[發明專利]耐火磚用酚醛樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201110219844.1
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102276957A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 唐一林;江成真;魏務翠;梁靜翠
• 申請（專利權）人: 山東圣泉化工股份有限公司
• 主分類號: C08L61/10
• 分類號: C08L61/10;C08L71/00;C08G8/10;C04B35/66
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱建新;逯長明

技術領域

本發明涉及酚醛樹脂技術領域，尤其是耐火磚用酚醛樹脂的制備方法，以及由該制備方法得到的酚醛樹脂。

背景技術

在鎂碳磚、鎂鈣碳磚、鎂鋁碳磚等耐火磚制品的生產過程中，樹脂結合劑占非常重要的地位，其對坯料的混煉、成型性能以及制品的顯微結構都有很大影響。這就要求結合劑對耐火氧化物有很好的潤濕性和保濕性，同時在高溫下能與石墨形成很好的碳結合。因為具有良好的潤濕性和保濕性，合適的粘度和燒結過程中不產生水的結合劑，可以提高坯料的混料質量和磚坯的體積密度。此外，良好的潤濕性也使結合劑均勻地分布在顆粒及石墨的表面，盡可能形成連續網絡，且炭化后可形成連續的結合碳骨架，有利于制品的強度及抗侵蝕性。

目前現有的樹脂結合劑生產耐火磚時，由于液體樹脂對坯料的包裹性不是很理想，所用溶劑也易揮發，均導致坯料的潤濕性不好，在此情況下，較低的游離酚也會使坯料潤濕性較差，混合坯料時保濕性不好，不利于成型易產生裂紋、層裂且制品不耐沖刷。

發明內容

本發明針對不足，提出一種耐火磚用酚醛樹脂的制備方法，得到的酚醛樹脂中含有不易揮發且對坯料具有很好浸潤性的添加劑，可以有效提高坯料的潤濕性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：一種耐火磚用酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟：

①、分別稱取酚、醛和酸性催化劑，三者的摩爾比為1∶0.5～0.8∶0.002～0.015；

②、向反應釜中加入酚、酸性催化劑和部分醛，攪拌均勻；升溫至75～80℃，保溫1～1.5h；

③、將剩余的醛加入反應釜中，升溫至95～100℃，保溫1～1.5h；

④、步驟③反應物料進行真空脫水，至水含量低于0.3％；

⑤、步驟④脫水后的物料中加入占酚30％～60wt％的添加劑，混合均勻；所述添加劑選自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚丙二醇200，聚丙二醇400、聚丙二醇600中一種或兩種。

優選的，所述酚選自苯酚、鄰苯二酚、間甲苯酚、對苯二酚、間苯二酚、鄰甲苯酚中一種或兩種。

優選的，所述酸性催化劑為鹽酸、硫酸、對甲苯磺酸、草酸、磷酸、苯甲酸或苯磺酸。

優選的，所述醛選自甲醛、多聚甲醛、糠醛、乙醛中一種或兩種。

優選的，步驟②加入的部分醛占醛總量的50％。

本發明在制備的酚醛樹脂的過程中，加入了低分子量聚醇醚類聚合物：聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚丙二醇200，聚丙二醇400、聚丙二醇600中一種或兩種，其中由于該聚合物鏈具有柔順性，該添加劑能使結合劑均勻地分布在顆粒及石墨的表面，盡可能形成連續網絡，從而更好的促進樹脂對坯料的包裹作用，使得混合坯料具備高潤濕性和高保濕性，可提高耐火磚坯料的混煉質量，可有效防止產生裂紋，有利于成型。

采用本發明制備的酚醛樹脂與鎂砂骨料、鎂砂細粉、石墨進行混合，然后成型處理得到的鎂碳磚；由于使用上述方法得到的液體酚醛樹脂，對耐火原料有很好的潤濕性和保濕性，制得耐火磚成型性好不易產生裂紋，且該添加劑能使結合劑均勻地分布在顆粒及石墨的表面，盡可能形成連續網絡，且炭化后可形成連續的結合碳骨架，使得耐火磚的耐壓強度和高溫抗折強度都較高，體積密度大且體積膨脹率小。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。

實施例1

將苯酚、甲醛、氫氧化鈉按物質的量比1∶0.33∶0.01加入反應釜中，加熱攪拌至75℃，在此溫度范圍內恒溫1.5h后，補加剩余的甲醛，1h內加完，再將溫度升至100℃，恒溫1h；然后加入苯酚重量30％的聚乙二醇200，最后60℃和0.01MPa下脫水至樹脂粘度為10000MPa·s/25℃。

本實施例生產出的酚醛樹脂固含量為85％，殘碳率為42％，游離酚為4～6％，水分為0.4％。

實施例2

將苯酚、甲醛、氫氧化鈉按物質的量比1∶0.33∶0.01加入反應釜中，加熱攪拌至80℃，在此溫度范圍內恒溫1h后，補加剩余的甲醛，1h內加完，再將溫度升至95℃，恒溫1.5h；然后加入苯酚重量40％的聚乙二醇400，最后60℃和0.01MPa下脫水至樹脂粘度為9000MPa·s/25℃。

本實施例生產出的酚醛樹脂固含量為64％，殘碳率為55％，游離酚為2～3％，水分為0.3％。

實施例3