CN1115371C - 耐火材料用无水树脂结合剂及生产工艺 - Google Patents

耐火材料用无水树脂结合剂及生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明是耐火材料特别是各种高游离CaO含量的镁、钙、碳系炉衬耐火材料用无水树脂结合剂，由增塑剂、异氰酸酯、精制沥青按一定工艺生产。结合剂水份含量达到0.05%以下，固含量重量百分比为76～86%，残碳量百分比36～45%，灰分百分比0.4%以下，25℃时粘度36～45Pa、S，pH中性，用它制作的镁钙碳砖的常温耐压强度大于35MPa，气孔率小于3.5%，体积密度大于3.10g/cm3，不水化，不体积膨胀。

Description

耐火材料用无水树脂结合剂及生产工艺
本发明涉及一种耐火材料用无水树脂结合剂，特别适用于各种高游离CaO含量的镁、钙、碳系炉衬耐火材料。
目前，镁碳质耐火材料在钢铁冶炼生产中得到较广泛的应用，随着钢铁冶炼生产技术的不断发展，人们对耐火材料制品的强度和高温性能的要求越来越高，因此镁钙碳质耐火材料应运而生，它与镁碳砖相比，具有耐压强度高，抗浸蚀性强等优点，从而提高炉龄。但是对于含高游离CaO的镁钙碳系耐火材料来说，结合剂中的水份会使CaO水化，造成制品开裂、粉化，甚至溃散，因此结合剂中要求水份能够越少越好。“耐火材料用无水结合剂”，专利申请号93104256.9，原料为：酚类、醛类、溶剂类，该专利申请所得到的无水结合剂水份在0.3％以下，“耐火材料用无水树脂结合剂的生产方法”，专利申请号90106506.4，所用原料为：苯酚类、烷基苯醛类树脂、醛类、混合稀土氧化物，复合无水系溶剂。该专利申请得到的无水结合剂，水份含量在0.5％以下。以上两种结合剂虽然水份含量比较低，但仍然不够理想，仍然影响着镁、钙、碳耐火材料的质量。
本发明的目的是提供一种含水量很小的无水树脂结合剂及生产工艺，该结合剂能够有效地提高耐火材料的质量。
本发明目的的耐火材料用无水树脂结合剂，是由增塑剂、异氰酸酯、精制沥青组成。
以上各组份的用量，以重量百分数计，增塑剂为10～20％，异氰酸酯为38～45％，精制沥青为36～46％。
增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类，如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或一种以上。
异氰酸酯主要是二异氰酸酯和多异氰酸酯类，如二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或一种以上。
精制沥青为高温球状沥青、高温粉状沥青、高聚合球状沥青、高聚合粉状沥青中的一种或一种以上。
本发明无水树脂结合剂的生产工艺，按如下顺序：
(1)增塑剂加热至40～60℃；
(2)加入异氰酸酯，充分搅拌在60～100℃下反应30～140分钟，最好反应80～140分钟；
(3)加入精制沥青，将温度控制在100～120℃，反应1～3小时，得到的产品为黑褐色粘稠状；
(4)真空减压脱水，上述得到的产品含水量已很低，为了进一步减少水份，可以在真空度为0.02～0.09MPa下脱水30分钟左右。
本发明选择了合理的原料组分，并确定它们之间的配比，通过适合的工艺，使得到的结合剂，水份含量达到0.05％以下，固含量重量百分比为76～8 6％，残碳量百分比为36～45％，灰分百分比0.4％以下，25℃时粘度为36～45Pa.S，并呈中性，利用该结合剂制成的镁、钙、碳砖的常温耐压强度大于35MPa，气孔率小于3.5％，体积密度大于3.10g/cm3，不水化，不体积膨胀，使用寿命长。特别适用于各种高游离CaO含量的镁、钙、碳系炉衬耐火材料，也适用于其它耐火材料。
实施例1：
在装有搅拌器、温度计、真空表及升温、降温装置的釜中投入邻苯二甲酸二丁酯185份，开动搅拌机进行搅拌，同时于夹套中通蒸汽加热，当温度升到40～60℃时，投入400份多亚甲基多苯基异氰酸酯，搅拌反应100分钟后，投入415份球状高聚合沥青，将温度控制在100～120℃，反应1～3小时，然后真空(真空度0.02～0.09MPa)脱水30分钟，再通水降温至60～80℃时，将成品放出。该结合剂性能指标如下：
水份0.03％    固含量84.40％         残碳量42.79％
灰份0.20％    粘度(25℃)41.5Pa.S    比重(20℃)1.245
PH值中性
实施例2：
按照实施例1所述工艺，原料组成为邻苯二甲酸二丁酯200份，多亚甲基多苯基异氰酸酯400份，球状高聚合沥青400份，得产品性能指标如下：
水份0.03％    固含量82.74％         残碳量41.39％
灰份0.35％    粘度(25℃)42.0Pa.S    比重(20℃)1.250
PH值中性
实施例3：原料组成为：
邻苯二甲酸二异丁酯100份，二苯基甲烷二异氰酯450份，高聚合粉状沥青450份。
工艺同实施例1。
实施例4：原料组成为：
邻苯二甲酸二辛酯190份，多亚甲基多苯基异氰酸酯380份，高温球状沥青430份。
工艺同实施例1。
实施例5、原料组成为：
邻苯二甲酸二丁酯190份、二苯基甲烷二异氰酸酯450份、高温粉状沥青360份。
工艺同实施例1。
实施例6、原料组成为：
邻苯二甲酸二丁酯100份、邻苯二甲酸二辛酯70份、二苯基甲烷二异氰酸酯450份、高聚合球状沥青380份。
工艺同实施例1。

Claims (8)

1、一种耐火材料用无水树脂结合剂，其特征在于以重量百分数计，由增塑剂10～20％、异氰酸酯38～45％、高温沥青36～46％组成。
2、根据权利要求1所述的结合剂，其特征在于所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或一种以上。
3、根据权利要求1所述的结合剂，其特征在于所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或一种以上。
4、根据权利要求1所述的结合剂，其特征在于所述高温沥青为高温球状沥青、高温粉状沥青中的一种或一种以上。
5、根据权利要求1所述的结合剂，其特征在于由增塑剂10～20％、二苯基甲烷二异氰酸酯38～45％、高温沥青36～46％组成。
6、根据权利要求1或5所述的结合剂，其特征在于由邻苯二甲酸二丁酯19％、二苯基甲烷二异氰酸酯45％、高温粉状沥青36％组成。
7、一种制备权利要求1所述结合剂的方法，其特征在于步骤如下：
(1)增塑剂加热至40～60℃，
(2)加入异氰酸酯搅拌下于60～100℃反应30～140分钟，
(3)加入高温沥青，将温度控制在100～120℃，反应1～3小时。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于最后再经真空减压脱水。
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