磷酸鹽類(lèi)膠黏劑是以濃縮磷酸為黏料的一類(lèi)膠黏劑，主要有硅酸鹽一磷酸、酸式磷酸鹽、氧化物一磷酸鹽等眾多的品種，可用于粘接金屬、陶瓷和玻璃等眾多材質(zhì)。它們與硅酸鹽類(lèi)膠黏劑相比，具有耐水性更好、固化收縮率更小、高溫強(qiáng)度較大以及可在較低溫度下固化等優(yōu)點(diǎn)。其中氧化銅一磷酸鹽膠黏劑是開(kāi)發(fā)最早、應(yīng)用最廣的無(wú)機(jī)膠黏劑之一�，F(xiàn)代的氧化銅一磷酸膠黏劑應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是耐高溫材料的粘接，其中添加一些高熔點(diǎn)的氧化物如氧化鋁和氧化鋯等所組成的配方，可耐1300～1400℃的高溫，這是其他任何有機(jī)膠黏劑所無(wú)法達(dá)到的。 下面以磷酸一氧化銅膠黏劑為例，說(shuō)明磷酸鹽類(lèi)膠黏劑的配方工藝設(shè)計(jì)。
氧化銅一磷酸鹽膠黏劑是由特制(或輕質(zhì))氧化銅粉和特殊處理的磷酸鋁(濃磷酸加少量氫氧化鋁)溶液配制而成。通常為雙組分，現(xiàn)用現(xiàn)配。
配制該膠所用的氧化銅要有一定的純度，氧化銅含量應(yīng)大于95%。二般的氧化銅粉(工業(yè)或試劑)活性大，反應(yīng)太快，不能用于配制膠黏劑，需要進(jìn)行特殊處理。由經(jīng)過(guò)處理的氧化銅中間體在890℃煅燒4h，經(jīng)機(jī)械球磨、多次分篩的氧化銅粉稱(chēng)為特制氧化銅粉，假密度大于3.2g/cm3;或由經(jīng)過(guò)處理的氧化銅中間體在890~C煅燒4h，不經(jīng)球磨粉碎，全部能通過(guò)320目篩，假密度為0.8～1.2g/cm3的氧化銅稱(chēng)為輕質(zhì)氧化銅粉。處理后的氧化銅粉表面活性顯著減小，延長(zhǎng)了適用期，提高了粘接強(qiáng)度。氧化銅粉應(yīng)放在干燥器內(nèi)密封保存，吸水后粘接強(qiáng)度會(huì)降低，并且膠的適用期縮短。
磷酸鋁溶液的制備是在100mL的化學(xué)純或分析純、相對(duì)密度大于1.7的磷酸(工業(yè)磷酸亦可)中，加入5g化學(xué)純或分析純的氫氧化鋁，不斷攪拌，加熱到150～200℃，大約5min后氫氧化鋁便溶解成甘油狀的透明溶液，保持1～2h后冷卻裝瓶待用。加入氫氧化鋁不僅可延長(zhǎng)適用期，而且能提高粘接力。若是冬天出現(xiàn)結(jié)晶，可適當(dāng)加熱(50～60℃)令其溶解后仍可再用。
為使磷酸鋁溶液在冬季時(shí)不易結(jié)晶，使用方便，可于上述配方中加入0.5g左右的三氧化鉻，加熱至260℃反應(yīng)，溶液由紅棕色變?yōu)椴菥G色后，再反應(yīng)5min即停止加熱，冷卻后裝瓶待用。
氧化銅一磷酸鹽無(wú)機(jī)膠的配比按下式計(jì)算：
K=A/B=3~3.5
式中，K為氧化銅與磷酸鋁溶液之比，g/mL;A為氧化銅用量，g;B為磷酸鋁溶液用量，ml。
當(dāng)K值越大，固化速度越快，如K值超過(guò)4.5，粘接強(qiáng)度增加不明顯，而且由于固化速度太快，膠黏劑施工發(fā)生困難。當(dāng)K值相同時(shí)，如環(huán)境溫度高，則固化速度快，活性期短。在一般情況下，冬季采用密度較小(1.7g/cm3)的磷酸及K值大的配方;夏季采用密度較大(1.9g/cm3)的磷酸及K值小的配方。下表列出了K值為4、溫度為20℃時(shí)磷酸密度與膠液活性期的關(guān)系。表8—7列舉了不同K值時(shí)的粘接強(qiáng)度。
磷酸密度與膠液活性期的關(guān)系(K=4，20℃)
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磷酸密度/（g/cm3）
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膠液活性期/min
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1.6
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5
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1.7
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10
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1.8
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15
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1.9
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20
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2.0
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25
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不同K值時(shí)的粘接強(qiáng)度 ①
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K值
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套接剪切強(qiáng)度/MPa
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2.0
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60
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2.5
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68
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3.0
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78
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3.5
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86
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4.0
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93
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4.5
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96
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5.0
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98
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① 試驗(yàn)條件為磷酸密度1.9g/cm3，接頭徑向間隙0.2~0.4mm，固化溫度50~60℃。
磷酸鹽型無(wú)機(jī)膠的固化過(guò)程為放熱反應(yīng)，如散熱不好及配膠量過(guò)多，會(huì)縮短膠液的活性期，影響使用。一般一次調(diào)膠量以10～15g為宜。
使用時(shí)為了改善膠液的性能(如導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性及粘接強(qiáng)度等)，可加入適量還原鐵粉、硼砂、石棉粉、玻璃粉、硬質(zhì)合金粉、二硫化鉬、氧化鋁、氧化鋯等填料，但必須嚴(yán)格遵守先將氧化銅與磷酸鋁溶液調(diào)好后再加入，否則會(huì)降低粘接強(qiáng)度并使膠液變質(zhì)。