CN1955244A - L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂 - Google Patents

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Abstract

L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂类属于热固型酚醛树脂有机合成化工技术领域。与现有溶剂型酚醛树脂结合剂技术比较，解决了合成终点快速定量测控，突破了醛酚摩尔比限区，改变了合成、脱水工艺参数，最终以简化、安全的工艺和操作制成。无溶剂、高碳含量、高结合性能决定其将逐步取代现溶剂型酚醛树脂，广泛应用于炼钢炉衬、包衬、连铸耐材，炼铁高炉出铁沟捣打料，化工防腐等方面含碳材料和制品作结合剂。

Description

L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂
技术领域
L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂类属于热固型酚醛树脂有机合成化工技术领域。主要适用于炼钢炉衬、包衬、连铸耐材，炼铁高炉出铁沟捣打料，化工防腐等方面含碳材料和制品作结合剂。因无溶剂、高碳含量、高结合性能，对生产和应用都是大的技术进步。
背景技术
发明人从事含碳耐材树脂结合剂技术研究和产品开发多年。取得冶金部鉴定的《镁碳砖用L872A树脂结合剂的生产与应用》科技成果，鉴定证书编号(91)冶科成鉴字第305号。在《武钢技术》和《耐火材料》发表了论文，登于《武钢技术》92年9期的《镁碳砖用L872A树脂结合剂的研制与生产》被选入《中国科学技术文库》，著作证书编号TQ0506。1995年以来，先后研究开发成功L951、L962、L963、L968、L988、L998、L965、L975、S975等热固、热塑、液态、固态含碳耐材树脂结合剂系列产品。作为第一起草人参与发布和修订了Q/WG(NH)26-1999、Q/WG(NH)26-2002酚醛树脂结合剂技术标准。
现有技术生产的炼钢、炼铁、化工防腐含碳材料用酚醛树脂结合剂均为溶剂型。因配入溶剂，影响树脂强度的关键指标碳含量难以提高，制品在热处理时因溶剂挥发会导致较高的气孔率，且合成终点难以定量检测调控，使树脂分子结构和分子量难以稳定，致使结合制品的质量和使用寿命受影响。
发明内容
发明人经过多年试验研究，首先试验成功热固型树脂结合剂合成终点快速定量检测方法，再通过降低树脂合成醛酚摩尔比、降低合成温度、延长合成时间、提高脱水真空度和抽气速率、降低脱水温度、缩短脱水时间等工艺创新，使树脂分子结构和分子量控制在较理想状态，不加溶剂时有很好的流动性和理想的技术指标，从而开发出L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂新产品。
L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂经武钢耐火公司、鄂州耐火公司、黄石东方特耐公司、武汉青山特耐公司、武汉启元公司等单位生产炼钢炉衬、包衬用镁碳砖、铝镁碳砖，化工防腐碳砖，炼铁高炉出铁沟捣打料等制品的试用和批量使用，已显示出较传统溶剂型树脂适用范围广、结合用量少、制品性能好、使用寿命长、环境较好(减少溶剂挥发)诸多优越性。武钢耐火公司技术中心2003年6月颁发的《L998型酚醛树脂结合剂试用结果专家评审证书》指出，L998树脂创出了使用大结晶镁砂、30000KN液压机和16000KN摩擦机成型、结合MT18A镁碳砖，耐压43-62mpa(溶剂型树脂结合时30-40mpa)的国际水平指标。
发明L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂的目的在于：
1.液态酚醛树脂结合剂由溶剂型进步为无溶剂型：
结合剂碳含量大幅度提高，有利于提高结合制品的强度和高温性能；
碳含量提高即结合剂有效成分增加，同质量要求的制品，结合剂用量可减少，有利于降低下游产品成本；
无溶剂挥发，在不影响制品气孔率的同时，还可以改善环境。
2.实现液态酚醛树脂溶剂型到无溶剂型的突破传统醛酚摩尔比、解决合成终点快速定量测控等工艺创新，使树脂分子结构和分子量控制在较理想状态，提高了树脂内在质量，使合成工艺操作更安全可靠。并因无加入溶剂工序而简化了生产操作。
3.无溶剂液态酚醛树脂结合剂可作为普通结合剂的基料，根据应用需要混入溶剂，无需化学过成，制备相关溶剂型树脂结合剂。
L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂的制作方法如下：
工艺流程与主要设备见附图
所需原料苯酚、甲醛、催化剂(片碱)、中和剂(冰醋酸)均要求一级正品。
将2000L釜生产所需的苯酚(一般4桶×200kg)于专用融酚池中水浴融化，将有关阀门调到全回流状态，把吸料管插入苯酚桶真空吸料入反应釜。再称取苯酚量～1.4％的片碱(96％NaQH)加水溶解配成～30％碱液并吸入釜。然后吸入按摩尔比醛/酚＝1.08计量的甲醛750kg。
甲醛计算公式为：甲醛＝800÷94×30×1.08÷37％
                      94、30----苯酚、甲醛的分子量(即摩尔质量)
                      37％----工业甲醛的浓度(即含量)
加料毕，搅拌5分钟后，取样测PH值，使为8.0(不＞8.0，＜8.0时再补加少量碱液)。之后，转入升温反应。先加极少量蒸汽于釜加套，缓慢升温至～85℃维温反应，控制在不＜6小时达到合成终点。
终点测定方法是：取50ml样于250ml量筒，加清水100ml，搅拌后使静置分层，树脂沉降层30ml为合格(可视质量要求酌情增减)。
再从取样孔倒入按苯酚量～2％的冰醋酸加水配成的～70％的酸液，搅拌5分钟后取样测PH值，使为7.0～7.5(也可视质量要求酌情微调)。
再将有关阀门调至全蒸发状态，启动真空泵，釜夹套排尽冷水，通入压力0.1～0.15mpa(固定某值)的蒸气进行真空低温(60～70℃)脱水2～2.5小时，当釜内温度开始上升时，停汽、停真空，取样测粘度，按应用要求在5.0～10.0pa.s(25℃)范围内确定某值即为终点。然后向釜夹套通冷水降温至～40℃时，放料计量包装于200kg干净铁桶，并取样全分析。成品密封包装后存放于阴凉通风库房，待发往用户。
以上归纳为“九关”、“五检测”：
配方计量关；合成介质关(一步检测)；合成温控关；合成终点关(二步检测)；中和终点关(三步检测)；脱水温压关；脱水终点关(四步检测)；包装储运关(五步检测——全分析)；应用服务关。
L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂技术与现有溶剂型树脂结合剂技术相比较，积极效果如下：
                           现有溶剂型树脂           L998无溶剂液态酚醛树脂
(1)影响制品强度和高温性能的碳含量                            较低                     高
(2)影响制品润湿性、粘结性和气孔率的极性分子溶剂等组分            高                     低
(3)树脂合成醛酚摩尔比，     醛/酚＝1.20～1.25        醛/酚＝1.05～1.10
分子结构和分子量可调控性    付反应相对较多           多邻位反应，付反应较少
                            凭经验调控               可相关定量调控
(4)应用加入量，制品成本     加入量较多，成本较高     加入量较少，成本较低
(5)制品指标，应用效果       一般                     指标高，使用寿命长
(6)应用环境                 有溶剂挥发               无溶剂挥发
附，树脂类型                热塑型和热固型           热固型
    生产应用成本比较        热塑型生产应用成本较高   热固型生产应用成本较低
附图说明
附图为L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂生产工艺流程设备示意图，故未严格按比例，本技术领域一般可如此表达。
实施方法
实施L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂发明专利的方式有两种情况：
第一种情况是新建或改建树脂结合剂生产线
选用2000L搪瓷反应釜，设计能力可为一釜、两釜或多釜生产线。按插图工艺流程，每台釜约需3600(长)×5000～8000(宽)×6500～7000(高)的轻钢或砖混结构厂房，另需一台0.3～0.6mpa(汽压)、0.5～1.0吨(每小时蒸发量)的燃媒或燃油锅炉。辅助设施有循环冷却水池、废水池和融酚池。工艺流程和设备选型要保证尽量小的流体阻力、尽量高的抽气速率、好的换热效果和全封闭操作。检验标准和仪器药品齐全完善。按两釜生产线，投资～50万元，可年产600～800吨，每吨盈利～2000元，年盈利100～150万元。L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂有市场优势。
第二种情况是现溶剂型树脂结合剂生产线。
不动设备和流程，按本发明内容操作也可达目的。

Claims (3)

1.降低树脂合成醛酚摩尔比，降低合成温度，延长合成时间，提高脱水真空度和抽气速率，降低脱水温度，缩短脱水时间等工艺创新。
2.L998无溶剂液态酚醛树脂结合剂的制作方法：
工艺流程与主要设备附图，
配方与合成工艺操作：
将2000L釜生产所需的苯酚(一般4桶×200kg)于专用融酚池中水浴融化，将有关阀门调到全回流状态，把吸料管插入苯酚桶真空吸料入反应釜，再称取苯酚量～1.4％的片碱(95％NaQH)加水溶解配成～30％碱液并吸入釜，然后吸入按摩尔比醛/酚＝1.08计量的甲醛750kg，
甲醛计算公式为：甲醛＝800÷94×30×1.08÷37％
                      94、30----苯酚、甲醛的分子量(即摩尔质量)
                      37％----工业甲醛的浓度(即含量)
加料毕，搅拌5分钟后，取样测PH值，使为8.0(不＞8.0，＜8.0时再补加少量碱液)，之后，转入升温反应，先加极少量蒸汽于釜加套，缓慢升温至～85℃维温反应，控制在不＜6小时达到合成终点，
合成终点测定方法：
取50ml样于250ml量筒，加清水100ml，搅拌后使静置分层，树脂沉降层30ml为合格(可视质量要求酌情增减)，
中和工艺操作：
从取样孔倒入按苯酚量～2％的冰醋酸加水配成的～70％的酸液，搅拌5分钟后取样测PH值，使为7.0～7.5(也可视质量要求酌情微调)，
脱水工艺操作：
将有关阀门调至全蒸发状态，启动真空泵，釜夹套排尽冷水，通入压力0.1～0.15mpa(固定某值)的蒸气进行真空低温(60～70℃)脱水2～2.5小时，当釜内温度开始上升时，停汽、停真空，取样测粘度，按应用要求在5.0～10.0pa.s(25℃)范围内确定某值即为终点。
“九关”、“五检测”：
配方计量关；合成介质关(一步检测)；合成温控关；合成终点关(二步检测)；中和终点关(三步检测)；脱水温压关；脱水终点关(四步检测)；包装储运关(五步检测——全分析)；应用服务关。
3.L998无溶剂液态酚醛树脂合成醛酚摩尔比：醛/酚＝1.05～1.10。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116818604A (zh) * 2023-08-29 2023-09-29 山东瑞渤新材料有限公司 一种酚醛树脂粘度检测装置

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