[发明专利]一种铝合金的无机耐高温粘合剂及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铝合金的无机耐高温粘合剂及其制备方法，属粘合剂材料领域。

 

背景技术：

目前，一些需要在高温工况下工作的铝合金设备，如铝合金风叶、铝合金淬火炉等设备，出现破损或断裂时一般需要粘合剂来进行修补，一般的粘合剂分成有机粘合剂和无机粘合剂两类。通常情况下，有机粘合剂不具备高温下工作的条件；无机粘合剂则不存在高温下氧化分解等不利因素，可以在高温环境中长期可靠的工作，拥有良好的耐高温性能，且强度高，对环境无污染，可应用在特种环境下工作。

传统的用于高温粘接的无机胶尽管耐高温性较好，但存在内聚强度低、脆性大、耐水性、耐酸碱性差等缺陷。如，CN1253156A号专利申请公布的陶瓷胶黏剂尽管耐温性较好，但高温下材料易发生膨胀，粘接线膨胀系数相差较大的材料时，胶层与粘接界面上将产生较大的热应力，进而损坏粘接效果。

因此，确有必要对现有技术进行改进，以解决现有技术之不足。

 

发明内容：

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种铝合金的无机耐高温粘合剂，该粘合剂具有优异的耐高温性能，耐酸碱性能。

本发明的另一目的是提供一种铝合金的无机耐高温粘合剂的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铝合金的无机耐高温粘合剂，该粘合剂由以下重量百分比的原料制备而成：

粘结剂35～45%，凹土/纳米氧化硅复合粉料15～25%，偶联剂5～10%，纳米氧化钛3～6%，分散剂3～6%，增粘剂1～3%，消泡剂0.1～0.5%，余量为去离子水。

凹土/纳米氧化硅复合粉料是由凹凸棒石粘土与纳米氧化硅粉末按质量比为100:15～20混合配制而成的复合粉末。

本发明的进一步设计在于：

所述粘结剂选用聚乙烯醇缩甲醛溶液与硅酸钠溶液按质量比1:0.5～1:1配制的混合液；其中聚乙烯醇缩甲醛溶液的质量浓度为10%，硅酸钠溶液的固含量35％。

所述偶联剂选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。

所述纳米氧化钛的细度为20～50nm。

所述分散剂选用聚丙烯酸铵，型号为SD-00。

所述增粘剂选用采用甲基羟乙基纤维素（MHEC）

所述消泡剂选用甲基聚硅氧烷有机硅消泡剂（德国毕克BYK-141）。

本发明铝合金的无机耐高温粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

1）凹土/纳米氧化硅复合粉料的准备：

a. 按上述重量百分比，称量细度为200～400目的凹凸棒石粘土放入蒸馏水中，加入盐酸在80～100℃中处理1～3小时，同时搅拌2～4小时制得悬浮液，备用；其中每克凹凸棒石粘土中加入8～10ml蒸馏水；每克凹凸棒石粘土中加入0.5～1.0 ml盐酸，盐酸浓度为lmol/L；

b．向上述悬浮液加入复合活性剂，再加入纳米氧化硅，搅拌得悬浮液，然后向悬浮液中滴加NaOH溶液调整pH值至6～8，再搅拌2～4小时得悬浮液，备用；其中复合活性剂的用量为：每克凹凸棒石粘土中加入0.05～0.1 ml复合活性剂；

c．将b）步制得的悬浮液以3500r/min的 转速离心处理5～10min，回收的固体物烘干，烘干温度为温度为70～100℃，烘干后研细，即得所述凹土/纳米氧化硅复合粉料；

2）制备无机耐高温粘合剂：

a.取去离子水倒入搅拌器中，向其中加入分散剂以及偶联剂，采用十字搅刀搅拌器充分搅拌，搅拌速度为1500～3000转/分，搅拌时间为30～60分钟，得混合液，备用；

b．将上述步骤1）c步制备的凹土/纳米氧化硅复合粉料和纳米氧化钛，放入到步骤2）中a）步制得的混合液中，充分搅拌，搅拌时间为1～2小时，得到混合液，备用；

c．将步骤2）中b）步制得的混合液加入粘结剂、增粘剂和消泡剂混合后，放入球磨机中以188～250r/min的转速球磨1～3h，将球磨后的料浆经真空去泡后即得所述无机耐高温粘合剂。

其中，步骤1）中b）步中复合活性剂包括体积比为1:1～1:2的有机化合物和非离子型表面活性剂，有机化合物为有机羧酸，非离子型表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或吐温。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：