CN105801145A - 一种有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖、生产方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖、生产方法与应用。该滑板砖由下述重量配比的原料组成：骨料60～70％、粉料15～30％、碳素材料2～8％、抗氧化剂5.5～16％、0～2％的白炭黑作为添加剂，外加4～6％的有机硅改性酚醛树脂作为结合剂。本发明生产的滑板砖，进行多次试生产和试用，不需要埋碳保护烧成、沥青浸渍和干馏，产品合格率比烧成滑板高，并在钢包的滑动水口上进行了试用，不产生有害烟气，整个生产和试用效果都较好，不差于烧成滑板砖使用效果，且用后滑板砖裂纹和断裂现象显著减少；用后板面平整，侵蚀扩孔小，连用次数与安全性较高。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种滑板砖、生产方法以及该滑板砖在滑动水口及其快换系统中的应用。
背景技术
传统的烧成滑板砖需要在匣钵中埋碳或保护烧成，为延长产品保质期，烧后需浸渍沥青和干馏等工艺过程，因生产工序多、流程长、能耗高、周期长，产品保质期短、合格率低、成本高，同时烧成、浸渍沥青过程作业环境差，劳动强度大、环境污染严重。
目前有关文献和专利报道的不烧滑板砖主要有金属结合不烧滑板砖、硼改性酚醛树脂结合不烧滑板砖、纳米二氧化硅物理复合酚醛树脂结合不烧滑板砖等。金属结合不烧滑板砖主要通过生成表面致密层来提高使用效果，中温强度偏低的情况有所改善，但是金属加入量大，生产成本增加，且生产工艺复杂；复合树脂结合不烧滑板砖利用了不同细粉或树脂的物化性质，形成优势互补，改善了中温强度，机理与改性酚醛树脂基本一致，但是在使用过程中会产生有害烟气；硼改性酚醛树脂结合不烧滑板砖性能提高了，但生产成本极大增加。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖，产品中温机械强度不下降，随温度升高，强度梯度较缓和，抗热震性较好，产品使用寿命不差于同材质烧成滑板砖，抗侵蚀性好，用后不拉毛，使用过程中不产生有害烟气。
为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖，它由下述重量配比的原料组成：骨料60～70％、粉料15～30％、碳素材料2～8％、抗氧化剂5.5～16％、0～2％的白炭黑作为添加剂，外加4～6％的有机硅改性酚醛树脂作为结合剂，其中所述的骨料为板状刚玉的颗粒料，所述的粉料为板状刚玉、白刚玉和锆刚玉中的一种或几种的细粉和α-Al2O3微粉，所述的碳素材料为鳞片石墨和超细石墨，所述的抗氧化剂为金属铝粉、碳化硼和金属硅粉。
在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，可选的，所述骨料的颗粒粒径为5～0.1mm；所述板状刚玉、白刚玉和锆刚玉细粉的粒径＜0.064mm，α-Al2O3微粉的粒径≤5μm；所述碳素材料的粒度＜100目且C≥96％；所述白炭黑的粒径＜0.044mm；所述防氧化剂的粒度＜0.074mm。
在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，可选的，所述板状刚玉含有Al2O3≥98.5％，PH值呈中性，有效粒度含量≥90％。
在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，可选的，所述粉料中的板状刚玉、白刚玉和锆刚玉总量细粉15～25％、α-Al2O3微粉0～5％。
在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，可选的，所述的碳素材料中的鳞片石墨2～5％、超细石墨0～3％。
在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，可选的，所述的抗氧化剂中的金属铝粉5～8％、碳化硼0.5～3％和金属硅粉0～5％。
本发明还提供了一种上述有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法，包括以下具体步骤：
步骤S1配料：按照滑板砖原料组成的重量配比配料：骨料60～70％、粉料15～25％、碳素材料2～8％、抗氧化剂5.5～16％、0～2％的白炭黑作为添加剂，外加4～6％的有机硅改性酚醛树脂作为结合剂，其中所述的骨料为板状刚玉的颗粒料，所述的粉料为板状刚玉、白刚玉和锆刚玉中的一种或几种的细粉和α-Al2O3微粉，所述的碳素材料为鳞片石墨和超细石墨，所述的抗氧化剂为金属铝粉、碳化硼和金属硅粉；
步骤S2预混：对滑板砖原料中的粉料进行预混40～50min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
步骤S3混碾：先加入颗粒料，混碾1～2分钟后，加占总加入量30～50％有机硅改性酚醛树脂润湿颗粒料，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的有机硅改性酚醛树脂，总混碾时间为50～70min，泥料粒度无明显偏析、结团、白料、团聚等不良现象，且有一定的流动性；
步骤S4成型：按照工艺图纸和工艺规程要求选择压机类型和成型参数进行生产，控制砖坯的尺寸、飞边、缺损、麻皮、层裂外观质量，对成型后滑板砖坯做好工号标记，码放整齐；
步骤S5热处理：滑板砖坯在180～300℃温度下共热处理36～48h，然后出干燥器、冷却；
步骤S6精加工：对经过热处理的滑板砖的滑动面采用平面磨床进行加工，控制好厚度尺寸，平整度达到规定要求后涂抹高温润滑剂，有效减少滑板砖滑动面之间的摩擦力；
步骤S7检验、包装：经检验合格后，装入包装箱，并做好标识。
进一步的，在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法中，所述骨料的颗粒粒径为5～0.1mm；所述板状刚玉、白刚玉和锆刚玉细粉的粒径＜0.064mm，α-Al2O3微粉的粒径≤5μm；所述碳素材料的粒度＜100目且C≥96％；所述白炭黑的粒径＜0.044mm；所述防氧化剂的粒度＜0.074mm。
进一步的，在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法中，所述板状刚玉含有Al2O3≥98.5％，PH值呈中性，有效粒度含量≥90％。
进一步的，在上述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法中，所述粉料中的板状刚玉、白刚玉和锆刚玉总量细粉15～25％、α-Al2O3微粉0～5％；所述的碳素材料中的鳞片石墨2～5％、超细石墨0～3％；所述的抗氧化剂中的金属铝粉5～8％、碳化硼0.5～3％和金属硅粉0～5％。
与现有技术相比，本发明能实现的有益效果至少包括以下几个方面：
1)、本发明的滑板砖的生产方法采用优质板状刚玉骨料是优质滑板的基本保证，起支撑作用；刚玉类细粉是滑板基质的主要成分；鳞片石墨具有较好抗渣性；合理的颗粒级配有利于提高该滑板砖的致密性、均匀性和加工性；添加金属铝粉、金属硅粉、碳化硼有利于增加制品的韧性和抗氧化性；采用有机硅改性酚醛树脂作结合剂，利用有机硅改性酚醛树脂的中温(500～800℃)结合特性，能保持制品的中温耐压强度不降低，此外在高温下，改性酚醛树脂中的硅树脂、白炭黑、超细石墨等高活性添加剂可原位生成SiC晶须等，可进一步提高滑板砖的韧性和体积稳定性；
2)、本发明生产的滑板砖，进行多次试生产和试用，不需要埋碳保护烧成、沥青浸渍和干馏，产品合格率比烧成滑板砖高，并在钢包的滑动水口上进行了试用，不产生有害烟气，整个生产和试用效果都较好，不差于烧成滑板砖使用性能，且用后滑板砖横向裂纹和断裂现象显著减少；用后板面平整，侵蚀扩孔小，连用次数与安全性较高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
本发明的一种有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖，按照表1重量配比的原料组成：板状刚玉65％、板状刚玉、白刚玉和锆刚玉总量细粉21％、α-Al2O3微粉2％、鳞片石墨2％、超细石墨0.5％、金属铝粉5％、碳化硼1.5％和金属硅粉2％、白炭黑1％，外加有机硅改性酚醛树脂6％。
在本实施例中，可选的，所述板状刚玉含有Al2O3为99.5％，PH值呈中性，有效粒度含量为95％。
本发明还提供了一种上述有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法，包括以下具体步骤：
步骤S1配料：按照滑板砖原料组成的重量配比配料：
步骤S2预混：对滑板砖原料中的粉料进行预混40min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
步骤S3混碾：先加入颗粒料，混碾1分钟后，加占总加入量30％有机硅改性酚醛树脂润湿颗粒料，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的有机硅改性酚醛树脂，总混碾时间为70min，泥料粒度无明显偏析、结团、白料、团聚等不良现象，且有一定的流动性；
步骤S4成型：按照工艺图纸和工艺规程要求选择压机类型和成型参数进行生产，控制砖坯的尺寸、飞边、缺损、麻皮、层裂外观质量，对成型后滑板砖坯做好工号标记，码放整齐；
步骤S5热处理：滑板砖坯在300℃温度下共干燥48h，然后出干燥器、冷却；
步骤S6精加工：对经过热处理的滑板砖的滑动面采用平面磨床进行加工，控制好厚度尺寸，平整度达到规定要求后涂抹高温润滑剂，有效减少滑板砖滑动面之间的摩擦力；
步骤S7检验、包装：经检验合格后，装入包装箱，并做好标识。
本实施例的滑板砖的理化指标见表2。
实施例2
本实施例与实施例基本相同，其具体原料组成见表1，本实施例的滑板砖的理化指标见表2。
实施例3
本实施例与实施例基本相同，其具体原料组成见表1，本实施例的滑板砖的理化指标见表2。
实施例4
本实施例与实施例基本相同，其具体原料组成见表1，本实施例的滑板砖的理化指标见表2。
实施例5
本实施例与实施例基本相同，其具体原料组成见表1，本实施例的滑板砖的理化指标见表2。
实施例6
本实施例与实施例基本相同，其具体原料组成见表1，本实施例的滑板砖的理化指标见表2。
表1本发明各实施例原料组成
表2本发明各实施例滑板砖的理化指标
Claims (10)
1.一种有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖，其特征在于，它由下述重量配比的原料组成：骨料60～70％、粉料15～30％、碳素材料2～8％、抗氧化剂5.5～16％、0～2％的白炭黑作为添加剂、4～6％的有机硅改性酚醛树脂作为结合剂，其中所述的骨料为板状刚玉的颗粒料，所述的粉料为板状刚玉、白刚玉和锆刚玉中的一种或几种的细粉和α-Al2O3微粉，所述的碳素材料为鳞片石墨和超细石墨，所述的抗氧化剂为金属铝粉、碳化硼和金属硅粉。
2.根据权利要求1所述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，其特征在于，所述骨料的颗粒粒径为5～0.1mm；所述板状刚玉、白刚玉和锆刚玉细粉的粒径＜0.064mm，α-Al2O3微粉的粒径≤5μm；所述碳素材料的粒度＜100目且C≥96％；所述白炭黑的粒径＜0.044mm；所述防氧化剂的粒度＜0.074mm。
3.根据权利要求1所述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，其特征在于，所述板状刚玉含有Al2O3≥98.5％，PH值呈中性，有效粒度含量≥90％。
4.根据权利要求1所述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，其特征在于，所述粉料中的板状刚玉、白刚玉和锆刚玉总量细粉15～25％、α-Al2O3微粉0～5％。
5.根据权利要求1所述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，其特征在于，所述的碳素材料中的鳞片石墨2～5％、超细石墨0～3％。
6.根据权利要求1所述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖中，其特征在于，所述的抗氧化剂中的金属铝粉5～8％、碳化硼0.5～3％和金属硅粉0～5％。
7.一种根据权利要求1至6任一所述有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤S1配料：按照滑板砖原料组成的重量配比配料：骨料60～70％、粉料15～25％、碳素材料2～8％、抗氧化剂5.5～16％、0～2％的白炭黑作为添加剂、4～6％的有机硅改性酚醛树脂作为结合剂，其中所述的骨料为板状刚玉的颗粒料，所述的粉料为板状刚玉、白刚玉和锆刚玉中的一种或几种的细粉和α-Al2O3微粉，所述的碳素材料为鳞片石墨和超细石墨，所述的抗氧化剂为金属铝粉、碳化硼和金属硅粉；
步骤S2预混：对滑板砖原料中的粉料进行预混40～50min，使得细粉和微粉混合均匀，待用；
步骤S3混碾：先加入颗粒料，混碾1～2分钟后，加占总加入量30～50％有机硅改性酚醛树脂润湿颗粒料，然后加入预混过的粉料，最后加入余下量的有机硅改性酚醛树脂，总混碾时间为50～70min；
步骤S4成型：按照工艺图纸和工艺规程要求选择压机类型和成型参数进行生产，控制砖坯的尺寸、飞边、缺损、麻皮、层裂外观质量，对成型后滑板砖坯做好工号标记，码放整齐；
步骤S5热处理：滑板砖坯在180～300℃温度下共热处理36～48h，然后出干燥器、冷却；
步骤S6精加工：对经过热处理的滑板砖的滑动面采用平面磨床进行加工，控制好厚度尺寸，平整度达到规定要求后涂抹高温润滑剂；
步骤S7检验、包装：经检验合格后，装入包装箱，并做好标识。
8.根据权利要求7所述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法，其特征在于，所述骨料的颗粒粒径为5～0.1mm；所述板状刚玉、白刚玉和锆刚玉细粉的粒径＜0.064mm，α-Al2O3微粉的粒径≤5μm；所述碳素材料的粒度＜100目且C≥96％；所述白炭黑的粒径＜0.044mm；所述防氧化剂的粒度＜0.074mm。
9.根据权利要求7所述的有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的生产方法，其特征在于，所述板状刚玉要求Al2O3≥98.5％，PH值呈中性，有效粒度含量≥90％；所述粉料中的板状刚玉、白刚玉和锆刚玉总量细粉15～25％、α-Al2O3微粉0～5％；所述的碳素材料中的鳞片石墨2～5％、超细石墨0～3％；所述的抗氧化剂中的金属铝粉5～8％、碳化硼0.5～3％和金属硅粉0～5％。
10.一种权利要求1至6任一所述有机硅改性酚醛树脂结合不烧免浸渍环保型滑板砖的应用。
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