磷酸铝胶粘剂具有优良的耐高温性能及耐侯性能。不仅是耐火材料中使用较多的一种结合剂,而且是无机涂料配方中重要的组分。磷酸盐胶粘剂可通过用磷酸与氢氧化铝的反应制得,其反应程度可用中和度来表示。中和度(Nm)用生成的磷酸盐中Al2O3与P2O5的摩尔比百分数来表示,即:Nm=Al2O3/P2O5×100%正磷酸的Nm=0,磷酸二氢铝的Nm=33%,磷酸铝的Nm=100%,中和度对磷酸铝胶粘剂的胶粘性能的影响很大,一般Nm在33%～67%之间的磷酸铝胶粘剂具有较好的胶粘性能。

溶液中磷酸分子与氢氧化铝分子的反应类似于酸碱中和反应。反应过程中磷酸分子向氢氧化铝颗粒表面扩散的活化能较反应活化能大,故该反应的速率主要受扩散控制,反应的总速率近似于扩散速率。对该反应,设想如下模型:Al(OH)3,分子不动,任何磷酸分子只要进入以Al(OH)3分子为中心,以rAB(rAB=rA+rB)为半径的球内时(为了方便用A表示Al(OH)3,B表示H3PO4),即可与Al(OH)3分子反应。由于反应速率很快,故在Al(OH)3颗粒邻近的区域H3PO4的浓度降低,形成一个浓度梯度。根据菲克斯第一定律(Fike’sfirstlaw),单位时间内通过单位截面的物质的流量J与浓度梯度成正比。

磷酸铝胶粘剂的合成反应为扩散控制的非均相一级反应,其活化能94.9±2.9kJ.mol-1。温度升高,磷酸分子向氢氧化铝分子的扩散速率加快,使该反应的速率提高。

通过磷酸铝反应过程中的动力学研究,使人们认识到该合成反应为一扩散控制的非均相一级反应,活化能为94.9±2.9kJ.mol-1。温度升高,则磷酸分子向氢氧化铝分子的扩散速率加快,使该反应的速率提高。这有助于为人们更好地选择反应的条件,掌握该反应的主动权。

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