不定形耐火材料的性能不僅僅與其主材質(zhì)和粒度組成有關(guān)，還與其結合劑的選擇密切相關(guān)。從結合方式看，由水化結合一化學(xué)結合一水化結合+凝聚結合一凝聚結合的方向發(fā)展，即從可能帶入高雜質(zhì)的結合劑向低雜質(zhì)，乃至無(wú)雜質(zhì)的結合劑的方向發(fā)展，進(jìn)而極大地改善了耐火材料的潔凈度。結合劑按照結合機理的不同來(lái)劃分，可分為水化結合、化學(xué)結合、凝聚結合、縮聚結合、黏附結合和陶瓷結合六大類(lèi)。

1、水化結合 

水化結合是指常溫下通過(guò)與水發(fā)生反應，生成水化物后相互交錯凝結、硬化并獲得一定的強度。常見(jiàn)的有鋁酸鹽水泥、p-AI2O3等。

鋁酸鹽水泥主要適用于偏酸性或中性的噴補料。以水泥為結合劑的噴補料附著(zhù)率較低、體積穩定性差。在水泥結合噴補料中添加有機酸可改善水泥結合噴補料的附著(zhù)性，這是因為有機酸可以在分散后的短時(shí)間內使噴補料凝固。水泥結合鎂質(zhì)噴補料主要是通過(guò)具有一定可塑性的液層與待噴補面粘結在一起的。因此，當液層的粘性越高時(shí)，噴補料抵抗外加剪切力的能力就越強，從而就可增大噴補料與待噴補面間的粘結強度，使得噴補層的結構和耐用性更好。對于鋼包和精煉爐中局部損毀或薄弱的位置適合使用這類(lèi)噴補料。

氯氧鎂水泥適合用于堿性體系中。氯氧鎂水泥是由氯化鎂溶液和氧化鎂材料通過(guò)一定的比例反應得到的，其中氯化鎂的存在使得氧化鎂快速持續地水化，形成大量的結晶體，這些結晶體相互咬合形成網(wǎng)絡(luò )結構從而產(chǎn)生強度。但氯氧鎂水泥的強度等性能尚不能滿(mǎn)足某些使用要求。為了提高其強度，蔣述興[36]等人通過(guò)將鎂質(zhì)膠凝材料與氯化鎂溶液混合，制備了復合型的氯氧鎂水泥硬化體，該硬化體具有較高的強度。但是氯氧鎂水泥的穩定性仍然沒(méi)有得到解決，在潮濕的使用環(huán)境下，氯氧鎂水泥會(huì )出現返鹵現象，限制了其進(jìn)一步的使用。

2、化學(xué)結合 

化學(xué)結合是指結合劑與物料之間發(fā)生物理化學(xué)反應，并生成具有一定結合作用的物質(zhì)，從而使材料具有強度的一類(lèi)結合劑。

磷酸鹽結合劑是采用不同酸度和聚合程度的磷酸鹽來(lái)制備的。在磷酸鹽結合劑中，其酸性越大，與堿性原料的反應就越快。像單磷酸鋁等強磷酸鹽，在30秒左右即發(fā)生反應和固化。但是，這對噴補料來(lái)說(shuō)時(shí)間太短，因為噴補層必須保證后續物料的結合和嵌入。對于中性偏磷酸鈉來(lái)說(shuō)，固化時(shí)間太慢，它僅適用于搗打料和澆注料，在噴補料中，它不能讓噴補層快速穩定。在堿性噴補料的結合劑中，使用較多的是聚合磷酸鹽。當其與氧化鈣一起使用時(shí)，聚合磷酸鈉可與氧化鈣反應生成高熔點(diǎn)的磷酸鈣鈉和磷酸三鈣，使噴補層與待噴補面間形成直接結合，從而獲得附著(zhù)性和耐用性較好的鎂質(zhì)噴補料。

硅酸鹽結合劑中使用較多的是水玻璃。由于水玻璃可以提高噴補層的觸變性，因此可將水玻璃作為生產(chǎn)鎂質(zhì)噴補料的結合劑。但是由于水玻璃會(huì )與氧化鈣、氧化鎂反應生成低熔點(diǎn)的鈣鎂橄欖石，降低噴補層的抗侵蝕性。因此，在以水玻璃為結合系統時(shí)，噴補料中的氧化鈣含量要嚴格控制。

3、縮聚結合 

縮聚結合是由催化劑或交聯(lián)劑的加入，使結合劑發(fā)生縮聚反應而使材料產(chǎn)生一定的強度。

在堿性噴補料中，使用較多的是煤焦油和瀝青，但其存在固化速度慢、附著(zhù)率低和易剝落的問(wèn)題。70年代開(kāi)始與酚醛樹(shù)脂一起使用，這類(lèi)噴補料具有低溫固化性好、熱附著(zhù)性高的特點(diǎn)，在高溫碳化后殘炭高，強度和抗渣性?xún)?yōu)良，同時(shí)這種結合方式下，生成的低熔物相較少，噴補料的耐用性也較好[37]。但這類(lèi)結合劑存在中溫強度差、煙氣污染環(huán)境的問(wèn)題。同時(shí)由于含碳結合劑中的碳極易溶于鋼液中，導致鋼液增碳，不利于潔凈鋼的生產(chǎn)。

4、凝聚結合 

凝聚結合是在懸浮溶液中添加凝結劑或通過(guò)調節pH，使膠體粒子發(fā)生凝聚而產(chǎn)生的結合。在選用超細粉時(shí)可選擇與主成分相似的物質(zhì)，從而減少雜質(zhì)的引入。

目前使用較多的有硅溶膠、硅微粉+高效分散劑等。

上世紀國外就開(kāi)發(fā)了以超細粉為結合劑的噴補料，加以一定的分散劑，使得噴補料中的雜質(zhì)含量降低，噴補層性能也更加穩定。劉貫重等人[38] 以納米SiO 2為結合劑， 制備了出鐵溝濕法噴注料。該噴補料具有反彈率低， 與熱溝面粘附性好的特點(diǎn)；且烘烤和出鐵過(guò)程無(wú)異常。在日均出鐵2100噸的高爐出鐵溝中使用壽命可達31天。但是以硅微粉為結合劑時(shí)，噴補料的早期強度仍然較低，凝結時(shí)間也較長(cháng)。

溶膠-凝膠結合劑也是以凝聚結合方式的一類(lèi)結合劑。其結合相的失水溫度范圍寬，且失水過(guò)程不會(huì )破壞其結合強度，克服了以水泥為結合劑時(shí)對溫度敏感的弱點(diǎn)；同時(shí)以溶膠-凝膠結合劑時(shí)，可以通過(guò)添加物或調節pH等手段來(lái)人為控制其膠凝過(guò)程，從而使得材料具有合適的凝固和硬化時(shí)間。早在1997年，日本就開(kāi)發(fā)了一種鋁溶膠結合的噴補料，用該方法制備的噴補料具有粉塵少、易保存的特點(diǎn)。以溶膠為結合劑時(shí)，噴補料具有較好的快干防爆性能，有利于快速修補，同時(shí)噴補料與熱態(tài)表面的粘附性能較好。

結合劑的粘性和凝固能力與噴補料的性能密切相關(guān)。為滿(mǎn)足嚴苛環(huán)境下的使用，噴補料的結合系統不僅向著(zhù)“純凈化”的方向發(fā)展，即盡可能減少由結合劑帶入的雜質(zhì)，而且向著(zhù)“穩定化”的方向發(fā)展，即在升溫過(guò)程中減少由結合劑的揮發(fā)或分解所帶來(lái)的結構破壞。就噴補料來(lái)說(shuō)，結合方式也在向著(zhù)凝聚結合的方向發(fā)展，且目前使用研宄較多的有硅溶膠、鋁溶膠等。