耐火磚用結合劑的種類很多,其結合機理也不盡相同,在實際生產和使用的過程中,需要根據耐火磚的成型、施工以及使用要求等來選擇耐火磚結合劑。以下是4種耐火磚生產常用結合劑:
1、羧甲基纖維素(CMC)
羧甲基纖維素是纖維素羧甲基團的取代產物。CMC可形成高粘度的膠體、溶液, 有粘著、流動、增稠、乳化分散、保水、賦形、保護膠體、懸濁、薄膜成型、耐鹽、耐酸等特性,且生理無害。因此,在食品、醫藥、日化、石油、造紙、紡織和建筑等領域生產中得到廣泛應用。
1)物化性質
CMC屬陰(yin)離(li)子(zi)型纖維素醚類, 外觀為白(bai)色(se)或微黃色(se)絮狀纖維粉末, 無臭無味, 無毒, 其密(mi)度為0.5~0.7g/cm 3. CMC易溶于冷(leng)水(shui)或熱水(shui), 可以形(xing)成具(ju)有一定粘(zhan)度的透明溶液; CMC不溶(rong)(rong)于乙醇(chun)、乙醚、丙酮、異丙醇(chun)等有機溶(rong)(rong)劑,但可(ke)溶(rong)(rong)于含水60%的(de)乙醇或丙酮溶液。
1%的CMC水溶液pH為6.5~8.5, 當pH>10或<5時, 溶液的粘度顯著降低, 在pH=7時CMC溶液的性能最佳;對熱穩定,在20℃以下時,粘度隨溫度升高而迅速上升,45℃時溶液粘度變化較慢,80℃以上長時間加熱可使其膠體變性導致粘度和性能明顯下降。
2)溶解方法
將CMC直接與水混合, 配制成糊狀膠液后, 備用。在配置CMC糊膠時, 先在燒杯中加入一定量干凈的水, 將燒杯置于電動攪拌器下不停攪拌, 同時緩慢均勻地加入CMC, 防止CMC與水接觸結塊、結團, 繼續攪拌至水溶液中無明顯的大團塊物存在, 當CMC和水完全粘合、無固一液分離現象、表面平整光滑時, 停止攪拌, 這一過程大約需要10~20h。CMC溶液攪拌均勻后靜止12h, 備用。
2、木質素磺酸鈣
木質素磺酸鈣(簡稱木鈣) 分子式為C20H24CaO10S, 是一種多組分高分子聚合物陰離子表面活性劑, 外觀為淺黃色至深棕色粉末,略有芳香氣味。木鈣具有很強的分散性、粘結性和螯合性,通常來自酸法制漿的蒸煮廢液,經噴霧干燥而成。木鈣可溶于水,但不溶于任何普通的有機溶劑。
木(mu)質素磺酸鈣用(yong)途廣泛,用(yong)于耐火材料(liao)的(de)(de)分散劑和粘合劑,能顯(xian)著改善材料(liao)的(de)(de)操作(zuo)性(xing)能,并(bing)有(you)減(jian)水、增強(qiang)、防(fang)止(zhi)龜裂等作(zuo)用(yong);用(yong)于陶(tao)瓷制品,可降(jiang)低碳含量(liang)并(bing)增加生坯強(qiang)度(du),減(jian)少塑性(xing)粘土的(de)(de)用(yong)量(liang),還可以提高成品率,縮短(duan)燒(shao)結速度(du)。
此外,木質素磺酸鈣還可(ke)用作混凝土減(jian)水劑(ji)、礦(kuang)粘結(jie)劑(ji)、飼料粘合劑(ji)、精(jing)煉(lian)助(zhu)劑(ji)、鑄造、農藥可(ke)濕性粉劑(ji)等(deng)方面。
3、糊精
糊精是淀粉在加熱或酸、淀粉酶的作用下發生分解和水解過程中的中間產物,其化學分子式是(C6H10O5)n,與淀粉相同,但聚合度介于麥芽糖與可溶性淀粉之間,聚合度高的糊精遇碘呈紅色,聚合度低的糊精不發生顯色反應。糊精分為黃糊精和白糊精兩大類,不溶于酒精,易溶于水且具有很強的粘性。
糊精用途十分廣泛,可用于醫藥、鑄造、壁紙、食品、造紙、標簽、郵票、膠帶紙等的粘合劑;用作粉狀化妝品的遮蓋劑和吸附劑; 作為增稠劑和穩定劑, 在牙膏生產上代替部分CMC; 用作各種化工溶劑生產中的填充劑; 作為藥用糖的增稠劑和穩定劑和片劑或沖劑的賦形劑和填充劑等。
4、乙基纖維素(EC)
乙基纖維素是白色或淺灰色的流動性粉末,非離子型纖維素醚,無臭無毒,熱穩定性好,燃燒時灰分極低,一般不溶于水(部分可溶于堿液中),可溶于有機溶劑,常用的溶劑為甲苯何乙醇按質量比4:1配置的混合溶劑。乙基纖維素的醚化度大小影響其溶解性、吸水性、力學性能和熱性能。隨醚化度升高,堿液中溶解變小,而在有機溶劑中的溶解度增大。
此(ci)外,乙基(ji)纖維素還(huan)具有優良的耐(nai)(nai)堿性(xing)、耐(nai)(nai)弱酸性(xing)、耐(nai)(nai)鹽、耐(nai)(nai)寒性(xing)、耐(nai)(nai)吸濕(shi)性(xing),對化學(xue)品穩定,長期儲存不變質,還(huan)可以和(he)許多樹脂(zhi)配伍。
由于EC具備上述優點,因此可用作片劑粘合劑和薄膜包衣材料,骨架材料阻滯劑,制備電子漿料的有機載體,用作包囊輔料制備緩釋微囊,還可以用作各種藥物劑的分散劑、穩定劑、保水劑等。
溶(rong)解方法:
乙基纖維素最常用的混合溶劑是芳烴和醇。芳烴可選用苯、甲苯、乙苯、二甲苯等,用量為60~80%;醇可選用甲醇、乙醇等,用量為20~40%。首先將,芳烴和醇配置成混合溶劑,然后將燒杯置于電動攪拌機下攪拌,同時緩慢加入乙基纖維素,繼續攪拌直到乙基纖維素完全潤濕溶解為止。