Огнеупорно лепило и адхезивна мастика производство на НПП Теплоограждение
Необходимостта от топлоустойчиви лепила днес може да се види от примера на космически кораби и ракети, чието закрепване на термичната защита е под силно температурно въздействие, достигащо 2000°C - 3000°C. Трябва също да се отбележи, че металообработващите инструменти, използвани днес в машиностроенето, работят при високи скорости и са подложени на силно нагряване, което води до създаването на нови свръхтвърди материали, много от които не могат да бъдат заварени и могат да бъдат съединени само чрез залепване. Използването на топлоустойчиви лепила е немислимо в стоманодобивната промишленост, където те се използват за полагане на огнеупорни тухли и облицовка на топилни пещи, загряти до 1800 °C.
Какво означава терминът "пожароустойчиво лепило "? За обективност трябва да се отбележи, че това определение е много условно и може да се тълкува в зависимост от диапазона на работните температури и спецификата на използването на огнеупорни лепила. В тази статия термоустойчивите лепила включват огнеупорни неорганични лепила, използвани в промишленото производство и запазващи свойствата си при температури над 500°C.
Неорганичните лепила са най-устойчивите на топлина от всички съществуващи в момента лепила. Много от тях издържат на термичен стрес до3000°C и имат практически неограничен живот на смесване. В техническата литература материали от този клас могат да бъдат намерени и под наименованията: "огнеупорни разтвори и строителни разтвори", "лепила-свързващи вещества", "лепила-цименти", "свързващи системи", "лепилни състави". По същество тези материали са сходни по предназначение, но се различават по технически и физикохимични свойства. Неорганичните лепила включват: фосфатни, керамични, силикатни, метални лепилни системи.
Фосфатни огнеупорни лепила
Фосфатните лепила могат да издържат на температури до 1000°C и повече. За тяхното производство се използва фосфорна киселина или различни фосфатни свързващи вещества. Ако за основа се вземе фосфорна киселина, тогава такива състави често се наричат цименти, а ако се използват фосфатни свързващи вещества, тогава лепила.
Интерес представляват лепилата на базата на фосфатни свързващи вещества, които подобряват механичните характеристики на лепилните съединения и опростяват технологията на тяхното използване. В момента практическо приложениенамерени алуминофосфат, алуминохромофосфат, магнезиев фосфат, хромофосфат, никелов фосфат и други видове фосфатни свързващи вещества. Най-широко използвани са алуминофосфатни, алуминоборофосфатни, силикофосфатни, алуминохромофосфатни свързващи вещества. Свойствата на фосфатните лепила пряко зависят от вида и количеството на пълнителя, който се използва като корунд, графит, натрошен кварцов пясък, алуминиев нитрид, титанов диоксид, хромов оксид. Фосфатните лепила са материали с уникална комбинация от свойства. В допълнение към устойчивостта на топлина, те имат висока адхезия към метали и керамика, огнеупорни са, характеризират се с наличие на суровини, относително ниска цена и екологичност. Обхватът на приложение на фосфатните лепила е повече от обширен и на първо място това е металургията, строителството, ракетната наука. Използват се за монтаж на облицовки от топлоустойчиви продукти, производство на абразиви, огнеупорни минерални плочи.
Керамични огнеупорни лепила
Керамичните лепила се произвеждат на базата на оксиди на натриев нитрат, борна киселина, стъкла и други вещества. Често, за да се увеличат якостните характеристики, в техния състав се въвеждат метални прахове. Класическият метод за производство на керамично лепило е смесване на смес от силициев оксид, борна киселина, натриев нитрат и железен оксид. След изсушаване, смилане, добавяне на пълнители и метални оксиди в сместа се въвежда до 30% вода. Залепването се извършва при температура от 540 до 1090°C. Въвеждането на до 5% прахообразен алуминий, мед или карбонилно желязо в лепилни състави повишава тяхната устойчивост на топлина.
Керамичните огнеупорни състави се използват за свързване на керамика и метал. В стоманодобивната промишленост тези материали се използват за облицовка на стоманени кофи,стоманени изходи на електрически пещи и конвертори. Използването на керамични огнеупорни лепила осигурява здравина на зидарията на пещта при високи температури и предотвратява проникването на метал във фугите на зидарията. Керамичните огнеупорни лепила се използват и за залепване на влакнести топлоизолационни материали, залепването им към метални елементи на термоблокове и други огнеупорни материали.
силикатни огнеупорни лепила
Силикатните лепила се произвеждат на базата на калиеви и натриеви силикати. Като пълнител най-често се използва глина. Но могат да се използват и други вещества.
Съществува технология за производство на силикатни огнеупорни лепила на базата на натриево-борни силикати. Понякога в адхезивния състав като добавки се въвеждат бариеви или калциеви карбонати, както и ванадий и фосфорен пентоксид. Такива лепила се използват най-ефективно за свързване на хромови и хромо-никелови стомани, титанови сплави с ванадий и алуминий.
Огнеупорните силикатни лепила се използват за производство на топлоизолационни елементи в отоплителни пещи, за закрепване на керемидни материали към тухлена зидария и метални конструкции, залепване на азбест, влакнеста изолация към цимент, стомана и други материали, за подобряване на якостните характеристики на материали и продукти за последващата им употреба при условия на високотемпературно натоварване до 1600 ° C.
Огнеупорни лепила за метал
Огнеупорните лепила за метал са смес от течни метали (живак, галий и други) с прахове от по-огнеупорни метали (мед, волфрам и други). Като течен компонент се използват и стопилки на галий с някои други метали, чиято точка на топене е по-ниска от тази на галия.
В процеса на взаимна дифузиякомпоненти, такива системи образуват различни интерметални съединения и сплави, чиято точка на топене значително надвишава точката на топене на течните компоненти, поради което се наблюдава процесът на втвърдяване на лепилата. По този начин, колкото повече течен метал има в лепилния състав, толкова повече пластични свойства има и толкова по-лесно се нанася върху повърхностите, които ще бъдат залепени. Лепилата с по-ниска концентрация на течен метал се втвърдяват по-бързо и могат да работят при по-високи температури.
За да се даде на лепилата по-голяма жизнеспособност, смесването на компонентите трябва да се извърши при температура, възможно най-близка до точката на топене на течния метал. Повишаването на температурата допринася за намаляване на издръжливостта на лепилните състави, както и за интензивното окисляване на неговите компоненти.
Металните лепила могат да се използват в производствения процес на високотемпературни щепсели. Галиевите лепилни състави са се доказали добре при свързване на мед с мед, молибден, волфрам, силиций, никел, индий, титан и барий при стайна температура. Те могат да свързват неръждаема стомана към стомана и кварц, стъкло към стъкло и никел, както и керамика към стомана, волфрам и месинг. Възможни са и други варианти.
Адхезивни огнеупорни мастики
лепилните огнеупорни мастики принадлежат към отделен тип огнеупорни материали. Те са предназначени за свързване на огнеупорни тухли помежду си, уплътняване на термични възли, нанасяне на облицовка. Поради високата адхезия към повърхността на топлоустойчиви продукти, метал, бетон, керамика, огнеупорни мастики се използват като покрития, защитни покрития, огнеупорни лепила и ремонтни съединения.
По правило се правят огнеупорни мастикина основата на силикатни и фосфатни свързващи вещества в комбинация с неорганични химически добавки и пълнители от минерален произход. Огнеупорните мастики са вискозна, незапалима, нетоксична, екологично устойчива маса, способна да издържа на температури над 1000°C след втвърдяване.
НПП "Теплоограждение" произвежда огнеупорни лепила с температура на продължителна употреба 1250, 1400°C.