專利名稱：鎂碳磚用酚醛樹脂及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及耐火材料技術領域，尤其是一種鎂碳磚用結合劑一酚醛樹脂，及其制備方法。
背景技術：
近幾年，隨著我國鋼鐵業(yè)的迅速發(fā)展，每年消耗的耐火材料數(shù)量達到1000萬噸左右，用后報廢的耐火材料至少有400萬噸，其中報廢的廢鎂碳磚至少100噸，這些工業(yè)垃圾不僅占用了大量的空間，也污染了環(huán)境，有許多生產(chǎn)廠家都在設法對這些工業(yè)垃圾加以開發(fā)應用，公開號為CN101333089A的專利公開了一種以廢鎂碳磚再生料生產(chǎn)鎂碳磚的方法， CN1198420A的專利公開了用廢舊鎂碳磚生產(chǎn)電熔鎂砂的方法，CN1887785A的專利公開了用廢舊鎂碳磚和鋁鎂碳磚制備鎂阿隆陶瓷材料的方法，CN1772681A的專利公開了廢鎂碳磚的再生利用方法，這些專利都是對廢舊的鎂碳磚進行再生利用。目前國內很多耐火材料廠家為了降低生產(chǎn)成本，尤其是鎂碳磚生產(chǎn)廠家，都會采用廢舊鎂碳磚再生料來部分代替好的原材料的方法來生產(chǎn)鎂碳磚。只是目前市場上所使用的結合劑仍是普通的酚醛樹脂，利用普通的酚醛樹脂生產(chǎn)的此類鎂碳磚有一定的缺陷，如打出的磚初始黏結強度低、磚體積密度小、氣孔率較大、常溫耐壓強度、抗折強度低等，此缺陷制約了廢舊鎂碳磚的再生料的大規(guī)模利用，因此開發(fā)一種適合廢舊鎂碳磚再生料制造鎂碳磚的生產(chǎn)工藝的酚醛樹脂結合劑有很高的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對不足，提出一種鎂碳磚用酚醛樹脂，適用于以廢舊鎂碳磚再生料為原料制備的鎂碳磚，得到的鎂碳磚具有初始黏結強度高、磚體積密度大、氣孔率較小、常溫耐壓強度、抗折強度高等優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案一種鎂碳磚用酚醛樹脂，由以下重量百分含量的原料組成熱固性酚醛樹脂 10% 30%有機溶劑5% 20%熱塑性酚醛樹脂余量。優(yōu)選的，該鎂碳磚用酚醛樹脂的粘度為5000 30000mPa · s/25°C。優(yōu)選的，所述熱固性酚醛樹脂的粘度為3000 15000mPa · s/25°C。優(yōu)選的，所述有機溶劑為乙酸芐酯、碳酸二乙酯、乙二醇單甲酯乙酸酯、乙二醇、草
酸二丁酯、戊二酸二甲酯或己二酸二甲酯。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明酚醛樹脂采用熱固性酚醛樹脂與熱塑性酚醛樹脂混合組成，其中加入高沸點溶劑來調節(jié)所制備的酚醛樹脂的粘度，這些物質具有高沸點、揮發(fā)性低、溶解力超強、環(huán)保型等特點，可以提高酚醛樹脂的保濕性能和鎂碳磚的初始黏結強度高；熱塑性液體酚醛樹脂加入熱固性液體酚醛樹脂中，可以提高樹脂固化強度，從而提高鎂碳磚的常溫耐壓強度、抗折強度高。采用本發(fā)明制備的酚醛樹脂，與鎂砂骨料、廢舊鎂碳磚再生料、鎂砂細粉、石墨進行混合，然后成型處理得到的鎂碳磚，具有磚體積密度大、氣孔率較小、常溫耐壓強度、抗折強度高等優(yōu)點。本發(fā)明還提供了上述酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟①、按以下重量百分比稱取各原料熱固性酚醛樹脂 10% 30%有機溶劑5% 20%熱塑性酚醛樹脂余量；②、將步驟①各原料混合，攪拌均勻，即得到鎂碳磚用酚醛樹脂。優(yōu)選的，所述熱固性酚醛樹脂的制備方法為將酚和醛按摩爾比1 1.0 3.0加入反應釜，再加入堿性催化劑，攪拌，升溫至60 95°C，且維持1 8小時，減壓蒸餾至樹脂粘度為 3000 15000mPa · s/25°C。優(yōu)選的，所述堿性催化劑選自鈉、鋇、鉀的氫氧化物或者碳酸鹽，或者氨水、六次甲基四胺的一種或多種。優(yōu)選的，所述熱塑性酚醛樹脂的制備方法為將苯酚與甲醛按物質的量比為 1 0.5 0.9加入反應釜中，加入酸性催化劑，升溫至60 100°C，且恒溫1 8小時，常壓脫水蒸餾，即得到熱塑性酚醛樹脂。優(yōu)選的，所述酸性催化劑選自鹽酸、草酸、磷酸、硫酸、苯磺酸及其烷基取代物或鹵代磺酸中的一種或多種。本發(fā)明將熱固性酚醛樹脂、熱塑性酚醛樹脂與高沸點有機溶劑按配比混勻，即可得到本發(fā)明產(chǎn)品，操作過程簡單。本發(fā)明還提供了一種鎂碳磚，包括上述的酚醛樹脂，與鎂砂骨料、廢舊鎂碳磚再生料、鎂砂細粉和石墨混勻，成型而制成。這樣制得的鎂碳磚具有磚體積密度大、氣孔率較小、常溫耐壓強度、抗折強度高等優(yōu)點。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)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(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。實施例1制備熱固樹脂將苯酚、甲醛、氫氧化鈉按物質的量比1 1.5 0.01加入反應釜中，加熱攪拌至60°C，在此溫度范圍內恒溫4小時后，60°C減壓蒸餾至樹脂粘度為 15000mPa · s/25°C。將苯酚與甲醛按物質的量比為1 0.8加入反應釜中，加入鹽酸，升溫至90°C，在此溫度范圍內恒溫1小時后，常壓脫水蒸餾，最后加入總重量10wt%的乙酸芐酯和總重量 30wt%的熱固樹脂調粘度至25000mPa · s/25°C。實施例2制備熱固樹脂將苯酚、甲醛、氫氧化鋇按物質的量比1 2.5 0.02加入反應釜中，加熱攪拌至70°C，在此溫度范圍內恒溫3小時后，70°C減壓蒸餾至樹脂粘度為 IOOOOmPa · s/25°C。將苯酚與甲醛按物質的量比為1 0.9加入反應釜中，加入草酸，升溫至85°C，在此溫度范圍內恒溫2小時后，常壓脫水蒸餾，最后加入總重量5wt%的碳酸二乙酯和總重量 20wt%的熱固樹脂調粘度至15000mPa · s/25°C ；實施例3制備熱固樹脂將苯酚、甲醛、氫氧化鉀按物質的量比1 1. 1 0.01加入反應釜中，加熱攪拌至80°C，在此溫度范圍內恒溫2小時后，80°C減壓蒸餾至樹脂粘度為 8000mPa · s/25°C。將苯酚與甲醛按物質的量比為1 0.7加入反應釜中，加入硫酸，升溫至80°C，在此溫度范圍內恒溫3小時后，常壓脫水蒸餾，最后加入總重量8wt%的乙二醇單甲酯乙酸酯和總重量15wt%的熱固樹脂調粘度至8000mPa · s/25°C。實施例4制備熱固樹脂將苯酚、甲醛、碳酸鈉按物質的量比1 3.0 0.05加入反應釜中，加熱攪拌至60°C，在此溫度范圍內恒溫4小時后，60°C減壓蒸餾至樹脂粘度為 12000mPa · s/25°C。將苯酚與甲醛按物質的量比為1 0.6加入反應釜中，加入對甲苯磺酸，升溫至 70°C，在此溫度范圍內恒溫4小時后，常壓脫水蒸餾，最后加入總重量7wt%的草酸二甲酯和總重量18wt%的熱固樹脂調粘度至IOOOOmPa · s/25°C。實施例5制備熱固樹脂將苯酚、甲醛、氨水按物質的量比1 1.3 0.04加入反應釜中，加熱攪拌至90°C，在此溫度范圍內恒溫1小時后，90°C減壓蒸餾至樹脂粘度為 3000mPa · s/25°C。將苯酚與甲醛按物質的量比為1 0. 5加入反應釜中，加入對磷酸，升溫至80°C， 在此溫度范圍內恒溫6小時后，常壓脫水蒸餾，最后加入總重量9wt%的乙二醇和總重量 13wt%的熱固樹脂調粘度至18000mPa · s/25°C。實施例6制備熱固樹脂將苯酚、甲醛、六次甲基四胺按物質的量比1 1.7 0.15加入反應釜中，加熱攪拌至75°C，在此溫度范圍內恒溫1小時后，75°C減壓蒸餾至樹脂粘度為 3000mPa · s/25°C。將苯酚與甲醛按物質的量比為1 0.5加入反應釜中，加入對苯磺酸，升溫至 75°C，在此溫度范圍內恒溫7小時后，常壓脫水蒸餾，最后加入總重量13wt%的己二酸二甲酯和總重量23wt%的熱固樹脂調粘度至13000mPa · s/25°C。對比實施例將上述實施例1 6所制得的酚醛樹脂，與鎂砂骨料、廢舊鎂碳磚再生料、細粉、石墨等制磚原料混合后壓制成磚坯，再經(jīng)加熱制成鎂碳磚，進行對比實驗，結果見表1和表2。表1鎂碳磚的成分
權利要求
1.一種鎂碳磚用酚醛樹脂，由以下重量百分含量的原料組成熱固性酚醛樹脂 10% 30%有機溶劑5% 20%熱塑性酚醛樹脂余量。
2.如權利要求1所述的鎂碳磚用酚醛樹脂，其特征在于該鎂碳磚用酚醛樹脂的粘度為 5000 30000mPa · s/25°C。
3.如權利要求1所述的鎂碳磚用酚醛樹脂，其特征在于所述熱固性酚醛樹脂的粘度為 3000 15000mPa · s/25°C。
4.如權利要求1所述的鎂碳磚用酚醛樹脂，其特征在于所述有機溶劑為乙酸芐酯、碳酸二乙酯、乙二醇單甲酯乙酸酯、乙二醇、草酸二丁酯、戊二酸二甲酯或己二酸二甲酯。
5.一種鎂碳磚用酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟①、按以下重量百分比稱取各原料熱固性酚醛樹脂 10% 30%有機溶劑5% 20%熱塑性酚醛樹脂余量；②、將步驟①各原料混合，攪拌均勻，即得到鎂碳磚用酚醛樹脂。
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述熱固性酚醛樹脂的制備方法為將酚和醛按摩爾比1 1.0 3.0加入反應釜，再加入堿性催化劑，攪拌，升溫至60 95°C， 且維持1 8小時，減壓蒸餾至樹脂粘度為3000 15000mPa · s/25°C。
7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于所述堿性催化劑選自鈉、鋇、鉀的氫氧化物或者碳酸鹽，或者氨水、六次甲基四胺的一種或多種。
8.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于所述熱塑性酚醛樹脂的制備方法為將苯酚與甲醛按物質的量比為1 0.5 0.9加入反應釜中，加入酸性催化劑，升溫至60 100°C，且恒溫1 8小時，常壓脫水蒸餾，即得到熱塑性酚醛樹脂。
9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于所述酸性催化劑選自鹽酸、草酸、磷酸、 硫酸、苯磺酸及其烷基取代物或鹵代磺酸中的一種或多種。
10.一種鎂碳磚，包括酚醛樹脂，其特征在于所述酚醛樹脂由以下重量百分含量的原料組成熱固性酚醛樹脂 10% 30%有機溶劑5% 20%熱塑性酚醛樹脂余量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂碳磚用酚醛樹脂，由以下重量百分含量的原料組成熱固性酚醛樹脂10％～30％、有機溶劑5％～20％、余量為熱塑性酚醛樹脂。還公開該酚醛樹脂的制備方法和用途。本發(fā)明酚醛樹脂用于制備鎂碳磚制備的結合劑，特別適用于以廢舊鎂碳磚再生料為原料制備的鎂碳磚，能提高鎂碳磚的初始黏結強度和常溫耐壓強度、抗折強度高等性能。
文檔編號C04B35/634GK102219526SQ20111005955
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2011年3月11日
發(fā)明者唐一林, 江成真, 胡偉, 魏務翠 申請人:山東圣泉化工股份有限公司