專利名稱:耐火材料用結(jié)合劑-新型酚系樹脂的制作方法
本發(fā)明屬耐火材料用的有機(jī)結(jié)合劑。
目前用于制造MgO-C磚等含碳耐火材料的結(jié)合劑主要是酚醛樹脂，以質(zhì)量最好的日本研制的酚樹脂(特公昭57-137312)為例，存在著反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。需要經(jīng)真空脫水，設(shè)備生產(chǎn)能力低，要有廢水處理裝置等缺點(diǎn)。而生產(chǎn)固態(tài)甲階型樹脂，不僅過(guò)程更為復(fù)雜，而且不易掌握。
本發(fā)明所開發(fā)的耐火材料用的新型結(jié)合劑是通過(guò)酚系化合物與固體亞甲基載體合成的甲階型酚系樹脂，主要用作制造鎂碳磚、鋁碳磚或碳化硅、二氧化硅等為骨材的不燒結(jié)或燒結(jié)的耐火材料或保溫材料。
合成本樹脂所采用的酚系化合物，包括工業(yè)酚、廢水脫酚回收的精制粗酚(脫水去渣后)，酚與甲酚的混合物及混甲酚(特別是間一、對(duì)一甲酚);所采用的固體亞甲基載體為六亞甲基四胺(簡(jiǎn)稱六胺)。
本發(fā)明所采用的制作條件其反應(yīng)是在催化劑(少量水或氨水)存在下，通過(guò)六胺的水解進(jìn)而與酚系化合物合成甲階型酚樹脂，其狀態(tài)為液態(tài)或固態(tài)。
本發(fā)明所采用的配比為酚系化合物與六胺中亞甲基的摩爾數(shù)之比為1∶0.5～1∶1.2之間。
本發(fā)明加催化劑量為六胺量的10%～100%，加催化劑的方式為一次或多次加入，反應(yīng)溫度為80℃～160℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5分～2小時(shí)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間短，設(shè)備投資省。操作簡(jiǎn)便，單位設(shè)備的生產(chǎn)能力比傳統(tǒng)的酚醛樹脂高6～12倍。
該產(chǎn)品可以固態(tài)形式或溶液形式產(chǎn)出，按常規(guī)的方法使用于制磚工藝過(guò)程。
此外，由于本發(fā)明所述的反應(yīng)條件，決定了該樹脂是屬于甲階型的，其平均分子量約為300，因此當(dāng)其配成高濃度的溶液時(shí)，仍具有良好的流動(dòng)性，即使在酚類化合物與六胺中亞甲基的摩爾比達(dá)1∶0.9～1∶1.2時(shí)仍然如此，而由熱塑性酚醛樹脂(分子量為700～1000)所配制成的66.7%的酒精溶液其粘度明顯偏高(見表1)。這樣本樹脂便可以以高濃度溶液的形式進(jìn)行制磚混料，在樹脂液使用量相同的條件下，本樹脂較熱塑性樹脂的有效成分高。制品中用以形成碳骨架的殘?zhí)苛吭龈撸率怪破访芏仍龈?，氣孔率下降，?qiáng)度增高。再者，當(dāng)酚為六胺中亞甲基的摩爾比僅為1∶0.58所制成的濃度為75%的樹脂液，在我國(guó)東北地區(qū)的冬季使用時(shí)，亦顯示了良好成型性與粘結(jié)性。
表1商品本發(fā)明樹脂 R-12 R-9 R-7 R-6 熱塑性酚醛樹脂摩爾比＊1∶12 1∶09 1∶07 1∶06 1∶0.8濃度% 80 80 80 80 66.7粘度＊＊25.5 25.8 26.3 24.0 120-127＊摩爾比-酚系化合物與六胺中亞甲基或甲醛的摩爾數(shù)之比;
＊＊于40℃下測(cè)得的恩氏粘度。
實(shí)施例1，在代有抽氣裝置的容積為1000毫升的反應(yīng)器中，加入含酚50%的酚、甲酚混合物700克，邊加熱邊攪拌下加入六胺。其量為酚類化合物與六胺中亞甲基的摩爾比為1∶1。待六胺溶解后，加入適量催化劑，繼續(xù)抽氣，于反應(yīng)溫度下反應(yīng)1分鐘后，倒入工業(yè)乙醇130g，冷卻至45℃時(shí)，得到樹脂液936克，將該樹脂(未加工業(yè)酒精)于175℃處理7分鐘后，測(cè)到其殘?zhí)悸?900℃下處理7分鐘)為46.5%，將上述樹脂液的濃度調(diào)整為80%后，分別配入含石墨15%與20%的燒結(jié)鎂砂(氣孔率8%)中，配入量分別為6.8%與7%，混捏30分鐘，于1000kg/cm2壓力下成型，經(jīng)300℃熱處理后，其制品的質(zhì)量指標(biāo)見表2。
表2制品中石 氣孔率 體積密度 耐壓強(qiáng)度 抗折強(qiáng)度(于1200℃下墨含量，% % 克/厘米3公斤/厘米2處理30分鐘)，公斤/厘米215 5.50 2.75 511 14620 5.88 2.68 426 133實(shí)施例2，于1500立升代抽氣、攪拌裝置的反應(yīng)釜中，投入工業(yè)酚1000公斤，加入摩爾比為1∶0.58的六胺及一定量的水，于加熱、攪拌、抽氣(用稀酸或水吸收排出的氨氣)下，在一定的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)30～40分鐘，繼續(xù)攪拌、抽氣，至冷卻到70～60℃，得到液態(tài)樹脂，其收率為酚加六胺量的93.7%。于該樹脂中加入12%的六胺，于200℃處理后，測(cè)得其殘?zhí)悸蕿?5%。將上述樹脂配成濃度為75%的乙醇液，測(cè)得其恩氏粘度為14。
用上述濃度為75%的樹脂液做磚，樹脂液加入量為鎂砂、石墨量的5.8%，鎂砂與石墨量之比為85∶15。外加金屬添加物A、B，各占3%，于室溫低于10℃下，混捏30分鐘，于低于900。公斤/厘米2壓力下成型，經(jīng)熱處理后，制得爐外精煉用鎂碳磚，其氣孔率為2.87%，體積密度2.87克/厘米3，耐壓強(qiáng)度560公斤/厘米2，抗折強(qiáng)度(1200℃，30分鐘)190公斤/厘米2。
實(shí)施例3，酚類化合物與六胺中亞甲基的摩爾比為1∶1.0～1.2的條件下，加入適量的水。于反應(yīng)溫度下反應(yīng)10-20分鐘后，于某一溫度下脫氣干燥1小時(shí)，得到固態(tài)熱固性酚樹脂。
權(quán)利要求
1.一種用于耐火材料的由酚與亞甲基載體制作的粘結(jié)劑，其特征在于所述的粘結(jié)劑是通過(guò)酚系化合物與固體亞甲基載體合成的甲型酚系樹脂。其中酚系化合物包括工業(yè)酚、廢水脫酚回收的精制粗酚，酚與甲酚的混合物及混甲酚固體亞甲基載體為六亞甲基四胺。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的粘結(jié)劑，其特征在于該粘結(jié)劑的配方為酚系化合物與六胺中亞甲基的摩爾數(shù)之比是1∶0.5～1∶1.2之間。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)2所述的粘結(jié)劑，其特征在于該粘結(jié)劑反應(yīng)條件是在催化劑為水或氨水的存在下進(jìn)行，催化劑量為六胺量的10%～100%，加催化劑的方式為一次或多次，反應(yīng)溫度為80℃～160℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5分～2小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)限1、2、3所述的粘結(jié)劑，其特征在于用上述方法制作的粘結(jié)劑產(chǎn)品。
專利摘要
本發(fā)明屬于耐火材料用的有機(jī)結(jié)合劑。
文檔編號(hào)C04B26/02GK85105521SQ85105521
公開日1986年7月2日 申請(qǐng)日期1985年7月17日
發(fā)明者何中虹 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan