[發(fā)明專利]鎂碳磚用酚醛樹(shù)脂的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010568441.3
• 申請(qǐng)日: 2010-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102127197A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐路林;魏務(wù)翠;胡偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東圣泉化工股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G8/28
• 分類(lèi)號(hào): C08G8/28;C08H7/00;C04B35/66;C04B35/634
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 朱建新;逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及酚醛樹(shù)脂技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用作鎂碳耐火磚結(jié)合劑的酚醛樹(shù)脂的制備方法。

背景技術(shù)

鎂碳耐火材料，是以氧化鎂和碳為主要成分的耐火材料。具有優(yōu)良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、熱震穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性。顯氣孔率為3％～10％。主要用于煉鋼氧化轉(zhuǎn)爐的爐襯、出鋼口，高功率電爐爐墻熱點(diǎn)部位，以及爐外精煉爐內(nèi)襯、盛鋼桶渣線部位等。一般采用高純鎂砂粉粒、碳素材料(包括石墨)和焦油瀝青或樹(shù)脂等為原料，經(jīng)配料、熱混、成型后，再經(jīng)300℃左右或1000℃以上焙燒而成。

鎂碳耐火材料的應(yīng)用歷史悠長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣泛，尤其是鎂碳磚，已經(jīng)在轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包以及爐外精煉等方面得到了很好的應(yīng)用。制造鎂碳磚所用到的結(jié)合劑一般為酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂是由酚類(lèi)和醛類(lèi)縮聚反應(yīng)而成，一般情況下用苯酚和甲醛為原材料，由于苯酚價(jià)格偏高直接造成了酚醛樹(shù)脂的成本較高，價(jià)格15000元/噸。雖然市場(chǎng)上普通的酚醛樹(shù)脂制造的鎂碳磚質(zhì)量較好，但由于普通酚醛樹(shù)脂價(jià)格的偏高，也制約了鎂碳磚的快速發(fā)展，因此開(kāi)發(fā)一種低成本的鎂碳磚用酚醛樹(shù)脂是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)不足，提出一種鎂碳磚用酚醛樹(shù)脂的制備方法，采用得到的酚醛樹(shù)脂造出的鎂碳磚具有良好的機(jī)械性能，同時(shí)大幅度地降低生產(chǎn)成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種鎂碳磚用酚醛樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：

①、將苯酚、甲醛和堿性催化劑按物質(zhì)的量比1.0∶1.1～1.5∶0.01～0.03加入反應(yīng)釜中，升溫至60～90℃，恒溫1～4小時(shí)；

②、向反應(yīng)釜中加入占苯酚重量10～20％的造紙廢液和2～5％的醇類(lèi)物質(zhì)，攪拌均勻；

③、60～90℃下真空蒸餾步驟②的混勻物，至混勻物的粘度為3000～25000MPa·s/25℃。

優(yōu)選的，步驟①中堿性催化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、氧化鈣的一種或多種。

優(yōu)選的，步驟②中醇類(lèi)選自二元醇或三元醇。

優(yōu)選的，所述二元醇為乙二醇或二乙二醇。

優(yōu)選的，所述三元醇為丙三醇。

優(yōu)選的，步驟③中真空蒸餾的壓力為0.01～0.06MPa。

一種鎂碳磚用酚醛樹(shù)脂，采用如上所述的制備方法制備而成。

一種鎂碳磚，由上述的酚醛樹(shù)脂，與鎂砂骨料、鎂砂細(xì)粉和石墨混勻，成型而制成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明向常規(guī)方法制備的酚醛樹(shù)脂中加入造紙廢液和醇類(lèi)物質(zhì)，其中由于造紙廢液中30～50wt％的為木質(zhì)素，而木質(zhì)素具有與酚醛樹(shù)脂相似的結(jié)構(gòu)，因此可以部分替代苯酚用于酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)。在酚醛樹(shù)脂體系中加入造紙廢液后，在堿性環(huán)境下，木質(zhì)素的活性點(diǎn)數(shù)目在一定程度上有所增加，并進(jìn)一步參與苯酚與甲醛之間的聚合反應(yīng)，不但提高了酚醛樹(shù)脂的固含量和殘?zhí)悸剩以谝欢ǔ潭壬弦蔡岣吡朔尤?shù)脂的性價(jià)比。而加入的醇類(lèi)物質(zhì)，用來(lái)調(diào)節(jié)所制備的酚醛樹(shù)脂的粘度；由于一元醇的沸點(diǎn)較低，本發(fā)明使用的為高沸點(diǎn)的二元醇或三元醇。

采用本發(fā)明制備的酚醛樹(shù)脂，與鎂砂骨料、鎂砂細(xì)粉、石墨進(jìn)行混合，然后成型處理得到的鎂碳磚，具有良好的機(jī)械性能：耐壓強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度，同時(shí)由于本發(fā)明酚醛樹(shù)脂的制作成本低，從而能大幅度地降低鎂碳磚的生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。

實(shí)施例1

將苯酚、甲醛、氫氧化鈉按物質(zhì)的量比1∶1.5∶0.01加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至60℃，在此溫度范圍內(nèi)恒溫4小時(shí)后，60℃加入苯酚重量20％的造紙廢液，恒溫3小時(shí)后，加入苯酚重量3％的乙二醇，60℃和0.01MPa下脫水至樹(shù)脂粘度為4300MPa·s/25℃。

本實(shí)施例生產(chǎn)出的酚醛樹(shù)脂固含量為75～82％，殘?zhí)悸蕿?5～48％，水分為4～6％，游離酚為7～10％。

實(shí)施例2

將苯酚、甲醛、氫氧化鈣按物質(zhì)的量比1∶1.3∶0.02加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至70℃，在此溫度范圍內(nèi)恒溫3小時(shí)后，70℃加入苯酚重量10％的造紙廢液，恒溫2小時(shí)后，加入苯酚重量2％的丙三醇，70℃和0.06MPa下真空脫水至樹(shù)脂粘度為10000mPa·s/25℃。

本實(shí)施例生產(chǎn)出的酚醛樹(shù)脂固含量為76～83％，殘?zhí)悸蕿?5～50％，水分為4～6％，游離酚為7～10％。

實(shí)施例3