[发明专利]用于莫来石质陶瓷管的粘结剂及其制备方法和应用方法

说明书

本发明公开了一种用于莫来石质陶瓷管的粘结剂及其制备方法和应用方法，所述用于莫来石质陶瓷管道的粘结剂由母体玻璃、熔块和分散剂组成，且所述母体玻璃、熔块和分散剂的质量比为(50～70)：(30～50)：(3～15)；以质量百分数计，所述熔块的化学组成为：SiO₂ 50～60％，Al₂O₃ 9～12％，TiO₂ 0.7～1.4％，CaO 5～7％，MgO 1～2％，K₂O‑Na₂O 5～10％，B₂O₃ 5～10％，BaO 1～3％，ZrO₂ 1～3％，P₂O₅ 1～3％。本发明通过特定组分的母体玻璃和熔块制成应用于莫来石质陶瓷管的粘结剂，该粘结剂将莫来石质陶瓷管粘接后，不仅具有高剪切强度和优异抗热震性能，还具有良好的抗化学腐蚀性能；同时，本发明粘结剂的原料取自天然矿物，使制备成本显著降低。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是一种用于莫来石质陶瓷管的粘结剂及其制备方法和应用方法。

背景技术

莫来石质陶瓷软熔温度高，抗热震性能好，是制备太阳能热发电输热管道的良好材料。以高温气体为输热介质的太阳能热发电技术，需要能够将两段莫来石质陶瓷管道牢固粘结的陶瓷粘结剂，形成连续的陶瓷管道。为了保证莫来石质陶瓷管道能长期经受酸性或碱性雨水的冲刷作用，粘结剂需具备优良的抗化学腐蚀性能。此外，输热管道的白天工作温度高达800～1000℃，夜晚却降至室温或以下，因此粘结剂还要具有较高的剪切强度和良好的抗热震性能。

目前，常见的陶瓷管道粘结剂有磷酸盐基、聚碳硅氮烷基、高铝耐火水泥基的粘结剂等种类。如《磷酸盐基耐高温胶黏剂的研制》(王超等，化学与粘合,2007(02))一文以磷酸、氧化铝、氧化锌、氧化镁和氧化硅为原料制备了磷酸盐基胶黏剂，粘结氧化铝陶瓷后的剪切强度大于3MPa；中国发明专利《一种耐高温陶瓷先驱体粘结剂的制备方法》(CN104194717B)公开了一种以金属钠、甲苯、甲基二氯硅烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷和无机填料为原料制备聚碳硅氮烷基陶瓷粘结剂的方法，粘结碳化硅陶瓷后的剪切强度大于7MPa；《Ceramic Joining Through Reactive Wetting of Alumina With CalciumAluminate Refractory Cements》(Geetha K,et al.Bulletin of Materials Science,2012,23(4):243-248.)一文介绍了利用高铝耐火水泥经1200～1550℃高温处理，粘结氧化铝陶瓷的方法。然而，上述粘结剂的使用对象均是针对普通陶瓷管，而不是莫来石质陶瓷管道，且未提及粘结剂的抗化学腐蚀性能及抗热震性能，故急需开发一种剪切强度高，抗化学腐蚀性与抗热震性能好，并适用于太阳能热发电技术系统中莫来石质陶瓷输热管道的粘结剂。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种用于莫来石质陶瓷管的粘结剂及其制备方法和应用方法，用于解决现有技术中缺少关于莫来石质陶瓷输热管道的粘结剂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了第一解决方案为：提供一种用于莫来石质陶瓷管的粘结剂，由母体玻璃、熔块和分散剂组成，且母体玻璃、熔块和分散剂的质量比为(50～70)：(30～50)：(3～15)；以质量百分数计，熔块的化学组成为：SiO₂ 50～60％，Al₂O₃ 9～12％，TiO₂ 0.7～1.4％，CaO 5～7％，MgO 1～2％，K₂O-Na₂O 5～10％(表示由K₂O与Na₂O组成的混合组分的总质量百分数，其中K₂O与Na₂O可以为任意配比)，B₂O₃ 5～10％，BaO 1～3％，ZrO₂ 1～3％，P₂O₅1～3％。