接。
磷酸盐胶粘剂粘接时应注意下述几点:
(1)粘接前应认真清洁被粘物表面,去锈除油、待表面干净干燥后涂胶。
(2)胶吸水性强,必须现调现用,不能放置太久,调胶时应在铜板上进行,便于散热,配比一般是甲组分4~5g,滴入乙组分1mL。
(3)接头形式应采用轴套或槽榫结构,粘接面要粗糙,如承受扭剪负荷,可加工直槽,如承受拉伸剪切负荷时,则可加工成螺纹沟槽,被粘物为两平面时,可根据情况加销钉等。
(4)涂胶粘接后,应在40℃下烘2h,然后在100~120℃下烘2h使之固化。也可在60℃温度下放置数小时使之固化,或在干燥室温中自然

固化几天后再使用。
(5)氧化铜吸湿,用后盖严,干燥贮存,磷酸铝溶液忌低温存放,以免结晶。
(6)胶粘剂如粘在手上,用水冲洗即净,用肥皂则反而不
易洗掉。
(7)胶层固化后正常为黑灰色,略带光泽,如呈绿色或兰色,表明胶已变质,强度低劣。
(8)如需卸胶,可浸泡在氨水中,即可分离。
2.硅酸盐胶粘剂
硅酸盐型胶粘剂是以硅酸钠(水玻璃)为主要原料,添加金属氧化物(例如硅、铝、钛、锌、镁和铁的氧化物以及铝粉、石墨粉和水泥)等配制成的可耐高温的化学反应型无机胶粘剂。
硅酸盐型胶粘剂有单组分液体、双组分液体和粉末加水成糊状多种形态。国产WJZ系列系双组分胶,甲组分为改性水玻璃,乙组分由二氧化硅和氧化铝等混合烧结而成。其中WJZ-101是通用性胶粘剂,粘附力强,浸润性好,其线膨胀系数与钢铁相近,因而对钢铁和多种金属材料以至许多非金属无机材料都有良好的粘接强度,耐热1350℃,耐油、耐有机溶剂和碱,但不耐酸。WJZ-102胶以铝粉为填料,成本低,导热率高,可作金属的导热粘接,使用温度- 60~500℃,耐油、耐有机溶剂、不耐酸碱。
硅酸盐胶粘剂的配方一般是:以硅酸钠做粘料、以金属氧化物或氢氧化物做固化剂,以氧化硅或氧化铝做骨材组成不同类型的硅酸钠胶粘剂,可在低温固化或加热(110~130℃)固化。在低温固化有较强的耐水性。

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