磷酸类耐火可塑料系由磷酸和磷酸盐配制的耐火可塑料。其特点是高温性能比较好,但保存期较短,因此,该类结合剂常与硫酸铝溶液共同使用,以发挥各自的优点。磷酸类硅酸铝质耐火可塑料,其强度变化特征是,随着加热温度的升高而增加,高温强度到1200℃后则急剧下降。
磷酸类耐火可塑料的磷酸溶液密度为1.20-1.30g/cm3,用量为9%-11%,复合使用时的用量为5%-6%,而硫酸铝溶液密度为1.23-1.28g/cm3,用量为5%-7%,固体磷酸铝和六偏磷酸钠,其用量为2%-6%:外加剂有抑制剂草酸等,其用量为1.0%左右。保存剂用糖蜜等,密度约为1.2gcm时,其用量为1.0%-1.5%,还有木质素碳酸钙和淀粉等,其用量分别为0.5%和0.5%-1.0%。
磷酸类耐火可塑料的配合比:耐火骨料为50%-60%,耐火粉料为25%-35%,软质黏士10%-15%,化学结合剂9%-13%；在生产时,采用磷酸结合剂时,先用其用量的60%与耐火骨料、粉料和软质黏土混练,然后因料1-3d,二次混练时,掺加外加剂和余下的结合剂,混练匀,即可进行下道工序,当用复合化学结合剂时,一般先用硫酸铝溶液混料,困料后再用磷酸类结合剂混练。应当指出,二次拌料称量的质量,系指干料质量,否则添加的外加剂,将发生误差。
磷酸类硅酸铝质耐火可塑料的主性能,烘干耐压强度较高,1400℃烧后耐压强度为35-42MPa；1400℃高温抗折强度约为1.0MPa.另外,1350℃高温抗折强度为2.1-3.3MHa这说明,因含软质黏士,高温下液相量多,致使高温强度较低。在保证耐火可塑料黏塑性的前提下，应尽量减少黏土用量。
如何延长磷酸盐耐火可塑料的保存时间？
在耐火可塑料的生产和施工中,可塑性指数十分重要,即在一定的保存期内,应保持较高黏塑性,以便捣固施工。在国内外普遍采用草酸、柠檬酸作保存剂,但成本较高。采用糖蜜作保存剂,效果也比较好,如下图。五组配合比基本相同,耐火骨料和粉料用一级矾土熟料制造,采用广西泥作结合剂,有一组掺加了武鸣黏土,细度一般为170目,有一组为50目。结合剂为硫酸铝和磷酸或二者复合用。从图中看出,掺加糖蜜的耐火可塑料能延长保存期,与黏土种类和细度基本无关。对于磷酸和硫酸铝复合结合剂来说,未加糖蜜的,保存2个月时可塑性指数下降约为60%,3个月时几乎失去了黏塑性。掺加糖蜜后,保存4个月,基本上保持原有的可塑性指数,到12个月时,图中曲线3与曲线4略有下降,曲线5仍保持原有的可塑性指数:对于硫酸铝结合剂,掺加糖蜜后保存四个月,可塑性指数基本不变化,到8个月下降至15%左右,仍可施工。
糖蜜中含有草酸、苹果酸和琥珀酸等有机酸,抑制了磷酸盐和硫酸盐,因此延长了耐火可塑料的保存期。同时,赋予了结合剂与原材料间的更充分分散与润湿时间,使其结合性和黏塑性得到了良好发挥,导致了高温性能的改善和提高。例如,保存八个月后硫酸铝耐火可塑料1000℃高温耐压和抗折强度分别为86MPa和13.6MPa,复合结合剂耐火可塑料的分别为71MPa和16.9MPa,比刚生产时的强度,普遍提高了30%-60%。为了解决耐火可塑料的施工复杂问题,采用稀释分散剂并用水调制耐火可塑料,具有良好的流动性,可浇注振动施工,称为浇注可塑料,若喷涂施工时则称为湿式喷涂可塑料等,前者,即后来发展成为黏土结合耐火浇注料,后者应称为耐火喷涂料,软质黏土应视为烧结剂。
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