红外辐射陶瓷涂粘结剂

    （一）红外辐射陶瓷涂料粘结剂的特性

    将上述填料与粘结剂按一定比例混合在一起即制成红外辐射陶瓷涂料。粘结剂应具备如下特性：

    1．密着性

    指能使涂料与辐射基体牢固附着、密实而不龟裂的性能。

    2．稳定性

    包括热稳定性和化学稳定性。指能长期在高温下工作而不发生明显的物理性能破坏和辐射性能衰退的性能。

    3．简易性

    指粘结剂制作容易、工序简单、价格便宜的性能。

    （二）红外辐射陶瓷涂料粘结剂的分类和性能

    红外辐射陶瓷涂料常用的粘结剂分为有机粘结剂和无机粘结剂两大类。表12-12列出了无机涂料和有机涂料的性能比较。

     红外辐射涂料常用的有机粘结剂有聚乙烯醇、各类漆及有机硅类等，无铅粘结剂有碱金属硅酸盐系、磷酸盐系、二氧化硅溶胶系、金属醇盐系等几类。

     1．  碱金属硅酸盐系

    碱金属硅酸盐水溶液是常用粘结剂。碱金属硅酸盐一般以M₂O．M SiO₂．nH₂O表示。按照M的种类(Li、Na、K)以及m值，可有很多种类。其中以硅酸钠水溶液（水玻璃）为最常用、价格价格便宜的粘结剂。

    在配制红外辐射陶瓷涂料中用得较多的是中性水玻璃，即SiO₂与Na₂O摩尔比为3.3。水玻璃能与大多数固体相润湿，与清洁的金属表面作用容易生成金属的硅酸盐，使金属表面产生某些腐蚀，因此，能与金属表面形成强力的粘结力。

     2．  磷酸盐系

    一般使用多价金属的水溶性磷盐，也有使用磷酸及碱金属磷酸盐的。各种金属亚磷酸盐的涂膜性能比较如下：

表12-12 无机涂料和有机涂料的性能比较

    强度：Al>Mg>Ca，Fe，Cu>Ba，Ti，Mn

    抗水性：Ca、Zn>Mg>Al>Fe ，Cu

    粘附性：Al>Mg>Ca> Cu>Fe> Zn

    配制红外辐射陶瓷涂料常用的磷酸盐粘结剂为磷酸二氢铝，它通常由一定比例的氢氧化铝、水和正磷配制成。

    磷酸铝系涂料呈酸性，与铁会反应，需要添加防锈剂后才能涂覆，但不能长期地耐腐蚀。它和碱金属硅酸盐系涂料相比较，其抗水性耐热性虽然优良，但光泽差，防锈效果也不好多用于镀铝钢板和不锈的涂覆。

     3．  二氧化硅溶胶系

    二氧化硅溶胶是无水硅酸的超细粒子分散在水中所形成的胶态溶液。胶体粒子的大小为几纳米至几十纳米。粒子内部由硅氧键组成。国产硅溶胶通常由水玻璃经离子交换除去阳离子等杂质后抽气浓缩制成。为稳定这种胶体溶液，常需加入少量氢氧化钠，因而使溶液呈碱性。二氧化硅的含量约为25%~30%。当胶体的PH为8.5~10.5时，胶体性能最稳定；PH3~4时比较稳定。另外，它还受到共存盐类的阳离子和阴离子引起凝胶化的难易程度的影响，其影响大小有如下关系：

    阳离子：Ca²⁺>Al³⁺>Zn²⁺>Mg2⁺>Na⁺>K⁺>Li⁺

    阴离子：F^->Cl^->NO_3->CH₃COO^->SO₄^2->PO₄^2->S^2-

    二氧化硅溶胶单独用作涂料的粘结剂是很少见的，它常与有机乳胶等混合，用于低温辐射元件及作墙壁涂料。二氧化硅溶胶和有机乳胶混合后，使用时可得到不燃性、高硬度的涂膜。

     4．  金属醇盐系

    金属醇盐系粘结剂也常用于红外辐射涂料中，该粘结剂以式M（OR）_n表示，式中金属M为Si、Ti、Al、Zn等，把这些醇盐溶涂在室温下慢慢水解，同时发生缩聚反应可制作溶胶，进一步反应则成凝胶。该凝胶在100~300℃下加热形成薄的玻璃膜，为了得到完善的物理性能，需在更高温度下加热。

    金属醇盐系红外涂膜具有高纯，不含碱金属，耐酸性、电绝缘性好，涂膜最大厚度可小于1μm，没有气孔，致密的特点。