CN104892009A - 一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。其技术方案是：先将碱溶液与六方氮化硼混合，超声分散0.5~1h，再在40~50℃条件下磁力搅拌2~3h，得到六方氮化硼浆料；然后在50~60℃条件下，将碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料搅拌0.5~1h，得到高体积稳定性不烧滑板用改性树脂。其中：碱溶液与六方氮化硼的质量比为100︰(5~20)；碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料的质量比为100︰(21~24)。本发明具有生产工艺简单、生产成本较低和有利于工业化生产的特点；所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂能改善不烧滑板的高温体积稳定性。

Description

一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法

技术领域

    本发明属于耐火材料用改性酚醛树脂技术领域。具体涉及一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。

背景技术

不烧滑板因力学性能优异、生产环保而广泛用作连铸浇钢的控流元件，但不烧滑板在升温过程中体积收缩大，在使用过程中存在漏钢等安全事故的风险，其主要原因是不烧滑板采用酚醛树脂做结合剂。酚醛树脂虽具有强度大、固定碳率高、在高温下形成牢固的碳结合、与石墨和各种氧化物骨料的结合性好和与焦油沥青相比环境污染少等优点。但是酚醛树脂在升温过程中裂解炭化产生较大的体积收缩，如在800℃时酚醛树脂的线变化率约-15%，所以酚醛树脂作为结合剂使用时会使不烧滑板的高温体积收缩较大。

目前，酚醛树脂的改性方法较多，如“耐火材料用硼改性酚醛树脂结合剂”（CN101693821A）专利技术，该技术采用多硼酸钠改性酚醛树脂，这种改性树脂虽具有较高的残炭率、较低的粘度、耐热性好和抗氧化性强的优点。但该方法不能有效改善树脂的体积收缩。

       另外，用氮化硼改性树脂以提高其性能的方法也较多，如“一种六方氮化硼/热固性树脂复合材料及其制备方法”（CN102516766A）专利技术，该专利技术用二异氰酸酯和二氨基二苯砜对六方氮化硼进行表面处理，与热固性树脂混合均匀后得到六方氮化硼/热固性树脂复合材料。该复合材料具有高导热、低热膨胀系数、低介电损耗的优异性能。该方法的不足在于：使用的有机物改性剂有一定毒性，操作过程比较复杂，限制其大批量生产应用。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产工艺简单、生产成本较低的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的制备方法。用该方法所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂能改善不烧滑板的高温体积稳定性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

先将碱溶液与六方氮化硼混合，超声分散0.5~1h，再在40~50℃条件下磁力搅拌2~3h，得到六方氮化硼浆料；然后在50~60℃条件下，将碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料搅拌0.5~1h，得到高体积稳定性不烧滑板用改性树脂。

其中：碱溶液与六方氮化硼的质量比为100︰(5~20)；碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料的质量比为100︰(21~24)。

所述碱溶液为氢氧化钾、氢氧化钠和氨水溶液中的一种，所述碱溶液的PH值为10~13。

所述六方氮化硼粉体的粒度为3~5 μm。

所述碱木素酚醛树脂的固含量为80~85%。

    本发明制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂作为结合剂使用时，其加入量为不烧滑板的3~5wt%。

       由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比的有益效果在于：

       本发明将碱溶液与六方氮化硼粉体进行搅拌，得到六方碳化硼浆料；再把六方氮化硼浆料与碱木素酚醛树脂混合，使六方氮化硼在碱木素酚醛树脂中分散均匀，不易团聚。故生产工艺简单，成本低廉，有利于工业化生产。

本发明利用加热过程中六方氮化硼与碱木素酚醛树脂裂解释放的小分子CO发生化学反应，产生116%的体积膨胀，从而减少树脂热解时的体积收缩，有效改善了不烧滑板体积稳定性问题。

本发明制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂作为结合剂用于不烧滑板，使用本发明所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2。用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.21%~-0.28%。

    因此，本发明具有生产工艺简单、生产成本较低和有利于工业化生产的特点；所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂能改善不烧滑板的高温体积稳定性。

具体实施方式

       下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制。

    为避免重复，先将本具体实施方式所涉及到的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

所述六方氮化硼粉体的粒度为3~5μm；

所述碱木素酚醛树脂的固含量为80~85%。

实施例1

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。

    先将碱溶液与六方氮化硼混合，超声分散0.5~1h，再在40~50℃条件下磁力搅拌2~3h，得到六方氮化硼浆料；然后在50~60℃条件下，将碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料搅拌0.5~1h，得到高体积稳定性不烧滑板用改性树脂。

其中：碱溶液与六方氮化硼的质量比为100︰(5~10)，所述碱溶液为氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液的PH值为10~11；碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料的质量比为100︰(21~22)。

       本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法是：先将不烧滑板材料的骨料干混2~4min，再加入不烧滑板材料3~5wt%的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂，混和5~8min，然后加入不烧滑板材料的粉料，混和7~10min，压制成型。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.24%~-0.27%。

实施例2

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。除下述技术参数外，其余同实施例1。

    所述碱溶液为氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液的PH值为10~11。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.23%~-0.26%。

实施例3

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。除下述技术参数外，其余同实施例1。

所述碱溶液为氨水溶液，氨水溶液的PH值为10~11。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.25%~-0.28%。

实施例4

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。先将碱溶液与六方氮化硼混合，超声分散0.5~1h，再在40~50℃条件下磁力搅拌2~3h，得到六方氮化硼浆料；然后在50~60℃条件下，将碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料搅拌0.5~1h，得到高体积稳定性不烧滑板用改性树脂。

其中：碱溶液与六方氮化硼的质量比为100︰(10~15)，所述碱溶液为氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶的PH值为11~12；碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料的质量比为100︰(22~23)。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.21%~-0.24%。

实施例5

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。除下述技术参数外，其余同实施例4。

    所述碱溶液为氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液的PH值为11~12。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.19%~-0.23%。

实施例6

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。除下述技术参数外，其余同实施例4。

所述碱溶液为氨水溶液，氨水溶液的PH值为11~12。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.21%~-0.25%。

实施例7

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。先将碱溶液与六方氮化硼混合，超声分散0.5~1h，再在40~50℃条件下磁力搅拌2~3h，得到六方氮化硼浆料；然后在50~60℃条件下，将碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料搅拌0.5~1h，得到高体积稳定性不烧滑板用改性树脂。

其中：碱溶液与六方氮化硼的质量比为100︰(15~20)，所述碱溶液为氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶的PH值为12~13；碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料的质量比为100︰(23~24)。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.15%~-0.18%。

实施例8

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。除下述技术参数外，其余同实施例7。

    所述碱溶液为氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液的PH值为12~13。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.15%~-0.17%。

实施例9

       一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。除下述技术参数外，其余同实施例7。

所述碱溶液为氨水溶液，氨水溶液的PH值为12~13。

    本实施例所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的使用方法同实施例1。使用本实施例所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.17%~-0.20%。

    本具体实施方式与现有技术相比的有益效果在于：

       本具体实施方式将碱溶液与六方氮化硼粉体进行搅拌，得到六方碳化硼浆料；再把六方氮化硼浆料与碱木素酚醛树脂混合，使六方氮化硼在碱木素酚醛树脂中分散均匀，不易团聚。故生产工艺简单，成本低廉，有利于工业化生产。

本具体实施方式利用加热过程中六方氮化硼与碱木素酚醛树脂裂解释放的小分子CO发生化学反应，产生116%的体积膨胀，从而减少树脂热解时的体积收缩，有效改善了不烧滑板体积稳定性问题。

本具体实施方式制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂作为结合剂用于不烧滑板，使用本具体实施方式所制备的不烧滑板制品经180℃×24h固化后的长度为L1，再将固化后的制品经埋碳800℃×3h处理后的长度为L2，然后用(L2-L1)/L1×100%的方法计算线变化率为：-0.21%~-0.28%。

    因此，本具体实施方式具有生产工艺简单、生产成本较低和有利于工业化生产的特点；所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂能改善不烧滑板的高温体积稳定性。

Claims (5)

1.一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的制备方法，其特征在于所述制备方法是：

先将碱溶液与六方氮化硼混合，超声分散0.5~1h，再在40~50℃条件下磁力搅拌2~3h，得到六方氮化硼浆料；然后在50~60℃条件下，将碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料搅拌0.5~1h，得到高体积稳定性不烧滑板用改性树脂；

其中：碱溶液与六方氮化硼的质量比为100︰(5~20)，碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料的质量比为100︰(21~24)。

2.根据权利要求1所述的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的制备方法，其特征在于所述碱溶液为氢氧化钾、氢氧化钠和氨水溶液中的一种，所述碱溶液的PH值为10~13。

3.根据权利要求1所述的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的制备方法，其特征在于所述六方氮化硼粉体的粒度为3~5μm。

4.根据权利要求1所述的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的制备方法，其特征在于所述碱木素酚醛树脂的固含量为80~85%。

5.一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂，其特征在于所述高体积稳定性不烧滑板用改性树脂是根据权利要求1~4项中任一项所述的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂的制备方法所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂。