[科普中国]-磷酸盐结合剂

磷酸盐结合剂(phosphate binder)是指以酸性正磷酸盐或缩聚磷酸盐为主要化合物并具有胶凝性能的无机材料。它是由磷酸与氧化物或氢氧化物或碱反应生成的耐火材料结合剂。磷酸盐结合剂的结合形式属化学反应结合或聚合结合。磷酸与碱金属或碱土金属氧化物及其氢氧化物反应生成的结合剂多数为气硬性结合剂，即不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用。磷酸与两性氧化物及其氢氧化物或酸性氧化物反应生成的结合剂多数为热硬性结合剂，即须经加热到一定温度发生反应后方可产生凝结与硬化作用。磷酸盐用作耐火材料的结合剂在产生陶瓷结合之前的中、低温范围内具有较强的结合强度，所以被广泛用作不定形和不烧耐火材料的结合剂。

简介磷酸盐结合剂(phosphate binder)是指以酸性正磷酸盐或缩聚磷酸盐为主要化合物并具有胶凝性能的无机材料。它是由磷酸与氧化物或氢氧化物或碱反应生成的耐火材料结合剂。磷酸盐结合剂的结合形式属化学反应结合或聚合结合。磷酸与碱金属或碱土金属氧化物及其氢氧化物反应生成的结合剂多数为气硬性结合剂，即不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用。磷酸与两性氧化物及其氢氧化物或酸性氧化物反应生成的结合剂多数为热硬性结合剂，即须经加热到一定温度发生反应后方可产生凝结与硬化作用。磷酸盐用作耐火材料的结合剂在产生陶瓷结合之前的中、低温范围内具有较强的结合强度，所以被广泛用作不定形和不烧耐火材料的结合剂1。

分类磷酸盐的分类一般是以其化合物中所含的金属氧化物(M2O)与五氧化二磷(P2O5)的摩尔比(R=M2O/P2O5)来区分，其分类见表1。

磷酸镁结合剂用正磷酸与镁质材料反应制得，可采用的镁质材料有氧化镁、氢氧化镁、轻烧镁砂等、正磷酸与氧化镁反应生成的镁的磷酸盐中只有Mg(H2PO4)2可溶于水中，其组成为11%MgO和89%H3PO4，因此磷酸镁胶结荆就是磷酸二氢镁的溶液。

磷酸二氢镁的配制方法：按MgO/P2O5=1，将必要数量的镁质材料分批地倒入浓度为60%的正磷酸溶液中，每倒入一批物料都须仔细不断搅拌直至MgO完全溶解。此溶解反应时会释放出大量的热，因此必须将反应器置于流水中冷却。冷却后的溶液经过过滤即可制得液状磷酸镁结合剂，也可将磷酸二氢镁溶液经过喷雾干燥后制得粉状磷酸二氢镁使用。

磷酸镁结合剂可作刚玉质、尖晶石质和错英石质等耐火材料的结合剂2。

磷酸铬结合剂用正磷酸与含铬材料反应制得。所用的含铬材料有铬酸醉(CrO3)、氧化铬、氢氧化铬、挥发性酸的铭盐或铬铁矿。用CrO3制备时可将CrO3直接加入浓度为60%的磷酸中搅拌即可制得。此种结合剂受热后CrO3还原成Cr2O3，从而生成铬的磷酸盐。用其他含铬材料制备时，可用密度为1.7g/cm3的正磷酸混合，加热即可制得胶结性良好的绿色液体。

复合磷酸盐结合剂有铝铬磷酸盐、镁铬磷酸盐和钠铬磷酸盐等结合剂口铝铬磷酸盐结合剂是用铝的磷酸盐与50%-60%铬的磷酸盐混合搅拌制得，以其组成为Al2O3·Cr2O3·2P2O5的结合剂具有较好的胶结性能，这种结合荆可长期保存而不影响其结合性能。镁铬磷酸盐结合剂是用MgO和Cr2O3的混合物与正磷酸反应而制得3。

应用在耐火材料工业中，正磷酸盐主要用作中性和酸性耐火材料的结合剂，缩聚磷酸盐主要用作碱性耐火材料的结合剂。

正磷酸盐用作中性或酸性耐火材料结合剂时，视使用场合不同还须加少量的外加剂方可使用，如用于作耐火浇注料的结合剂时，必须加促凝剂，如铝酸钙水泥、电熔或烧结镁砂粉、NH4F等，以便在施工完毕后能发生凝结与硬化作用。又如用作可塑耐火材料，修补料和捣打料的结合剂时、则须加保存剂，如草酸、柠檬酸、酒石酸等，以使其在储存和运输过程中酸性磷酸盐不与耐火材料中的氧化物(如Al2O3)反应生成不溶性的正磷酸盐，使混合料过早变干而失去作业性。

缩聚磷酸盐与碱性耐火材料的反应速度缓慢，因此用它们作为碱性耐火材料的结合剂时具有足够的施工时间。缩聚磷酸钙盐既可作不烧砖(如镁砖、镁铝砖、镁铬砖等)的结合剂，又可作浇注料、喷补料的结合剂3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学