磷酸鹽結合劑(phosphate binder)是指以酸性正磷酸鹽或縮聚磷酸鹽為主要化合物並具有膠凝性能的無機材料。它是由磷酸與氧化物或氫氧化物或鹼反應生成的耐火材料結合劑。磷酸鹽結合劑的結合形式屬化學反應結合或聚合結合。磷酸與鹼金屬或鹼土金屬氧化物及其氫氧化物反應生成的結合劑多數為氣硬性結合劑，即不須加熱在常溫下即可發生凝結與硬化作用。磷酸與兩性氧化物及其氫氧化物或酸性氧化物反應生成的結合劑多數為熱硬性結合劑，即須經加熱到一定溫度發生反應後方可產生凝結與硬化作用。磷酸鹽用作耐火材料的結合劑在產生陶瓷結合之前的中、低溫範圍內具有較強的結合強度，所以被廣泛用作不定形和不燒耐火材料的結合劑。
基本介紹
- 中文名：磷酸鹽結合劑
- 外文名：phosphate binder
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：耐火材料
- 屬性：無機材料
簡介,分類,磷酸鎂結合劑,磷酸鉻結合劑,複合磷酸鹽結合劑,套用,
簡介
磷酸鹽結合劑(phosphate binder)是指以酸性正磷酸鹽或縮聚磷酸鹽為主要化合物並具有膠凝性能的無機材料。它是由磷酸與氧化物或氫氧化物或鹼反應生成的耐火材料結合劑。磷酸鹽結合劑的結合形式屬化學反應結合或聚合結合。磷酸與鹼金屬或鹼土金屬氧化物及其氫氧化物反應生成的結合劑多數為氣硬性結合劑，即不須加熱在常溫下即可發生凝結與硬化作用。磷酸與兩性氧化物及其氫氧化物或酸性氧化物反應生成的結合劑多數為熱硬性結合劑，即須經加熱到一定溫度發生反應後方可產生凝結與硬化作用。磷酸鹽用作耐火材料的結合劑在產生陶瓷結合之前的中、低溫範圍內具有較強的結合強度，所以被廣泛用作不定形和不燒耐火材料的結合劑。
分類
磷酸鹽的分類一般是以其化合物中所含的金屬氧化物(M2O)與五氧化二磷(P2O5)的摩爾比(R=M2O/P2O5)來區分，其分類見表1。
表1磷酸鎂結合劑
用正磷酸與鎂質材料反應製得，可採用的鎂質材料有氧化鎂、氫氧化鎂、輕燒鎂砂等、正磷酸與氧化鎂反應生成的鎂的磷酸鹽中只有Mg(H2PO4)2可溶於水中，其組成為11%MgO和89%H3PO4，因此磷酸鎂膠結荊就是磷酸二氫鎂的溶液。
磷酸二氫鎂的配製方法：按MgO/P2O5=1，將必要數量的鎂質材料分批地倒入濃度為60%的正磷酸溶液中，每倒入一批物料都須仔細不斷攪拌直至MgO完全溶解。此溶解反應時會釋放出大量的熱，因此必須將反應器置於流水中冷卻。冷卻後的溶液經過過濾即可製得液狀磷酸鎂結合劑，也可將磷酸二氫鎂溶液經過噴霧乾燥後製得粉狀磷酸二氫鎂使用。
磷酸鎂結合劑可作剛玉質、尖晶石質和錯英石質等耐火材料的結合劑。
磷酸鉻結合劑
用正磷酸與含鉻材料反應製得。所用的含鉻材料有鉻酸醉(CrO3)、氧化鉻、氫氧化鉻、揮發性酸的銘鹽或鉻鐵礦。用CrO3製備時可將CrO3直接加入濃度為60%的磷酸中攪拌即可製得。此種結合劑受熱後CrO3還原成Cr2O3，從而生成鉻的磷酸鹽。用其他含鉻材料製備時，可用密度為1.7g/cm的正磷酸混合，加熱即可製得膠結性良好的綠色液體。
複合磷酸鹽結合劑
有鋁鉻磷酸鹽、鎂鉻磷酸鹽和鈉鉻磷酸鹽等結合劑口鋁鉻磷酸鹽結合劑是用鋁的磷酸鹽與50%-60%鉻的磷酸鹽混合攪拌製得，以其組成為Al2O3·Cr2O3·2P2O5的結合劑具有較好的膠結性能，這種結合荊可長期保存而不影響其結合性能。鎂鉻磷酸鹽結合劑是用MgO和Cr2O3的混合物與正磷酸反應而製得。
套用
在耐火材料工業中，正磷酸鹽主要用作中性和酸性耐火材料的結合劑，縮聚磷酸鹽主要用作鹼性耐火材料的結合劑。
正磷酸鹽用作中性或酸性耐火材料結合劑時，視使用場合不同還須加少量的外加劑方可使用，如用於作耐火澆注料的結合劑時，必須加促凝劑，如鋁酸鈣水泥、電熔或燒結鎂砂粉、NH4F等，以便在施工完畢後能發生凝結與硬化作用。又如用作可塑耐火材料，修補料和搗打料的結合劑時、則須加保存劑，如草酸、檸檬酸、酒石酸等，以使其在儲存和運輸過程中酸性磷酸鹽不與耐火材料中的氧化物(如Al2O3)反應生成不溶性的正磷酸鹽，使混合料過早變乾而失去作業性。
縮聚磷酸鹽與鹼性耐火材料的反應速度緩慢，因此用它們作為鹼性耐火材料的結合劑時具有足夠的施工時間。縮聚磷酸鈣鹽既可作不燒磚(如鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚等)的結合劑，又可作澆注料、噴補料的結合劑。
