[发明专利]一种陶瓷专用纳米改性粘合剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷专用纳米改性粘合剂及制备方法，属于陶瓷粘合技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人们对粘合剂的要求越来越高，特别在高强度、高韧性及耐热等方面要求越来越高。陶瓷工业的迅猛发展，对粘合剂的需求和质量要求也愈来愈苛刻，尤其在贵重陶瓷产品的修复应用领域中，良好的粘合剂能够大大提高产品的使用率。

目前在陶瓷中使用的粘合剂主要分为有机粘合剂和无机粘合剂。有机粘合剂由于在加热固化时，产生的杂质较多，且和陶瓷本体的相容性差，一般不超过400度固化，如CN1296051A，CN101541700A等。而无机粘合剂中，粘合主体分为微米粉体和纳米粉体，微米粉体的表面活性较纳米粉体要差，此类粘合剂主要多为一些低端产品使用。纳米粘合剂虽然具有较高的粘合活性，但正是由于此活性导致粘合剂本身的不稳定，以及烧结粘结时自身成型较快，而断裂粘结处粘结效果不如理论设计，如CN102358827A。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种陶瓷专用纳米改性粘合剂，具有良好的粘结特性和耐高温特性，可应用于陶瓷粘结及修复等领域。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种陶瓷专用纳米改性粘合剂，按照质量配比计，包括纳米改性氧化铝40～70％，纳米氧化硅3～8％，其它纳米氧化物为1.0～2.0％，表面活性剂、散剂、其他助剂0.8～4.0％，余量为水，上述纳米改性氧化铝为晶型为α相氧化铝和θ相氧化铝的混合物。

进一步地，上述α相氧化铝重量比例为50～90％，上述θ相氧化铝重量比例为10～50％，其中α相氧化铝比例优选70～90％，θ相氧化铝重量比例优选10～30％。

进一步地，上述纳米改性氧化铝的粒径为20～150nm，优选20～80nm。

进一步地，上述纳米氧化硅粒径为10～100nm，优选10～30nm。

进一步地，上述其它纳米氧化物为氧化钇、氧化镧、氧化锆、氧化锌、氧化钛和氢氧化镁的一种或几种，质量比例优选0.6～1.2％。

进一步地，上述其它纳米氧化物粒径在30～150nm，优选30～100nm。

进一步地，上述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、吐温系列、司盘系列、三乙醇胺油酸盐、聚醚类。

进一步地，上述分散剂包括六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚乙烯比咯烷酮、丙烯酸类共聚物、苯乙烯、异丁烯、马来酸酐共聚物。

进一步地，上述其他助剂包含磷酸二氢钾、硼酸、亚硫酸氢钠。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种制备上述粘合剂的方法，本方法操作简便，制备所得的粘合剂效果较佳。

一种制备上述粘合剂的方法，其步骤如下：

(1)需先制备20～30％的分散液并采用溶液聚合对氧化铝粉体进行有机接枝，聚合温度为50～100℃，反应时间为4～10小时；

(2)添加质量为氧化铝粉体质量0.3～5％的聚合反应单体，引发剂、链段转移剂，上述聚合反应单体包括α-甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺及其衍生物，上述引发剂包含过α，α′-偶氮二异丁腈、2，2′-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、过氧化苯甲酰、过硫代硫酸钠、过硫酸铵、偶氮化物、过氧化物，上述链段转移剂包含丙酮、异丙醇、正丙醇、巯基乙酸、十二巯醇，上述引发剂用量为聚合单体的0.4～10％，链段转移剂为聚合单体的200～1000％；

(3)通过抽滤干燥方式获得改性氧化铝；

(4)将改性氧化铝、氧化硅、其他纳米氧化物、表面活性剂、散剂及其他助剂进行高速剪切，获得上述粘合剂。

本发明的有益效果在于：

1.良好的粘结特性。粘合剂主要成分为纳米无机物，粉体表面具有较高的比表面能，稳定性差，易团聚粘结。而通过改性后，高活性粉体在较高稳定条件下，活性部分被封闭，通过加热固化，改性剂被破坏，纳米活性释放，温度越高粘结性越大。

2.良好的耐高温特性。粘合剂主要为纳米无机成分，使用温度可以高达1500度，具有较广泛的使用温度150～1500度。

具体实施方式

下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：