矽酸乙脂結合劑在耐火材料中的使用性能,矽酸乙脂結合劑是用四氯化矽(SiCl,和乙醇(CHOH)直接反應而製備成的水白色溶液,其化學反應式為:SiC1,+4CH3OH-(C2H3O)4Si+4HC1
矽酸乙酯本身沒有結合能力。作為耐火製品或製備鑄造模型或模芯。結合劑使用時,都必須用水處理矽酸乙脂,然後由得到的矽酸乙酯水解產物製成凝膠。實際上的結合劑就是這種凝膠。矽酸乙酯水解和凝膠作用程序示意如下:
矽酸乙酯+水
絡合矽酸(此絡合矽+乙醇酸可能有部分羥乙基化)
√冷凝作用
粘結性凝膠組織,此凝膠具有膠結特性
↓乾燥和熔燒
由純二氧化矽組成的膠結物

通常矽酸乙酯水解,是在酸性或鹼性環境中進行的,這類酸或鹼是催化劑。在鹼性環境下矽酸乙酯的水解能迅速引起凝膠作用。耐火材料製造中選用矽酸乙酯時用鹼性水解程序為好,而在鑄造工藝中選用酸性水解程序。
矽酸乙酯水解產物變成凝膠,此凝膠就是結合劑。為了加速凝膠作用過程,需加速凝劑:採用鹼性加入物,諸如輕燒MgO或NH,OH。當採用輕燒MgO時,較難均勻混合,需把MgO分散在水和甘油的混合物中。
在耐火材料和鑄造工藝中,苛性鹼不適用於矽酸乙酯的鹼性水解時可用強有機鹼來代替。合適的有機鹼有脂肪族的胺或雜環胺。與苛性鹼不同,胺與矽酸乙脂可溶混或可溶於矽酸乙酯中。適合使用的一些胺有鏈烷類的胺(諸如單乙醇胺),環已胺和二環已基胺,對氧氮已環和氮雜環已烷。將一種或幾種(5%左右)高鹼性胺加入矽酸乙酯中時,不與大氣的水蒸氣接觸,溶液不會結皮或凝結,但與水/乙醇溶液混合後將會迅速凝結,變成堅硬性凝膠。
在耐火材料工藝中採用由一種有機矽酸鹽製成凝膠作為結合劑,有可能完全不用粘土或類似的加入物,適宜使用矽酸乙酯和高鹼性胺的混合物(胺改性矽酸乙脂)作結合劑的耐火材料有AIQO和矽酸鋁,諸如矽線石和莫來石,還有ZrO2,告石和碳化矽等。矽酸乙酯轉化產生的二氧化矽可以用於製造剛性絕熱陶瓷纖維製品。這種陶瓷纖維是由矽酸乙酯的酸性水解產物浸漬的,浸漬後稍為擠壓以除去過剩的水解產物,然後予以加熱以使水解產物成為凝膠,即製成一種剛性絕熱製品。