[发明专利]镁碳砖用酚醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其是一种镁碳砖用结合剂一酚醛树脂，及其制备方法。

背景技术

近几年，随着我国钢铁业的迅速发展，每年消耗的耐火材料数量达到1000万吨左右，用后报废的耐火材料至少有400万吨，其中报废的废镁碳砖至少100吨，这些工业垃圾不仅占用了大量的空间，也污染了环境，有许多生产厂家都在设法对这些工业垃圾加以开发应用，公开号为CN101333089A的专利公开了一种以废镁碳砖再生料生产镁碳砖的方法，CN1198420A的专利公开了用废旧镁碳砖生产电熔镁砂的方法，CN1887785A的专利公开了用废旧镁碳砖和铝镁碳砖制备镁阿隆陶瓷材料的方法，CN1772681A的专利公开了废镁碳砖的再生利用方法，这些专利都是对废旧的镁碳砖进行再生利用。

目前国内很多耐火材料厂家为了降低生产成本，尤其是镁碳砖生产厂家，都会采用废旧镁碳砖再生料来部分代替好的原材料的方法来生产镁碳砖。只是目前市场上所使用的结合剂仍是普通的酚醛树脂，利用普通的酚醛树脂生产的此类镁碳砖有一定的缺陷，如打出的砖初始黏结强度低、砖体积密度小、气孔率较大、常温耐压强度、抗折强度低等，此缺陷制约了废旧镁碳砖的再生料的大规模利用，因此开发一种适合废旧镁碳砖再生料制造镁碳砖的生产工艺的酚醛树脂结合剂有很高的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明针对不足，提出一种镁碳砖用酚醛树脂，适用于以废旧镁碳砖再生料为原料制备的镁碳砖，得到的镁碳砖具有初始黏结强度高、砖体积密度大、气孔率较小、常温耐压强度、抗折强度高等优点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种镁碳砖用酚醛树脂，由以下重量百分含量的原料组成：

热固性酚醛树脂    10％～30％

有机溶剂          5％～20％

热塑性酚醛树脂    余量。

优选的，该镁碳砖用酚醛树脂的粘度为5000～30000mPa·s/25℃。

优选的，所述热固性酚醛树脂的粘度为3000～15000mPa·s/25℃。

优选的，所述有机溶剂为乙酸苄酯、碳酸二乙酯、乙二醇单甲酯乙酸酯、乙二醇、草酸二丁酯、戊二酸二甲酯或己二酸二甲酯。

与现有技术相比，本发明酚醛树脂采用热固性酚醛树脂与热塑性酚醛树脂混合组成，其中加入高沸点溶剂来调节所制备的酚醛树脂的粘度，这些物质具有高沸点、挥发性低、溶解力超强、环保型等特点，可以提高酚醛树脂的保湿性能和镁碳砖的初始黏结强度高；热塑性液体酚醛树脂加入热固性液体酚醛树脂中，可以提高树脂固化强度，从而提高镁碳砖的常温耐压强度、抗折强度高。

采用本发明制备的酚醛树脂，与镁砂骨料、废旧镁碳砖再生料、镁砂细粉、石墨进行混合，然后成型处理得到的镁碳砖，具有砖体积密度大、气孔率较小、常温耐压强度、抗折强度高等优点。

本发明还提供了上述酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

①、按以下重量百分比称取各原料：

热固性酚醛树脂    10％～30％

有机溶剂          5％～20％

热塑性酚醛树脂      余量；

②、将步骤①各原料混合，搅拌均匀，即得到镁碳砖用酚醛树脂。

优选的，所述热固性酚醛树脂的制备方法为：将酚和醛按摩尔比1∶1.0～3.0加入反应釜，再加入碱性催化剂，搅拌，升温至60～95℃，且维持1～8小时，减压蒸馏至树脂粘度为3000～15000mPa·s/25℃。

优选的，所述碱性催化剂选自钠、钡、钾的氢氧化物或者碳酸盐，或者氨水、六次甲基四胺的一种或多种。

优选的，所述热塑性酚醛树脂的制备方法为：将苯酚与甲醛按物质的量比为1∶0.5～0.9加入反应釜中，加入酸性催化剂，升温至60～100℃，且恒温1～8小时，常压脱水蒸馏，即得到热塑性酚醛树脂。

优选的，所述酸性催化剂选自盐酸、草酸、磷酸、硫酸、苯磺酸及其烷基取代物或卤代磺酸中的一种或多种。

本发明将热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂与高沸点有机溶剂按配比混匀，即可得到本发明产品，操作过程简单。

本发明还提供了一种镁碳砖，包括上述的酚醛树脂，与镁砂骨料、废旧镁碳砖再生料、镁砂细粉和石墨混匀，成型而制成。

这样制得的镁碳砖具有砖体积密度大、气孔率较小、常温耐压强度、抗折强度高等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。