專(zhuān)利名稱(chēng)：一種改性酚醛樹(shù)脂及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于酚醛樹(shù)脂技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種利用煤焦油或煤焦油組分生產(chǎn)改性酚醛樹(shù)脂的方法。
背景技術(shù)：
酚醛樹(shù)脂由于原料易得、耐熱性好，廣泛應(yīng)用于含碳耐火制品，如鎂碳、鋁鎂碳、鋁碳、鎂鈣碳等制品。但是普通酚醛樹(shù)脂分子中的酚羥基和亞甲基易氧化，使其耐熱性受到影向。另一方面，樹(shù)脂結(jié)合材質(zhì)在實(shí)際使用時(shí)難以形成結(jié)合碳，因此，樹(shù)脂結(jié)合材質(zhì)比碳結(jié)合材質(zhì)易于氧化。對(duì)于酚醛樹(shù)脂的炭化產(chǎn)物，因?yàn)榉尤?shù)脂是典型的熱硬性樹(shù)脂，在固相中進(jìn)行炭化，炭化產(chǎn)物通常是各向同性的玻璃狀碳，經(jīng)高溫處理后也難以石墨化，且炭化產(chǎn)物中留有大量的微細(xì)氣孔結(jié)構(gòu)，所以抗氧化能力一般比碳質(zhì)結(jié)合材質(zhì)(易石墨化碳)差。
近年來(lái)，鎂碳磚一般采用液體酚醛樹(shù)脂作結(jié)合劑，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的結(jié)合劑有L872熱固性酚醛樹(shù)脂(喻丹芬，彭喧鈞，何中虹.L872熱固性酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑的研制及其物化性能的研究[J].武漢鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào)，1990，13(2)143-152)、FT型無(wú)水結(jié)合劑(王艷華，周艷君，何君秋等，F(xiàn)T型無(wú)水結(jié)合劑的研制，燃料與化工，1999，30(2)71-73)和LW901無(wú)水樹(shù)脂(宋玉琴，陳志.LW901無(wú)水樹(shù)脂結(jié)合劑的研制[J].耐火材料，1991，25(4)221-224)等。但都以苯酚為原料，結(jié)合劑的價(jià)格均較高。
表1 幾種牌號(hào)樹(shù)脂的主要質(zhì)量指標(biāo)

三、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、投資少、抗氧化性好、能提高樹(shù)脂的耐熱性、降低生產(chǎn)成本的改性酚醛樹(shù)脂及其生產(chǎn)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是將苯酚、甲醛、煤焦油或煤焦油組分、催化劑按重量百分比為1/0.35～0.50/0.1～0.45/0.015～0.075加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至80～90℃時(shí)，保溫3～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水；再加熱至90～110℃，保溫2～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下再真空脫水。
所述的催化劑為20～40％氫氧化鈉溶液。煤焦油為高溫?zé)o水煤焦油，煤焦油組分為酚油、萘油、蒽油I、蒽油II、洗油、煤瀝青中的一種。
由于采用上述技術(shù)方案，煤焦油或煤焦油組分中的多環(huán)芳烴與酚、甲醛縮合，各縮合產(chǎn)物均可進(jìn)一步縮合生成體型結(jié)構(gòu)大分子，因而可提高酚醛樹(shù)脂的耐熱性。引入廉價(jià)的煤焦油或煤焦油組分生產(chǎn)的改性酚醛樹(shù)脂工藝簡(jiǎn)單，投資少，抗氧化性好，不用添加防氧化劑，樹(shù)脂成本顯著降低。各項(xiàng)性能均能達(dá)到耐火材料使用的要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種利用煤焦油生產(chǎn)改性酚醛樹(shù)脂的方法，將苯酚、甲醛、煤焦油和濃度為20～40％氫氧化鈉溶液催化劑按重量百分比為1/0.35～0.48/0.1～0.4/0.025～0.075加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至80～90℃時(shí)，保溫3～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水；再加熱至60～90℃，保溫2～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水，然后加入無(wú)水溶劑把改性酚醛樹(shù)脂的粘度調(diào)至20～30Pa·s。
本實(shí)施例生產(chǎn)的煤焦油改性酚醛樹(shù)脂的固含量為89.0～98.0％，殘?zhí)紴?0.0～45.0％，水分小于1.5％，游離酚小于3.0％，熱分解溫度高達(dá)為769.1℃，樹(shù)脂碳氧化溫度峰值為865.8℃。
實(shí)施例2一種利用洗油生產(chǎn)改性酚醛樹(shù)脂的方法，將苯酚、甲醛、洗油和濃度為20～40％氫氧化鈉溶液催化劑按重量百分比為1/0.35～0.48/0.10～0.25/0.03～0.06加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至80～90℃時(shí)，保溫3～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水；再加熱至60～90℃，保溫2～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水，然后加入無(wú)水溶劑把改性酚醛樹(shù)脂的粘度調(diào)至20～30Pa·s。
本實(shí)施例生產(chǎn)的洗油改性酚醛樹(shù)脂的固含量為89.0～98.0％，殘?zhí)紴?0.0～43.0％，水分小于1.5％，游離酚小于3.0％，熱分解溫度高達(dá)為637.5℃，樹(shù)脂碳氧化溫度峰值為861.8℃。
實(shí)施例3一種利用蒽油生產(chǎn)改性酚醛樹(shù)脂的方法，將苯酚、甲醛、蒽油和濃度為20～40％氫氧化鈉溶液催化劑按重量百分比為1/0.35～0.48/0.10～0.20/0.03～0.06加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至80～90℃時(shí)，保溫3～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水；再加熱至60～90℃，保溫2～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水，然后加入無(wú)水溶劑把改性酚醛樹(shù)脂的粘度調(diào)至20～30Pa·s。
本實(shí)施例生產(chǎn)的蒽油改性酚醛樹(shù)脂的固含量為95.0～98.0％，殘?zhí)紴?9.0～43.0％，水分小于1.5％，游離酚小于3.0％，熱分解溫度高達(dá)為639.1℃，樹(shù)脂碳氧化溫度峰值為845.7℃。
實(shí)施例4一種利用煤瀝青生產(chǎn)改性酚醛樹(shù)脂的方法，將苯酚、甲醛、煤瀝青和濃度為20～40％氫氧化鈉溶液催化劑按重量百分比為1/0.35～0.48/0.10～0.40/0.03～0.06加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至80～90℃時(shí)，保溫3～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水；再加熱至60～90℃，保溫2～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水，然后加入無(wú)水溶劑把改性酚醛樹(shù)脂的粘度調(diào)至20～30Pa·s。
本實(shí)施例生產(chǎn)的煤瀝青改性酚醛樹(shù)脂的固含量為95.0～98.0％，殘?zhí)紴?2.0～47.0％，水分小于1.5％，游離酚小于3.0％，熱分解溫度高達(dá)為761.3℃，樹(shù)脂碳氧化溫度峰值為869.8℃。
權(quán)利要求
1.一種改性酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)方法，其特征在于將苯酚、甲醛、煤焦油或煤焦油組分、催化劑按重量百分比為1/0.35～0.50/0.1～0.45/0.015～0.075加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至80～90℃時(shí)，保溫3～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下真空脫水；再加熱至90～110℃，保溫2～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085Mpa條件下再真空脫水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的催化劑為20～40％氫氧化鈉溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的煤焦油為高溫?zé)o水煤焦油；煤焦油組分為酚油、萘油、蒽油I、蒽油II、洗油、煤瀝青中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的改性酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的改性酚醛樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用煤焦油或煤焦油組分生產(chǎn)改性酚醛樹(shù)脂的方法。其技術(shù)方案是將苯酚、甲醛、煤焦油或煤焦油組分、濃度為20～40％氫氧化鈉溶液按重量百分比為1/0.35～0.50/0.1～0.45/0.015～0.075加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌至80～90℃時(shí)，保溫3～4小時(shí)，在60～90℃、0.080～0.085MPa條件下真空脫水；再加熱至90～110℃，保溫2～4小時(shí)，在0.080～0.085MPa條件下再真空脫水。本發(fā)明可提高酚醛樹(shù)脂的耐熱性，引入廉價(jià)的煤焦油或煤焦油組分生產(chǎn)的改性酚醛樹(shù)脂工藝簡(jiǎn)單、投資少、抗氧化性好、不用添加防氧化劑、生產(chǎn)成本可顯著降低。各項(xiàng)性能均能達(dá)到耐火材料的使用要求。
文檔編號(hào)C08G8/00GK1693331SQ20051001894
公開(kāi)日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者伍林, 歐陽(yáng)兆輝, 曹淑超, 易德蓮, 秦曉蓉, 王艷, 連蘭 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)