Вогнетривкий клей та мастика клеюча виробництва НВП Теплоогорожа
Про те, наскільки сьогодні необхідні термостійкі клеї, можна отримати уявлення на прикладі космічних апаратів і ракет, кріплення теплозахисту яких знаходиться під жорсткою температурною дією, що досягає 2000°C - 3000°C. Слід також відзначити, що металообробний інструмент, що використовується сьогодні в машинобудуванні, експлуатується на високих швидкостях і схильний до сильного нагрівання, що обумовлює створення нових надтвердих матеріалів, багато з яких не піддаються зварюванню і можуть бути з'єднані тільки за допомогою склеювання. Без застосування термостійких клеїв не можна уявити роботу сталеливарної промисловості, де вони використовуються для кладки вогнетривкої цегли та футерування плавильних печей, що нагріваються до температури 1800 °C.
Що ж включає термін "вогнетривкий клей "? З метою об'єктивності слід зазначити, що це визначення дуже умовне і може бути інтерпретовано залежно від діапазону робочих температур та специфіки застосування вогнетривких клеїв. У даній статті до термостійких складів, що клеять, віднесені вогнетривкі неорганічні клеї, що застосовуються в промисловому виробництві і зберігають свої властивості при температурах вище 500°C.
Неорганічні клеї найбільш термостійкі з усіх існуючих на сьогоднішній день клеючих складів. Багато хто з них витримує термічне навантаження до3000°C і мають практично необмежену життєздатність. У технічній літературі матеріали цього класу можна зустріти також під назвами: "вогнетривкі мертелі та розчини", "клеї-зв'язки", "клеї-цементи", "в'яжучі системи", "клеючі композиції". Фактично, ці матеріали близькі за призначенням, але відрізняються технічними і фізико-хімічними властивостями. До неорганічних клеїв відносять: фосфатні, керамічні, силікатні, металеві системи, що клеять.
Фосфатні вогнетривкі клеї
Фосфатні клеї здатні витримувати температуру до 1000°C та вище. Для їх виготовлення застосовується фосфорна кислота або різні сполучні фосфатні. Якщо за основу береться фосфорна кислота, такі склади часто називають цементами, а якщо використовуються фосфатні сполучні, то - клеями.
Представляють інтерес клеї на основі фосфатних сполучних, що сприяють поліпшенню механічних характеристик клейових сполук та спрощенню технології їх використання. В даний час практичне застосуваннязнайшли алюмофосфатні, алюмохромфосфатні, магнійфосфатні, хромфосфатні, нікельфосфатні та інші види фосфатних сполучних. Найбільш широке застосування знаходять алюмофосфатні, алюмоборфосфатні, силікофосфатні, алюмохромфосфатні сполучні. Властивості фосфатних клеїв безпосередньо залежать від виду та кількості наповнювача, як який використовуються корунд, графіт, подрібнений кварцовий пісок, нітрид алюмінію, двоокис титану, оксид хрому. Фосфатні клеї відносяться до матеріалів, що мають унікальне поєднання властивостей. Крім термостійкості, вони мають високу адгезію до металів і кераміки, пожежобезпечні, характеризуються доступністю сировини, відносно невисокою вартістю, екологічною чистотою. Сфера застосування фосфатних клеїв більш ніж велика, і в першу чергу це металургія, будівництво, ракетобудування. Використовуються для монтажу футеровок з термостійких виробів, виготовлення абразивів, вогнетривких мінеральних плит.
Керамічні вогнетривкі клеї
Керамічні клеї виготовляють на основі оксидів натрієвої селітри, борної кислоти, скла та інших речовин. Часто, для підвищення показників міцності в їх склад вводяться порошки металів. Класичний метод отримання керамічного клею полягає у сплавленні суміші оксиду кремнію, борної кислоти, натрієвої селітри та оксиду заліза. Після сушіння, подрібнення, додавання наповнювачів та оксидів металів у суміш вводиться до 30% води. Склеювання проводиться за температури від 540 до 1090°C. Введення в клейові склади до 5% порошкового алюмінію, міді або карбонільного заліза збільшує їхню термостійкість.
Застосовуються керамічні вогнетривкі склади для склеювання кераміки та металу. У сталеливарній промисловості ці матеріали використовуються для футерування сталерозливних ковшів,сталевипускних отворів електропечей та конвертерів. Застосування керамічних вогнетривких клеїв забезпечує міцність кладки печей при високій температурній дії, перешкоджає проникненню металу в шви кладки. Керамічні вогнетривкі клеї використовуються також для склеювання волокнистих теплоізоляційних матеріалів, їх приклеювання до металевих елементів теплових агрегатів та інших вогнетривких матеріалів.
Силікатні вогнетривкі клеї
Силікатні клеї виготовляються на основі силікатів калію та натрію. Як наповнювач найчастіше застосовується глина. Але можуть використовуватися інші речовини.
Існує технологія виготовлення силікатних вогнетривких клеїв на основі натрійборсилікатів. Іноді як добавки в клейовий склад вводяться карбонати барію або кальцію, а також п'ятиокис ванадію і фосфору. Такі клеї найбільш ефективно застосовуються для з'єднання хромових та хромнікелевих сталей, сплавів титану з ванадієм та алюмінієм.
Вогнетривкі силікатні клеї застосовуються для виготовлення теплоізоляційних елементів у нагрівальних печах, для кріплення плиткових матеріалів до цегляної кладки та металевих конструкцій, приклеювання азбестової, волоконної ізоляції до цементу, сталі, інших матеріалів, для посилення міцності матеріалів та виробів з метою їх подальшого застосування. високого температурного навантаження до 1600°С.
Металеві вогнетривкі клеї
Металеві вогнетривкі клеї є сумішшю рідких металів (ртуть, галій та інші) з порошками більш тугоплавких металів (мідь, вольфрам та інші). Як рідкий компонент використовуються також розплави галію з деякими іншими металами, температура плавлення яких нижче ніж у галію.
У процесі взаємної дифузіїкомпонентів такі системи утворюють різні інтерметалічні сполуки та сплави, температура плавлення яких суттєво перевищує температуру плавлення рідких компонентів, завдяки чому спостерігається процес затвердіння клеїв. Таким чином, чим більше в клейовому складі рідкого металу, тим більше пластичними властивостями він володіє і легше наноситься на поверхні, що склеюються. Клеї з меншою концентрацією рідкого металу швидше тверднуть і здатні працювати при вищих температурах.
З метою надання клеям більшої життєздатності змішування компонентів потрібно проводити при температурі, максимально наближеній до температури плавлення рідкого металу. Підвищення температури сприяє зниженню довговічності клейових складів, а також інтенсивному окисленню його компонентів.
Металеві клеї можуть бути використані у процесі виготовлення високотемпературних штепсельних роз'ємів. Галлієві клеючі композиції добре себе зарекомендували при з'єднанні в умовах кімнатної температури міді з міддю, молібденом, вольфрамом, кремнієм, нікелем, індієм, титаном, барієм. Ними можна склеювати нержавіючу сталь зі сталлю та кварцом, скло зі склом та нікелем, а також кераміку зі сталлю, вольфрамом, латунню. Можливі інші варіанти.
Клеючі вогнетривкі мастики
До окремого виду вогнетривких матеріалів відносяться мастики, що клеять, вогнетривкі. Вони призначені для з'єднання між собою вогнетривких цеглин, герметизації теплових агрегатів, нанесення футерування. Завдяки високій адгезії по відношенню до поверхні термостійких виробів, металу, бетону, кераміки вогнетривкі мастики використовуються як обмазки, захисні покриття, вогнетривкі клеї, ремонтні склади.
Як правило, вогнетривкі мастики виготовляються наоснові силікатних та фосфатних в'яжучих у поєднанні з неорганічними хімічними добавками та наповнювачами мінерального походження. Вогнетривкі мастики є в'язкою, негорючою, нетоксичною, стійкою до впливу зовнішнього середовища масою, здатною після затвердіння витримувати температури вище 1000°С.
НВП "Теплоогорожа" виробляє вогнетривкі клеї з температурою тривалого застосування 1250, 1400°С.