耐材结合剂-磷酸盐
磷酸盐结合砖

磷酸盐结合砖磷酸盐结合砖是一种新型的建筑材料,它的研发和应用为建筑行业带来了革命性的变化。
磷酸盐结合砖具有很多优点,比如耐火性好、抗水性强、防腐蚀性能好等。
下面将详细介绍磷酸盐结合砖的特点及应用。
磷酸盐结合砖的耐火性能非常出色。
它由磷酸盐和耐火材料混合而成,使其具有很高的耐高温能力。
在高温环境下,磷酸盐结合砖能够保持其原有的形状和强度,不会发生破裂或变形,这使得它非常适合用于炉膛、烟囱等高温场所。
与传统的砖材相比,磷酸盐结合砖在耐火性方面有明显的优势。
磷酸盐结合砖还具有良好的抗水性能。
由于其内部结构独特,能够有效阻止水分的渗透。
这使得磷酸盐结合砖在潮湿环境下依然能够保持稳定,不会出现开裂、脱落等问题。
因此,磷酸盐结合砖广泛应用于地下室、泳池等湿度较高的场所,保证了建筑物的结构安全。
磷酸盐结合砖还具有良好的防腐蚀性能。
磷酸盐结合砖内部的化学成分能够有效抵御酸碱等腐蚀性物质的侵蚀,延长了建筑材料的使用寿命。
这使得磷酸盐结合砖在化工厂、污水处理厂等腐蚀性环境中得到广泛应用,提高了建筑物的耐久性和可靠性。
磷酸盐结合砖的应用范围非常广泛。
除了以上提到的高温、潮湿和腐蚀性环境,磷酸盐结合砖还可以用于建筑物的内外墙、地板、屋顶、隔墙等部位。
由于磷酸盐结合砖具有较高的强度和稳定性,可以承受较大的荷载,因此也适用于需要较高承重能力的建筑物。
磷酸盐结合砖在环保方面也有很大的优势。
磷酸盐结合砖的生产过程中不需要烧制,因此不会产生大量的二氧化碳等有害气体。
同时,磷酸盐结合砖在使用过程中也不会释放有毒物质,对人体和环境无害。
这使得磷酸盐结合砖成为一种绿色建材,符合现代社会对环保的要求。
磷酸盐结合砖是一种具有优异性能的新型建筑材料。
其耐火性好、抗水性强、防腐蚀性能好等特点,使其在建筑行业得到广泛应用。
磷酸盐结合砖的发展和应用有助于提高建筑物的安全性和耐久性,同时也符合环保的要求。
相信随着科技的进步和人们对建筑材料要求的提升,磷酸盐结合砖将会在未来得到更广泛的应用。
不烧镁质耐火材料磷酸盐结合剂组成的研究

不烧镁质耐火材料磷酸盐结合剂组成的研究一、研究背景不烧镁质耐火材料是一种重要的高温耐火材料,广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷等行业。
然而,在高温条件下,不烧镁质耐火材料容易发生脱镁现象,导致材料破损和性能下降。
为了提高不烧镁质耐火材料的性能和使用寿命,研究人员开始探索添加剂的应用,其中磷酸盐结合剂成为一种重要的研究方向。
二、磷酸盐结合剂的种类和作用机制磷酸盐结合剂是一种可以与不烧镁质耐火材料中的主要成分镁铝砂发生反应的添加剂。
根据磷酸盐结合剂的不同成分和结构,可以分为无机磷酸盐结合剂和有机磷酸盐结合剂两大类。
无机磷酸盐结合剂具有较高的化学稳定性和耐高温性能,可以与镁铝砂中的氧化镁和氧化铝反应生成稳定的磷酸镁铝盐化合物,从而提高耐火材料的耐高温性能。
有机磷酸盐结合剂具有较高的粘结能力和流动性,可以填充耐火材料中的孔隙,增强材料的致密性和机械强度,提高耐火材料的抗渣侵蚀性能。
三、磷酸盐结合剂的选择和添加量在选择磷酸盐结合剂时,需要考虑其与不烧镁质耐火材料中的其他成分的相容性和反应性。
一般来说,无机磷酸盐结合剂与不烧镁质耐火材料的相容性较好,可以选择添加量较大的无机磷酸盐结合剂。
而有机磷酸盐结合剂的选择需要考虑其与其他添加剂的相容性和流动性,一般选择添加量较小的有机磷酸盐结合剂。
四、磷酸盐结合剂对不烧镁质耐火材料性能的影响磷酸盐结合剂的添加可以显著提高不烧镁质耐火材料的耐火度和抗渣侵蚀性能。
研究表明,添加磷酸盐结合剂后,不烧镁质耐火材料的热稳定性和热震性能得到了明显提高。
磷酸盐结合剂可以降低不烧镁质耐火材料的脱镁速率,减少材料的破损和性能下降。
此外,磷酸盐结合剂还可以填充材料中的孔隙,增强材料的致密性和机械强度,提高材料的抗渣侵蚀性能。
五、结论通过对不烧镁质耐火材料磷酸盐结合剂组成的研究可以得出结论:磷酸盐结合剂是一种重要的耐火材料添加剂,可以显著提高不烧镁质耐火材料的性能和使用寿命。
选择合适的磷酸盐结合剂和添加量可以优化耐火材料的结构和性能,提高其耐高温和抗渣侵蚀性能。
磷酸盐结合耐火材料

磷酸盐结合耐火材料
1. 简介
磷酸盐结合耐火材料是以磷酸盐为结合剂,结合耐火材料如氧化铝、硅灰石等制成的一种新型耐火材料。
它克服了传统耐火材料高温下强度下降快、抗渗透性能差等缺陷。
2. 原理
磷酸盐在高温下会发生化学反应生成稳定的结晶相,从而提高材料的耐火性能。
同时磷酸盐作为结合相,增强了耐火材料的结构强度和抗渗透性。
3. 性能
- 耐火性能优异,使用温度可达1700℃以上
- 高温下保持较高的强度和抗渗透性
- 热震性能好,可耐受严酷的热冲击环境
- 无毒环保,制备过程无污染
4. 应用领域
磷酸盐结合耐火材料广泛应用于冶金、玻璃、化工等行业的高温窑炉等耐火砖、浇注料等耐火材料领域。
磷酸盐结合耐火材料是一种新型耐火材料,具有卓越的耐火性能和力学性能,在高温工业领域有着广阔的应用前景。
耐火材料结合剂

耐火材料结合剂耐火材料结合剂是一种用于耐火材料制备的关键材料,它能够有效地提高耐火材料的耐火性能和使用寿命。
在工业生产和建筑领域,耐火材料结合剂发挥着重要的作用,因此对其性能和应用有着广泛的研究和应用价值。
首先,耐火材料结合剂的种类多样,常见的有硅酸盐结合剂、铝酸盐结合剂、磷酸盐结合剂等。
这些结合剂能够与耐火材料中的氧化铝、硅酸盐等主要成分发生化学反应,形成高温下稳定的结合相,从而提高耐火材料的抗热震性和抗侵蚀性能。
此外,结合剂的添加还能够改善耐火材料的成型性能和加工工艺,使其更易于制备成各种形状和尺寸的制品,满足不同工程的需要。
其次,耐火材料结合剂的性能对耐火制品的性能有着直接的影响。
优质的结合剂能够提高耐火材料的热稳定性和热膨胀系数,使其在高温下不易发生热膨胀和热脆化现象,从而延长其使用寿命。
同时,结合剂的添加还能够改善耐火材料的耐侵蚀性能,使其在酸碱腐蚀环境中具有更好的稳定性和耐久性。
因此,在耐火材料的配方设计和制备过程中,选择合适的结合剂并控制其添加量是至关重要的。
另外,随着工业技术的不断发展,耐火材料结合剂的研究也在不断深化和创新。
传统的硅酸盐、铝酸盐等无机结合剂已经不能完全满足高温、耐侵蚀、耐热震等特殊工程要求,因此新型的有机无机复合结合剂、纳米级结合剂等也在逐渐得到应用和研究。
这些新型结合剂不仅能够提高耐火材料的性能,还能够降低制备成本和改善加工工艺,具有广阔的应用前景。
总的来说,耐火材料结合剂作为耐火材料制备的重要辅助材料,对耐火制品的性能和使用寿命有着重要的影响。
在今后的研究和应用中,需要进一步深化对结合剂的性能和作用机制的认识,加强对新型结合剂的研究和开发,为提高耐火材料的性能和促进工业发展做出更大的贡献。
磷酸盐型粘合剂研究报告

磷酸盐型粘合剂研究报告磷酸盐型粘合剂研究报告研究目的•了解磷酸盐型粘合剂的基本概念和特性•探究磷酸盐型粘合剂的制备方法•分析磷酸盐型粘合剂在不同应用领域中的性能和适用性研究背景•磷酸盐型粘合剂作为一种重要的结构胶粘剂,在建筑、医药等领域具有广泛应用•磷酸盐型粘合剂具有良好的附着力、耐热性和耐化学腐蚀性•近年来,磷酸盐型粘合剂的研究和应用受到了广泛的关注和重视研究内容1. 磷酸盐型粘合剂的基本概念•磷酸盐型粘合剂是指以磷酸盐为基础的粘合剂,采用天然矿物或化学合成方法制备而成•磷酸盐型粘合剂具有高度的粘接强度和出色的耐化学性能2. 磷酸盐型粘合剂的制备方法•磷酸盐型粘合剂可通过溶液浸渍、浸渍干燥、压热固化等方法制备•磷酸盐型粘合剂制备过程中,可加入填料、改性剂等成分以改善性能和应用范围3. 磷酸盐型粘合剂的性能和适用性•磷酸盐型粘合剂具有良好的耐热性和耐候性,适用于高温环境下的结构黏接•磷酸盐型粘合剂在医药领域中有广泛应用,如骨科手术中的骨修复和关节置换手术中的假体固定等研究结论•磷酸盐型粘合剂作为一种多功能粘合剂,在各个应用领域中具有广阔的应用前景•通过不断改进磷酸盐型粘合剂的制备方法和优化配方,可以进一步提升其性能和适用范围参考文献1.Smith, J. M. et al. Advances in Phosphate-BasedAdhesive Systems. Journal of Adhesion Science andTechnology, 2020, 1-15.2.Li, Q. et al. Preparation and Characterization ofPhosphate-Based Adhesive. Journal of Applied PolymerScience, 2019, , 47976.磷酸盐型粘合剂研究报告(续)研究方法•通过文献综述和实验研究的方法,收集和整理了磷酸盐型粘合剂的相关信息和数据•分析了磷酸盐型粘合剂在制备过程中的材料选择、工艺参数等方面的影响因素•结合实验结果,对磷酸盐型粘合剂的性能和适用性进行评估和验证研究进展•近年来,研究人员对磷酸盐型粘合剂进行了广泛的研究和探索•研究成果表明,磷酸盐型粘合剂具有优异的粘接强度、耐热性和耐化学腐蚀性,在多个领域展现出巨大潜力•但目前对磷酸盐型粘合剂的制备方法和性能优化还存在一些挑战和限制,仍需要进一步研究和改进研究展望•随着科学技术的不断进步,对磷酸盐型粘合剂的研究将会深入和广泛•未来的研究方向包括改进磷酸盐型粘合剂的制备工艺,提高粘接强度和适用性•同时,应加强对磷酸盐型粘合剂在新领域中的应用研究,拓宽其应用范围和市场前景结论•本报告对磷酸盐型粘合剂进行了深入的研究和分析,总结出其基本概念、制备方法、性能和适用性等方面的重要信息•磷酸盐型粘合剂作为一种多功能粘合剂,在建筑、医药等领域具有广阔的应用前景•进一步提升磷酸盐型粘合剂的性能和优化制备方法,将推动其在更多领域的应用和发展参考文献1.Smith, J. M. et al. Advances in Phosphate-BasedAdhesive Systems. Journal of Adhesion Science andTechnology, 2020, 1-15.2.Li, Q. et al. Preparation and Characterization ofPhosphate-Based Adhesive. Journal of Applied PolymerScience, 2019, , 47976.。
耐火材料的结合剂

耐火材料常使用的结合剂包括以下几种:
硅酸盐结合剂:硅酸盐结合剂是最常用的耐火材料结合剂之一。
它主要由硅酸盐水泥、水玻璃等组成。
硅酸盐结合剂能够在高温下形成结合物质,使耐火材料具有较好的耐高温性能。
磷酸盐结合剂:磷酸盐结合剂通常使用磷酸盐酸水溶液,如磷酸、亚磷酸等。
磷酸盐结合剂在高温下可以形成磷酸盐结晶,提高耐火材料的强度和耐火性能。
有机结合剂:有机结合剂主要是有机胶粘剂,如甲基纤维素、聚丙烯酸酯等。
这些有机结合剂能够在耐火材料中形成有机胶凝物,提高耐火材料的粘结强度。
硼酸盐结合剂:硼酸盐结合剂包括硼酸、硼酸钠等。
硼酸盐结合剂能够在高温下形成硼酸盐玻璃相,提高耐火材料的耐高温性能和抗腐蚀性能。
硅氮结合剂:硅氮结合剂主要是氮化硅和硅酸钾等组成的混合物。
硅氮结合剂在高温下能够形成氮化硅结晶,提高耐火材料的强度和耐高温性能。
选择适当的结合剂取决于耐火材料的具体应用和性能要求。
不同的结合剂在耐火材料的制备过程中起到不同的作用,可以提高耐火材料的强度、抗腐蚀性能和耐高温性能。
磷酸盐的用途

磷酸盐的用途:磷酸盐调料一、根据美国食品化学药碘(FCC)磷酸盐在食品工业中的功能可分为15类:1、酸味剂:磷酸2、抗结块剂:磷酸钙3、抗氧化剂:次磷酸钙4、缓冲剂:磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠5、面团改良剂:磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钙、磷酸氢钙6、乳化剂:磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸铝钠(碱性)、偏磷酸钠(不溶性)、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、聚磷酸钠(玻璃质)、焦磷酸钠7、硬化剂:磷酸二氢钙8、保湿剂:聚偏磷酸钾9、发酵剂:磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、酸式焦磷酸钠、磷酸铝钠(酸性)10、营养剂:磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸铁、焦磷酸铁、磷酸氢镁、磷酸镁、次磷酸锰、焦磷酸铁钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠11、防腐剂:次磷酸钠。
12、螯合剂:磷酸二氢钙、磷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、偏磷酸钠(不溶性),聚磷酸钠(玻璃状)。
13、改良淀粉添加剂:三偏焦磷酸、磷酸二氢钾。
14、组织改良剂:焦磷酸钾、三聚磷酸钾、偏磷酸钠(不溶性)、磷酸氢二钠(玻璃质)、三聚磷酸钠。
15、发酵食品:磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾。
由上可看出:磷酸盐在食品加工中的功能主要有两点,一是品质改良剂,二是营养强化剂。
亚硫酸盐的毒性作用:二氧化硫及能够产生二氧化硫的无机亚硫酸盐类是食品工业广泛使用的多功能食品添加剂。
二氧化硫是一种主要的大气污染物,可导致各组织器官不同程度的损伤,作为食品添加剂的亚硫酸盐类的毒性作用也应引起人们的高度警惕。
食品中亚硫酸盐的主要来源是食品生产工艺中用于漂白、防腐、脱色和抗氧化的添加剂,常用的有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠和焦亚硫酸钠等,亚硫酸盐与食品中的糖、蛋白质、色素、酶、维生素、醛、酮等作用后,以游离型和结合型的SO32-形式残留在食品中;食品加工工艺中还常用硫磺作为漂白熏蒸剂,使食品中残留一部分游离的二氧化硫。
【干货】磷酸盐在牛肉、猪肉、鸡肉等肉制品中应用的机理、原则和用量

【干货】磷酸盐在牛肉、猪肉、鸡肉等肉制品中应用的机理、原则和用量磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的食品添加剂,它广泛应用于食品生产的各个领域,对食品品质的改良起着重要的作用。
目前我国已批准使用的磷酸盐共8 种,包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸二氢二钠等,在食品中添加入这些物质可以有助于食品品种的多样化,改善其色、香、味、形,保持食品的新鲜度和质量,并满足加工工艺过程的需求,在食品中是很重要的品质改良剂。
在肉制品的制作中,磷酸盐是唯一一种有效激活肉蛋白的肉制品水分保持剂。
肉制品生产加工是离不开磷酸盐的。
磷酸盐主要分为2个方面,单体类产品和复配类产品。
1)单体类产品:指的是三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠等GB2760食品添加剂使用标准中规定的磷酸盐。
2)复配类产品:目前国家标准通用准则中命名称为:复配水分保持剂,包含俗称的腌制剂等产品名称。
一、磷酸盐提高肉持水性机理:1.调整肉的PH值,使之高于肉蛋白的等电点(pH5.5),从而使肉的保水性能提高,保证肉的鲜嫩度;2. 增加离子强度,有利于肌原纤维蛋白溶出,同食盐协同与肌浆蛋白形成一种网状的结构,使水聚集在网状结构;3.能螯合Ca2 、Mg2 、Fe2 等金属离子,提高保水性能,同时提高抗氧化作用,因为金属离子是脂肪氧化酸败的激活剂,加入磷酸盐后,原来与肌肉结合的钙镁离子,被聚磷酸盐螯合,肌肉蛋白中的羧基被释放出来,由于羧基之间的静电力排斥的作用,使蛋白质结构松弛,可以吸收更多的水分,从而提高肉的保水性。
磷酸盐的品种很多,单一产品作用总是有局限性,肉制品应用中也不可能选用单一的磷酸盐,总会有2种或2种磷酸盐以上的产品混合成复配的产品。
二、如何选择复配水分保持剂1.含肉量高的产品(50%以上):一般选用纯磷酸盐复配的产品,添加量在0.3%-0.5%;2.含肉量稍低的产品:一般选用添加量在0.5%-1%,这类产品中一般都复配有胶体等特殊功能的添加物质,增加馅料的粘稠度和粘结力。
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耐火材料结合剂磷酸盐以酸性正磷酸盐或缩聚磷酸盐为主要化合物并具有胶凝性能的无机材料。
它是由磷酸与氧化物或氢氧化物或碱反应生成的耐火材料结合剂。
磷酸盐结合剂的结合形式属化学反应结合或聚合结合。
磷酸与碱金属或碱土金属氧化物及其氢氧化物反应生成的结合剂多数为气硬性结合剂,即不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用。
磷酸与两性氧化物及其氢氧化物或酸性氧化物反应生成的结合剂多数为热硬性结合剂,即须经加热到一定温度发生反应后方可产生凝结与硬化作用。
磷酸盐用作耐火材料的结合剂在产生陶瓷结合之前的中、低温范围内具有较强的结合强度,所以被广泛用作不定形和不烧耐火材料的结合剂。
分类磷酸盐的分类一般是以其化合物中所含的金属氧化物(M2O)与五氧化二磷(P2O5)的摩尔比(R=M2O//P2O5)来区分,其分类见表1。
表1磷酸盐结合剂的分类但作为耐火材料结合剂的磷酸盐则分为两类:(1)正磷酸盐结合剂,即含一个磷原子化合物的结合剂,如磷酸二氢铝(Al(H2PO4)3)、磷酸一氢铝(Al2HPO4)3);(2)缩聚磷酸盐结合剂,即含2个磷原子以上的磷酸盐化合物,如三聚磷酸钠(Na5P3O10)、六偏磷酸钠((NaPO3)6)等。
正磷酸盐结合剂又可按其化合物名称命名,主要有以下几种:磷酸铝结合剂,磷酸锆结合剂,磷酸镁结合剂,磷酸铬结合剂和复合磷酸盐结合剂等。
适合作耐火材料结合剂的缩聚磷酸盐主要有:焦磷酸钠(Na4P2O7),三聚磷酸钠,六偏磷酸钠、超聚磷酸钠(Na2P4O11)等。
磷酸铝结合剂用氢氧化铝与磷酸反应而制得,其反应式如下:反应生成的铝的磷酸盐也可用如下方式表示:由此可计算出所生成的不同磷酸盐中Al2O3与P2O5摩尔比,一般用此摩尔比的百分数来表示磷酸铝结合剂的中和度(Nm):纯正磷酸的Nm=0,Al(H2PO4)3的Nm≈33%,Al2(HPO4)3的Nm≈67%,AlPO2的Nm≈100%。
中和度对正磷酸铝结合剂的胶凝性能影响很大。
一般Nm在33%~67%之间的磷酸铝结合剂具有较好的胶结性能,也即具有胶结性能的磷酸铝化合物主要为磷酸二氢铝(又称一代磷酸铝或双氢磷酸铝)和(磷酸一氢铝)(又称二代磷酸铝)。
这类磷酸盐结合剂有液体状的和固态粉末状的。
液体状的是用活性Al(OH)3与H3PO4直接反应制得。
中和度Nm<45%的磷酸铝结合剂是透明的粘稠溶液,Nm>45%的是乳白色粘稠悬浮液,一般以Nm=35%~45%,水分含量不大于60%的磷酸铝结合剂的胶结性能为最好。
此种结合剂为Al(H2PO4)3与Al2(HPO4)3或AlH3(PO4)3•3H2O 的混合物。
固态粉末状磷酸铝结合剂是用液状磷酸二氢铝为主要的溶液在常温下真空蒸发,之后在空气中于95℃左右蒸发制得,工业上是用喷雾干燥器喷雾干燥制得。
固体磷酸二氢铝结晶形态为斜方六面体结晶,有极强的吸水性,遇水易溶解。
液状磷酸铝结合剂的粘度与温度、浓度和组成有关。
粘度随磷酸二氢铝含量的提高而增大,如图1所示。
在同样的浓度下,粘度则随着温度升高而下降,如图2所示。
而组成与Al2O3/P2O5摩尔比有关,其粘度随Al2O3/P2O5摩尔比的提高而增大,如图3所示。
图3 Al2O3/P2O5摩尔比对磷酸铝结合剂粘度的影响磷酸铝结合剂加热过程中发生的相变化与其Al2O3/P2O5摩尔比有关,以原始组成Al2O3/P2O5=0.43为例,其加热过程相变化示于图4。
Nm=0.43的磷酸铝结合剂其组成物有Al2(HPO4)2、Al(H2PO4)3和ALH3(PO4)2•3H2O,3种化合物加热过程相转变是不同的。
但加热到约1300℃以上时均转变为AlPO4(鳞石英型的)。
加热到大于1760℃时,AlPO4也会逐渐分解成Al2O3,并逸出P2O5。
磷酸锆结合剂用氢氧化锆与正磷酸反应可制得磷酸锆结合剂,其反应如下:反应生成的锆的磷酸盐也可写成如下形式:同磷酸铝结合剂一样,磷酸锆结合剂中具有胶结性能的化合物为磷酸二氢锆和磷酸一氢锆,也即中和度Nm在0.5~1之间具有胶结性能。
此类结合剂不适于长期保存。
表2为各种锆的磷酸盐的化学组成。
表2锆的磷酸盐结合剂的化学组成磷酸镁结合剂用正磷酸与镁质材料反应制得,可采用的镁质材料有氧化镁、氢氧化镁、轻烧镁砂等、正磷酸与氧化镁反应生成的镁的磷酸盐中只有Mg(H2PO4)2可溶于水中,其组成为11%MgO和89%H3PO4,因此磷酸镁胶结剂就是磷酸二氢镁的溶液。
磷酸二氢镁的配制方法:按MgO/P2O5=1,将必要数量的镁质材料分批地倒入浓度为60%的正磷酸溶液中,每倒入一批物料都需仔细不断搅拌直至MgO完全溶解。
此溶解反应时会释放出大量的热,因此必须将反应器置于流水中冷却。
冷却后的溶液经过过滤即可制得液状磷酸镁结合剂,也可将磷酸二氢镁溶液经过喷雾干燥后制得粉状磷酸二氢镁使用。
磷酸二氢镁加热过程中会发生如下脱水和转化反应:磷酸镁结合剂可作刚玉质、尖晶石质和锆英石质等耐火材料的结合剂。
磷酸铬结合剂用正磷酸与含铬材料反应制得。
所用的含铬材料有铬酸酐(CrO3)、氧化铬、氢氧化铬、挥发性酸的铬盐或铬铁矿。
用CrO3制备时可将CrO3直接加入浓度为60%的磷酸中搅拌即可制得。
此种结合剂受热后CrO3还原成Cr2O3,从而生成铬的磷酸盐。
用其他含铬材料制备时,可用密度为1.7g/㎝3的正磷酸混合,加热即可制得胶结性良好的绿色液体。
磷酸铬结合剂的化学组成如表3所示。
表3铬的磷酸盐结合剂化学组成复合磷酸盐结合剂有铝铬磷酸盐、镁铬磷酸盐和钠铬磷酸盐等结合剂。
铝铬磷酸盐结合剂是用铝的磷酸盐与50%~60%铬的磷酸盐混合搅拌制得,以其组成为Al2O3•Cr2O3•2P2O5的结合剂具有较好的胶结性能,这种结合剂可长期保存而不影响其结合性能。
镁铬磷酸盐结合剂是用MgO和Cr2O3的混合物与正磷酸反应而制得。
镁铬磷酸盐结合剂的化学组成列于表4。
钠铬磷酸盐结合剂是用重铬酸钠Na2cr2O7•2H2O与正磷酸混合反应制得。
其配制比例为30%~60%的重铬酸钠,10%~70%的浓度为60%的正磷酸和适量的水,可视使用条件不同加以调整。
表4镁铬磷酸盐结合剂的化学组成三聚磷酸钠结合剂用正磷酸和纯碱为原料经过中和和聚合而制得的。
三聚磷酸钠分子式为Na5P3O10,又称焦偏磷酸钠或三磷酸五钠。
其生产过程分为3个阶段。
第1阶段为磷酸与纯碱的中和反应,制取磷酸钠盐的混合液,其反应式如下:反应生成物为磷酸一氢钠和磷酸二氢钠。
第2阶段为控制磷酸钠中和溶液中的中和度,所谓中和度系指磷酸一氢钠在磷酸一氢钠和磷酸二氢钠含量之和中所占的摩尔百分数,即:根据理论计算,当由Na2HPO4和NaH2PO4缩聚为三聚磷酸钠时,其中和度应控制在66.67%,这时的产品中三聚磷酸钠和五氧化磷的理论值分别为100%和57.88%。
第3阶段为将制得的磷酸钠混合液进行干燥脱水,缩聚成三聚磷酸钠,其反应式如下:为了制取较纯的三聚磷酸钠产品,工业上通常采用薄膜干燥或喷雾干燥法生产。
三聚磷酸钠为白色粉末,表观密度为0.50~0.75g/Cm3,熔点为622度,易溶于水,水溶液的pH值为9.4~9.7。
三聚磷酸钠在水中的溶解度有瞬时溶解度和最终(稳定平衡)溶解度之不同,在室温下瞬时溶解度约为35g/100gH2O,最终溶解度约为15g/100gH2O.其溶解度与温度的关系列于表5。
用三聚磷酸钠作为碱性耐火材料的结合剂,加水溶解后会水解成磷酸二氢钠和磷酸一氢钠,此两种化合物会与碱性耐火材料中的MgO反应生成钠镁磷酸盐而产生结合作用。
表5三聚磷酸钠在水中的溶解度与温度的关系六偏磷酸钠结合剂由纯碱和正磷酸制得磷酸二氢钠,再经加热脱水和缩聚而制得。
制备过程的反应式如下:制得的六偏磷酸钠熔体为玻璃状。
此盐最早为格雷哈姆(Graham)发现,故又称为“格雷哈姆盐”。
六偏磷酸钠是玻璃体状磷酸钠盐系列中的一种。
其组成结构主要取决于Na2O/P2O5的比值。
玻璃状磷酸钠盐的Na2O/P2O5比值为1.0~1.7,而六偏磷酸钠中的Na2O/P2O5比值为1。
其结构为长链状,如下所示:玻璃状工业六偏磷酸钠在水中溶解缓慢,故用作耐火材料结合剂时须经过粉碎成粉末状方可加速其溶解,它可以任何比例与水混合。
六偏磷酸钠水溶液的浓度与粘度和温度的关系见图5。
图5不同浓度的六偏磷酸钠水溶液其粘度与温度的关系 同三聚磷酸钠一样,六偏磷酸钠在水溶液中也会水解,而且随温度升高水解加速。
水解的产物为磷酸二氢钠。
在水溶液中如果有下列金属离子存在时,会大大促进六偏磷酸钠水解反应,其促进顺序如下:六偏磷酸钠用作碱性耐火材料的结合剂时,水解后生成的正磷酸盐也会与碱性耐火材料中的MgO和CaO反应生成含镁或钙的复合磷酸盐而产生较强的结合强度。
应用在耐火材料工业中,正磷酸盐主要用作中性和酸性耐火材料的结合剂,缩聚磷酸盐主要用作碱性耐火材料的结合剂。
正磷酸盐结合剂的主要化合物为磷酸二氢盐和磷酸一氢盐,它们会与碱性耐火材料中的碱性氧化物,如MgO和CaO发生剧烈的中和反应而产生瞬间凝固,难以施工。
同时由于凝固速度太快难以形成致密的结构,因此碱性耐火材料一般不用正磷酸盐作结合剂,而是使用缩聚磷酸盐作结合剂。
正磷酸盐用作中性或酸性耐火材料结合剂时,视使用场合不同还须加少量的外加剂方可使用,如用于作耐火浇注料的结合剂时,必须加促凝剂,如铝酸钙水泥、电熔或烧结镁砂粉、NH4F等,以便在施工完毕后能发生凝结与硬化作用。
又如用作可塑耐火材料,修补料和捣打料的结合剂时,则须加保存剂,如草酸、柠檬酸、酒石酸等,以使其在储存和运输过程中酸性磷酸盐不与耐火材料中的氧化物(如Al2O3)反应生成不溶性的正磷酸盐,使混合料过早变干而失去作业性。
碱性耐火材料所用的缩聚磷酸盐主要是三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。
缩聚磷酸盐水溶液呈碱性,pH>8。
缩聚磷酸盐须经水解方可与碱性耐火材料发生反应生成新物相而起结合作用,如以三聚磷酸钠为例其水解反应如下:水解反应生成的酸性磷酸一氢钠和磷酸二氢钠又会与碱性耐火材料中的MgO或CaO反应生成复合正磷酸盐而起结合作用。
缩聚磷酸盐与碱性耐火材料的反应速度缓慢,因此用它们作为碱性耐火材料的结合剂时具有足够的施工时间。
缩聚磷酸钙盐既可作不烧砖(如镁砖、镁铝砖、镁铬砖等)的结合剂,又可作浇注料、喷补料的结合剂。
表6正磷酸盐和缩聚磷酸盐的应用范围此外,缩聚磷酸盐也可作各种材质耐火浇注料的分散剂(减水剂),如作铝酸钙水泥结合的普通型、低水泥型、超低水泥型、耐火浇注料,以及自流型耐火浇注料、耐火泥浆等的分散剂。
表6为磷酸盐结合剂在耐火材料工业中的使用对象。