[發(fā)明專利]一種耐火材料用無水樹脂結(jié)合劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910020395.0
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101538451A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉常玉;褚憲鋒;李長彬;呂虎;呂華;呂占美;劉衛(wèi)國
• 申請（專利權(quán)）人: 山東萊蕪潤達化工有限公司
• 主分類號: C09J161/14
• 分類號: C09J161/14;C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐火材料用樹脂結(jié)合劑，具體地說是一種耐火材料用無水 樹脂結(jié)合劑及其制備方法，適用于冶煉不銹鋼的爐襯耐火材料的生產(chǎn)。

背景技術(shù)

隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對耐火材料制品的強度和耐高溫性能 的要求也越來越高。目前最常用的耐火材料都是碳復(fù)合耐火材料，其中的組份 之一是有機結(jié)合劑，其在碳復(fù)合材料中占有非常重要的地位，它對坯料的混煉、 成型以及成品的理化性能產(chǎn)生很大影響。

目前碳復(fù)合耐火材料——鎂碳磚在鋼鐵冶煉行業(yè)應(yīng)用很廣，這種磚采用含 水酚醛樹脂做結(jié)合劑，存在以下缺點：主料電熔鎂砂的價格較貴，資源不豐富； 成品磚的耐高溫和耐腐蝕性能一般。因此，礦藏豐富、耐腐蝕性能好的白云石、 鎂鈣砂成為電熔鎂砂最理想的替代品，但是由于鎂鈣砂、白云石原料中含有游 離的氧化鈣，它極易吸水膨脹，造成制品開裂、粉化，從而無法使用，因此必 須使用無水結(jié)合劑。

目前，無水樹脂主要有瀝青改性樹脂、呋喃樹脂改性酚醛樹脂、烷基苯醛 樹脂改性酚醛樹脂。

瀝青改性樹脂，主要特點是價格低廉，同酚醛相比具有高溫易形成石墨化 碳的特點。由于焦油和瀝青在烘烤過程中容易產(chǎn)生強致癌的臭氣和煙塵，嚴重 污染環(huán)境，危害人類的身體健康，因此不宜推廣使用。淄博鑫耐達耐火材料股 份有限公司申請的中國專利《耐火材料用無水樹脂結(jié)合劑及生產(chǎn)工藝》，公開號 CN1197099，即采用此工藝生產(chǎn)制造無水樹脂。

呋喃樹脂改性酚醛樹脂，使用呋喃樹脂和線形酚醛共縮聚反應(yīng)制得，水分 小于0.4％，游離酚小于1％，可與游離氧化鈣反應(yīng)物含量較高。中國科學(xué)技術(shù) 大學(xué)申請的中國專利《耐火材料用樹脂結(jié)合劑及制備方法》，公開號CN1064094， 即按照此方法生產(chǎn)。

烷基苯醛樹脂改性酚醛樹脂是由酚醛類樹脂和烷基苯醛類樹脂組成，并配 有酯類、酮類、醚類等無水系溶劑。結(jié)合劑水分含量低于0.5％，游離酚含量 較高，可與游離氧化鈣反應(yīng)物含量也較高。冶金工業(yè)部洛陽耐火材料研究院的 專利申請《耐火材料用無水樹脂結(jié)合劑的生產(chǎn)方法》，公開號CN1058607，即按 照此方法生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種耐火材料用無水樹脂結(jié)合劑，該結(jié)合劑不含水 分，粘度適中，在固化過程中也不產(chǎn)生水分，特別適合制造鎂鈣磚、白云石磚 等含鈣的堿性耐火材料制品，能夠有效地提高耐火材料的質(zhì)量。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種制備上述不含水分的耐火材料用無水樹 脂結(jié)合劑的方法。

為了達到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種耐火材料用無水樹 脂結(jié)合劑，其特征在于：它是用酚和醛在酸類復(fù)合催化劑的作用下，合成線性 酚醛樹脂后，再加入不含羥基的溶劑進行溶解，最后用異氰酸酯進行改性處理 制成。

所述的酸類復(fù)合催化劑，是酸類催化劑和酸類催化劑的助催化劑的混合物； 所述的酸類催化劑是鹽酸、硫酸、磷酸和草酸其中的一種或者其中二種以上的 混合物；酸類催化劑的助催化劑是醋酸鋅、醋酸鎳和醋酸鎂其中的一種或者其 中二種以上的混合物。

所述的酚是苯酚、間位烷基苯酚和間苯二酚其中的一種或者其中二種以上 的混合物。

所述的醛是甲醛或多聚甲醛。

所述的不含羥基的溶劑是沸點在100-300℃的乙醚等醚類溶劑、鄰苯二甲酸 二甲酯等酯類溶劑和苯乙酮等酮類溶劑其中的一種或其中二種以上的混合物。

所述的異氰酸酯是六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲 烷二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯等二異氰酸酯其中的一種或其中二種以上的混 合物。

一種耐火材料用無水樹脂結(jié)合劑的制備方法，其特征在于：它包括以下步 驟制成：

(1)、制備線性酚醛樹脂：

將酚和醛按照摩爾比1∶0.5-0.85的比例進行混合，邊攪拌邊加入酸類復(fù) 合催化劑，其中酸類催化劑的加入量為酚的加入量的0.06％-3％，酸類催化劑 的助催化劑的加入量為酚的加入量的0.02％-1％，然后，60分鐘勻速升溫到回 流，回流反應(yīng)1-6小時，降溫到60-70℃，停止攪拌使其分層，去除上層清液后， 在常壓下蒸餾到130℃，然后在0.06-0.1MPa的真空度下蒸餾到180-190℃，得 到線性酚醛樹脂；

(2)、改性處理：