聚合磷酸铝水玻璃固化剂及应用
水玻璃新型固化剂--磷酸硅
⽔玻璃新型固化剂--磷酸硅磷酸硅磷酸硅,分⼦式：Si3(PO4)4，分⼦量：304.0，中⽂名称：磷酸硅，英⽂名称：Silicon phosphate；Silicon orthophosphate；silicon phosphate ， CAS：12037-47-7，⼆氧化硅和磷酸按⼀定⽐例混合加热反应制取，⽩⾊粉末状晶体，⽆毒、⽆味，不溶于⽔。
⼴泛应⽤于⽔玻璃固化剂，特种光学玻璃、⾼强⽔泥、耐酸粘合剂配料、防⽔粘合剂、⽆毒防锈涂料，有机合成催化剂等⽅⾯。
1.简介磷酸硅,⽩⾊粉末状晶体，⽆毒、⽆味，不溶于⽔。
钠⽔玻璃及⽆机涂料固化剂，催化剂，防锈剂。
中⽂名称：磷酸硅英⽂名称：Silicon phosphate；Silicon orthophosphate；silicon phosphate分⼦式：Si3(PO4)4分⼦量：304.0分⼦结构式：磷酸硅,是⼆氧化硅和磷酸按⼀定⽐例混合加热反应制取，⽩⾊粉末状晶体，⽆毒、⽆味，不溶于⽔。
⼴泛应⽤于⽔玻璃固化剂，特种光学玻璃、⾼强⽔泥、耐酸粘合剂配料、防⽔粘合剂、⽆毒防锈涂料，有机合成催化剂等⽅⾯。
2．理化性质⽤途:⽔玻璃固化剂，催化剂，防锈剂。
描述:⽩⾊粉末状晶体，⽆毒、⽆味。
磷酸硅是⼀系列以SiO2/P2O5不同摩尔⽐和不同晶型组成的物质,将⼆氧化硅和磷酸按⼀定⽐例混合加热反应,随着温度、反应时间等的变化将⽣成⼀系列磷酸硅产物,磷酸硅(12037-47-7)的物化性质：沸点：158℃at 760 mmHg蒸⽓压⼒：1.41 mmHg at 25℃，产品⽩度96以上，纯度99。
磷酸硅属磷酸盐与硅酸盐两⼤系列结合的特殊产品。
早期合成磷酸硅是采⽤纯⽩炭⿊及试剂磷酸，或采⽤硅胶与磷酸反应制取，其它还有硅藻⼟与磷酸反应法、⽔玻璃与磷酸反应法以及稻壳灰与磷酸提取法来⽣产。
表1 磷酸硅的物理性能磷酸硅95----99PH值6—8细度（⽬）400--800⽩度 96纯度 99⽔分%≤O.8吸油量20--303．⽤途磷酸硅可⽤做钠⽔玻璃的新型耐⽔固化剂，同时还⼴泛应⽤于：油漆，涂料，橡胶塑料，造纸，电⼦，陶瓷，⽔泥等⾏业做固化剂，催化剂，防锈剂，黏合剂等。
水玻璃混凝土
水玻璃混凝土水玻璃混凝土具有良好的物理性能和较高的抗压强度、抗拉强度。
同时与钢材、玻璃、陶瓷、玻璃钢等材料都有较好的粘接力。
水玻璃混凝土还具有较好的耐腐蚀性能，能耐大多数无机酸、有机酸和侵蚀性气体的腐蚀，特别是同时具有耐强氧化性酸的性能，其耐热性能也很好，按其拌合材料而定能耐一般在300～1000℃的高温，这是一般有机耐腐蚀材料所不能比拟的。
加之水玻璃混凝土价格低廉，所以在耐腐蚀工程上广为应用。
然而，水玻璃混凝土在固化过程中能产生较大的收缩，这种收缩常会引起结构裂缝，甚至断裂。
本文旨在讨论和研究水玻璃混凝土收缩裂缝产生的影响因素，并寻求好的施工措施来控制和减少水玻璃混凝土的收缩。
水玻璃混凝土收缩裂缝产生的影响因素主要有以下几方面：一、水玻璃的比重水玻璃比重在1.35～1.5之间，其线收缩率与比重成正比。
即比重越大，线收率越大。
二、水玻璃混凝土内的耐酸粉料的品种不同的耐酸粉料，收缩率也不同，采取低收缩率的耐酸粉料，可以大大减少混凝土的收缩率。
如辉绿岩粉就好于石英粉。
三、水玻璃混凝土骨料级配采用合理的骨料级配方式，可以减少混凝土结构内的大量孔隙，从而限制了混凝土的收缩。
四、水玻璃的掺量水玻璃的掺量过大对水玻璃有两个坏处：其一，水玻璃掺量越多，混凝土内的胶体越多，所产生的收缩越大；其二，水玻璃中大部分是水，故大量地掺入水玻璃会产生不参加化学反应的游离水，使混凝土本身强度降低，抗渗性能差，收缩增大。
五、水玻璃混凝土的养护无控制的、过快的化学反应，使混凝土的固化时间缩短，而使水玻璃混凝土的内部产生不均匀的拉应力。
从上影响因素的定性分析看，如果采取相应有效的措施，对诸因素予以调整和控制，有可能达到或限制水玻璃混凝土在固化中产生的收缩。
通过对水玻璃混凝土收缩裂缝产生的影响因素的分析，采取了如下相应的施工措施：1、由于水玻璃混凝土的线收缩率与水玻璃比重成正比，因此选用比重在允许范围内且相对较小的水玻璃。
施工中选用的水玻璃的比重为1.40。
聚合硫酸铝铁的制备及在水处理中的应用进展_孔德顺
2.5 处理乳品废水 李 亚 强 等 [20] 将 PAFS 用 于 乳 品 废 水 的 处 理，
他们向 250mL 混合均匀的乳品废水中加入一定体 积的 PAFS，在电动搅拌器上搅拌均匀后静置沉降 30min，测定结果表明，PAFS 处理乳品废水的效果优 于 PAC，适宜的 pH 为 6~9，PAFS 投量 200mg·L-1 时， CODCr 去除率为 57.5%，SS 去除率为 93.1%。
第 42 卷 第5期
6
2013 年 5 月
化工技术与开发 Technology & Development of Chemical Industry
Vol.42 No.5 May.2013
综述与进展
聚合硫酸铝铁的制备及在水处理中的应用进展
孔德顺
（六盘水师范学院化学与化工系，贵州 六盘水 553004）
硫酸亚铁 聚化 硫酸铁 聚合
含铝原料
硫酸铝
聚合硫酸铝铁 （PFAS）
图 1 聚合硫酸铝铁制备的主要工艺流程
15.1%~18.9%。在上述反应中，氧化剂双氧水的作 用就是将体系中的 Fe2+ 氧化为 Fe3+。对于可以直接 获得 Fe3+ 的原料，则无需经过氧化步骤，赵冉 [13] 采 用赤铁矿为原料获得了硫酸铁溶液，然后再和由粉 煤灰制得的硫酸铝溶液直接聚合，省去了氧化步骤， 也制得了 PAFS。
na-1钠水玻璃固化剂及其应用[精华]
![na-1钠水玻璃固化剂及其应用[精华]](https://img.taocdn.com/s3/m/5cd596f6227916888486d7f9.png)
na-1钠水玻璃固化剂及其应用[精华] Na-1钠水玻璃固化剂及其应用1.前言水玻璃类材料在化工，建筑防腐蚀上应用广泛。
用水玻璃配制成的胶泥，砂浆和混凝土可用于接触酸性介质的塔，槽等设备的衬里，铺砌耐酸地坪、排酸沟和浇灌设备基础等。
水玻璃类材料有工程造价低 (水玻璃的价格仅为树脂的1/100到1/50) ，耐酸性好(尤其是对强氧化性酸 )，耐热性高(极限使用温度可达800-900?)等优点，这些是树脂类材料所无法相比的。
要使水玻璃类材料能在常温下较短时固化并具有一定的强度，必须要加入一定量的固化剂。
传统的水玻璃固化剂是氟硅酸钠。
使用氟硅酸钠在技术上是成熟的，但存在以下缺点和问题:(1) 氟硅酸钠具有一定的毒性。
食品工业有关设备禁止使用加氟硅酸钠固化的水璃类材料。
(2) 氟硅酸钠易吸潮而结块，使用时要敲碎、过筛，不但给使用带来麻烦，而且过筛时氟硅酸钠粉尘易吸人呼吸道。
(3)目前国内氟硅酸钠货源紧缺，因它可用于其它方面出口创汇。
因此，研制开发一种新固化剂是当务之急。
2(Na-l水玻璃固化剂的研制及应用试验研制一种新型水玻璃固化剂应考虑达到如下要求:(1)低毒或无毒;(2)固化物的物理力学性能应达到或超过现行规范的要求;(3)固化物的耐腐蚀性能不低于使用氟硅酸钠时的性能，(4)固化速度合适，能满足施工要求，5)加入量不高于氟硅酸钠，产品价格与氟硅酸钠相近; ((6)生产无污染，原料易得。
2.1 Na-l水玻璃固化剂及固化机理简介Na-l水玻璃固化剂是一种无毒的非卤素类复合型固化剂，由主剂和助剂I、助剂2复合而成。
主剂在固化反应中起主导作用，助剂I、助剂2起调节、促进固化反应的作用。
Na-l水玻璃固化剂的性状为:外观: 白色或灰白色粉状固体;细度:全部通过80目筛孔，在空气中不会因吸潮而结块;水混合物的pH值: 3-4当水玻璃中加入一定量Na-l固化剂后，Na-l固化剂先与水玻璃中的水起水解反应而产生H+，H+与水玻璃中的OH-作用，中和成水，使溶液的PH值降低，随之产生硅酸凝胶，硅酸凝胶在Na-1固化剂的催化作用下进一步失水聚合而固化，其反应示意如下:Na2SiO3 + 2H+ +H2O ? 2Na+ +Si(OH)4OH OH OH OH? ? ? ?HO-Si-OH + HO-Si-OH ? HO-Si -O- Si- OH + H2O? ? ? ?OH OH OH OH进一步聚合而成:? ? ?- Si – O –Si –O – Si -? ? ?O O O? ? ?- Si –O- Si–O –Si -? ? ?固化物具有一定强度并能耐酸类、盐类等介质。
一种耐蚀防污磷酸铝涂料及其制备方法和应用[发明专利]
![一种耐蚀防污磷酸铝涂料及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b0573dd9760bf78a6529647d27284b73f24236c4.png)
专利名称：一种耐蚀防污磷酸铝涂料及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：秦真波,吴忠,秦业栋,李家乐,邓意达,胡文彬
申请号：CN202111083044.1
申请日：20210915
公开号：CN114031960A
公开日：
20220211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种耐蚀防污磷酸铝涂料，包括磷酸铝粘结剂、硅溶胶和填充骨料。
磷酸铝粘结剂与硅溶胶在干燥固化过程中发生聚合，形成复合成膜物结构，从而在耐蚀防污涂层内部微观结构上形成了网状的大分子，大大提高了耐蚀防污涂层的粘结强度和稳定性。
同时用硅溶胶的低温结合强度和磷酸盐中高温的结合性能，有效地消除固化成膜过程中易出现的收缩、起泡现象，防止微气孔的形成，从而提高了涂层的表面质量。
所述耐蚀防污磷酸铝涂料应用于耐蚀防污材料，具有较优异的耐腐蚀性能，较高的硬度，较强的耐高温性，且能够抑制海生物附着，能够在较恶劣工况条件下服役，从而保护基体不受侵蚀。
申请人：天津大学
地址：300072 天津市南开区卫津路92号
国籍：CN
代理机构：天津创智睿诚知识产权代理有限公司
代理人：李玲
更多信息请下载全文后查看。
钾水玻璃
钾水玻璃(kp1)防腐材料一、钾水玻璃(KP1)防腐材料钾水玻璃(KP1)防腐材料是以钾水玻璃为胶结料，聚合磷酸铝为固化剂的新型防腐材料，它具有优良耐酸耐热性能，尤其可耐高浓度的氧化性酸。
它比钠水玻璃材料抗渗性好、粘结强度高，常温固化，并且固化剂无毒性，施工方便。
钾水玻璃(KP1)防腐材料是由钾水玻璃和KP1耐酸粉料组成的全部商品化的双组份材料。
根据用途不同可组成胶泥、砂浆、混凝土三种产品；根据KP1粉料中成份的不同，可分为密实型钾水玻璃防腐材料和普通型钾水玻璃防腐材料。
二、钾水玻璃(KP1)防腐材料的耐腐蚀性能：钾水玻璃(KP1)防腐材料主要适用于酸性及酸性盐介质(结晶膨胀盐除外)作用的防腐蚀工程。
不能用于碱和碱性盐类、氢氟酸、氟化物介质的防腐蚀工程，其主要耐腐蚀性能如下：介质名称密实型普通型≤130℃≤130℃≤130℃≤900℃硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、铬酸、磷酸、草酸和酸性电镀液耐耐耐耐非结晶膨胀的酸性盐耐耐耐耐酸雾、酸性粉尘及气溶胶耐耐耐耐含氟酸及其盐类不耐不耐不耐不耐氢氧化钠不耐不耐不耐不耐碳酸等碱性盐不耐不耐不耐不耐丙酮、乙醇、汽油、苯等溶剂有渗透有渗透有渗透有渗透▲KP1粉料▲钾水玻璃三、钾水玻璃(KP1)防腐材料的产品技术指标1、钾水玻璃2、KP1胶泥粉、砂浆粉、混凝土粉项目密实型普通型外观灰白色粘稠体灰白色粘稠液体模数 2.7-2.9 2.6-2.8项目密实型外观色泽均匀、无杂质、无结块比重 1.40-1.45 1.38-1.43 初凝时间(20℃) 不小于30分钟终凝时间(20℃) 不大于12小时四、制成品的主要技术指标项目密实型普通型胶泥砂浆混凝土胶泥砂浆混凝土容重(kg/m3)≈2100≈2000≈2400≈2000≈21002400 抗压强度(MPa)不小于25 25 25 20 20 20 抗拉强度(MPa)不小于 3.0 3.0 2.5 2.5粘结强度(MPa)不小于与耐酸砖 3.0 2.5与花岗岩 2.5 3.0 2.5 2.0与细石混凝土 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 与碳钢 2.0 2.0 2.0与钢筋握里力(MPa)不小于8.0 8.0 吸水率(煤油吸收法%)不大于 5 5 5 10 10 10 抗渗等级(MPa)不小于 1.2 1.2 1.2 0.4 1.2 1.2 收缩率(%)不大于0.4 0.4 0.4 0.4 导热系数(W/M.K)不小于 1.0 1.0 0.2 浸酸安定性合格合格合格合格合格合格使用温度(℃) 130 130 130 900 900 1200 五、参考配合比(重量比)产品名称KP1胶泥KP1砂浆KP1混凝土钾水玻璃100 100 100KP1胶泥粉200-300KP1砂浆粉300-500KP1混凝土粉300-350石英石250-300▲四川文兴县硫酸厂硫酸吸收塔内KP1胶泥砌瓷砖六、施工办法及验收标准按GB50212-2002《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》或HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》或我公司《用户指南》执行。
聚合磷酸铝水玻璃固化剂及应用
45- 50
聚合磷酸铝
4- 8
填充料
35- 50
颜 料
适 量
助 剂
适 量
表 5
涂料主要性能测定值
项 目
聚合磷酸铝水 一般水玻璃涂料
玻璃涂料
硬度 表干 (h) 早期耐水性 (24h 后)
6H 以上 ≤2
6H 以上 ≤2
5 天涂层无异常 4 小时涂层无异常
耐水性 (常温浸泡)
139 天涂层无异常 一般要求 10 天
表 61 耐水试验结果 价格
粘结剂 粘结对象 粘结性能 耐水试验 (元 kg)
1# 墙纸2瓷板 牢固 浸水煮 2h 无剥落 119 1# 墙纸2水泥板 牢固 浸水煮 2h 无剥落 119 1# 瓷板2瓷板 牢固 浸水煮 2h 无剥落 119 2# 墙纸2瓷板 牢固 浸水煮 1h 剥落 412 2# 墙纸2水泥板 牢固 浸水煮 1h 剥落 412
应用实例: 某工厂耐冷热磷酸腐蚀地面, 以聚合磷酸铝为固化剂, 钠水玻璃为粘结剂, 配以耐酸粉料砂石, 分别拌成耐酸混凝土和
第 2 卷 1999 年第 3 期
四川化工与腐蚀控制
11
水玻璃结合剂
水玻璃结合剂(water glass blinder)一种无机材料的胶结剂。
又称泡花碱。
此类碱金属硅酸盐是用石英砂与钠、或钾、或锂的碳酸盐(或硫酸盐)熔融反应而制得。
其化学通式为R2O•nSiO2•mH2O，R2O指碱金属氧化物，如Na2O、K2O、Li2O；n指SiO2摩尔数；m 指所含H2O摩尔数。
这类碱金属硅酸盐溶于水中会水解而形成溶胶。
溶胶具有良好的胶结性能。
因此在工业上被广泛用作无机材料胶结剂，在耐火材料工业作为结合剂用相当广泛，也广泛用于造纸及纺织等工业。
分类按碱金属硅酸盐中碱的种类不同，水玻璃可分为硅酸钠水玻璃、硅酸钾水玻璃、硅酸锂水玻璃、硅酸盐季胺水玻璃和钾钠硅酸盐水玻璃等。
但除硅酸钠水玻璃得到大量应用外，其他硅酸盐水玻璃用量较少。
硅酸钠水玻璃又可按水玻璃模数M(系指SiO2与Na2O的摩尔比)不同加以分类：M≥3的称为中性水玻璃；M<3．0的称为碱性水玻璃，但这只是一种习惯的分类法，实际上，无论是中性还是碱性水玻璃，水解后水溶液均呈碱性。
制造硅酸钠水玻璃的制造方法有干法和湿法之分。
干法是由石英粉与碳酸钠或硫酸钠按一定比例混合之后，加入1350～1500C的熔融炉中经过熔融反应而制得固体熔合物，其反应如下：或湿法是用硅石微粉或非晶质硅质原料与苛性碱(Na()H)直接反应而制得，其反应如下：但，目前几乎都采用干法制造。
从Na2O-SiO2二元状态图(图1)可以看出：随着SiO2含量的不同，或随SiO2与Na2O摩尔比不同，其反应产物不同，当M≥2时反应产物为：Na2O-SiO2和石英；当2≥M≥1时，反应产物为Na2O•2SiO2和Na2O•SiO2；当1≥M ≥0.5时，反应产物为Na2O•SiO2和2Na2O•SiO2，而当M≥1时，反应产物为2Na2O•SiO2。
但一般熔融制得的硅酸钠固态熔合物是由正硅酸钠(2Na2O•SiO2和偏硅酸钠(Na2O•SiO2)或二硅酸钠(Na2O•SiO2)组成的混合物。
不定形耐火材料的结合方式及常用结合剂.
2H3PO4+MgO=Mg(H2PO4)2+H2O
H3PO4+MgO=MgHPO4+H2O 2H3PO4+3MgO=Mg3(PO4)2+3H2O 铝酸钙水泥作为促凝剂时，磷酸可与之反应形成CaHPO4·2H2O； Ca+ + PO43- + 5H+ + 2O2CaHPO4·2H2O
磷酸盐结合剂
正磷酸盐
陶瓷结合 陶瓷结合是靠在不高的温度下即可发 生的固相-液相烧结而产生的结合。
为形成液相而促进固-液烧结，在料中往往需
加入作为熔剂的低熔点物（助烧剂）。当采用那
些在远低于使用温度下就能产生良好烧结作用的
原料时，原料之间也能产生陶瓷结合。
陶瓷结合常用于振动、捣打或自然堆积施 工的氧化铝基或着温度的升高，液相可转而通过固液反应形成高熔点的结合相。
Ttc2 1400℃HMOR后试样
少量CA6
Ttc8 1400℃HMOR后试样
大量CA6
Ww1600℃烧后试样
Ww1600℃烧后试样
基质中CAC与氧化铝反 应生成的穿插排列的CA6
铝酸钙性质
七铝酸十二钙，分子式：12CaO·7Al2O3
性质：有两种变体：稳定型的α -C12A7和不稳定型的α -C12A7。稳定型为等 轴晶系。理论密度2.70g/cm3，硬度5，熔点1392℃，晶体结构中铝、钙的配 位极不规则，有大量晶腔。水化时具有快凝快硬的特点。不稳定型属斜方晶 系。结晶呈针状和片状。没有一定的熔点。没有稳定稳定范围。有明显的多 色性。密度3.10-3.15g/cm3。硬度5.常固溶二氧化硅、二氧化钛、氧化亚铁 和氧化镁等。水化时凝结极快。可由氧化钙和三氧化二铝通过固相反应生成。 存在于高铝水泥熟料中，水化时快凝，早期强度高，但后期强度倒缩快。 理论密度：2.70g/cm3，熔点：1415℃。 铝酸三钙，分子式：3CaO·Al2O3
水玻璃硬化剂
水玻璃硬化剂(MDT-系列有机脂)
物化性能
微黄色透明液体;略溶于水;易溶于醇、醚和其它有机溶剂。
沸程：(101.3kPa)180～290℃
具有酯的一般化学性质，在苛性碱和无机酸存在下容易水解成醇和乙酸。
水玻璃硬化剂(MDT－系列有机酯)产品简介
随着铸造行业发展和生产技术进一步需要，我厂研制并生产了MDT系列有机酯，94年开始应用铸造生产，共有3个品种自硬特性好。
水玻璃自硬砂无毒无害，在混砂，造型硬化和浇注过程中均无刺激气味有毒气体释出，一旦旧砂再生和回用解决后，不再有废砂排放，在黏结强度，溃散性和旧砂性方面，均接近甚至达到树脂砂同样的水平，在水玻璃中添加少量MDT有机脂后，便成为在常温下，型砂达到自硬程度，砂在模型内自硬后脱模不需要烘干。
在全国不同地区大中型企业铸钢有色金属生产等方面验证，具有铸件尺寸精度高、加工余量小，溃散性好、发气能量少、生产能耗低等优点。
酯硬化水玻璃自硬原理
有机酯与水玻璃混合后，在水玻璃这感性介质中，有机酯发生水解，分解为醇和酸。
有机酸与水玻璃反应析出硅酸，却相互结合形成网状的硅酸凝胶，逐步硬化。
此时由于砂粒被分别包围在网状结构中，于是型砂建立起强度。
一般酯硬化水玻璃砂型抗压强度为1.5-3Mpa。
质量指标Q/320282NZX001-2003:
产品型号及技术指标
通常配比：原沙%;水玻璃2.4～4.0%;硬化剂0.25～0.4%;水玻璃模数2.2～2.5
硬化速度调节
运输及储存：
本产品易水解，注意防水和密封。
在运输、储存中应隔绝明火，产品应储存于阴凉、干燥处，防止受热、受潮、阳光暴晒和雨淋。