JPH08268763A - Refractory - Google Patents
RefractoryInfo
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- JPH08268763A JPH08268763A JP7097734A JP9773495A JPH08268763A JP H08268763 A JPH08268763 A JP H08268763A JP 7097734 A JP7097734 A JP 7097734A JP 9773495 A JP9773495 A JP 9773495A JP H08268763 A JPH08268763 A JP H08268763A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は耐火物に関し、特に、工
業的利用に優れるシリコーン変性フェノール樹脂をバイ
ンダーとして使用した耐熱性及び耐久性に優れる耐火物
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refractory material, and more particularly to a refractory material having excellent heat resistance and durability using a silicone-modified phenolic resin which is industrially useful as a binder.
【0002】[0002]
【従来技術】耐火材をフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂
系バインダーを用いて硬化させた耐火物は、製鉄用の高
炉、混洗車、転炉、取鍋、タンディシュ等の内張り材、
鋳造用ノズル、プレートレンガ等として使用されてい
る。2. Description of the Related Art A refractory material obtained by curing a refractory material using a thermosetting resin binder such as phenol resin is used for lining furnaces such as blast furnaces for iron making, car washing, converters, ladle, tundish, etc.
It is used as a casting nozzle, plate brick, etc.
【0003】しかしながら、このような耐火物は、上記
バインダーの分解温度である500℃付近からセラミッ
ク化する1300℃の温度領域において、強度が著しく
低下するという欠点があった。そこで、上記の欠点を改
善する方法として、シランカップリング剤を予め添加混
合したフェノール樹脂を耐火材と混合して硬化させる方
法が提案されている(特公昭61−37219号公
報)。However, such a refractory material has a drawback that its strength is remarkably lowered in the temperature range from about 500 ° C., which is the decomposition temperature of the binder, to 1300 ° C. at which it is made into ceramic. Therefore, as a method for improving the above-mentioned drawbacks, a method has been proposed in which a phenol resin in which a silane coupling agent is added and mixed in advance is mixed with a refractory material and cured (Japanese Patent Publication No. 61-37219).
【0004】しかしながら、この場合には、フェノール
樹脂中にシランカップリング剤を均一に分散させること
が困難である上、シランカップリング剤は沸点が低いの
で蒸発して臭気を発し作業環境を悪化させるという欠点
があった。更に、圧縮成形した成形品が壊れ易く、作業
性が劣るという欠点もあった。However, in this case, it is difficult to uniformly disperse the silane coupling agent in the phenol resin, and since the silane coupling agent has a low boiling point, it evaporates to give off an odor and deteriorates the working environment. There was a drawback. Further, there is a drawback that the compression-molded product is easily broken and the workability is poor.
【0005】また、前記した500℃〜1300℃にお
ける強度を改善する方法として、フェノール樹脂とシリ
コーン樹脂との混合物を耐火材に添加・混合して成形品
とした後、これを1000℃以下で加熱して耐火物(煉
瓦)を製造する方法(特開平1−103952号公報)
や、加水分解性官能基含有シリコーン樹脂とフェノール
樹脂との縮合反応生成物(シリコーン変性フェノール樹
脂)を耐火材に添加・混合し、加熱硬化させて耐火物を
製造する方法も提案されている(特開平6−13576
5号公報)。As a method for improving the strength at 500 ° C. to 1300 ° C., a mixture of a phenol resin and a silicone resin is added to and mixed with a refractory material to form a molded article, which is then heated at 1000 ° C. or less. For producing refractory (bricks) (JP-A-1-103952)
Alternatively, a method of producing a refractory by adding and mixing a condensation reaction product (silicone-modified phenolic resin) of a hydrolyzable functional group-containing silicone resin and a phenol resin to a refractory material and heating and curing it has been proposed ( JP-A-6-13576
No. 5).
【0006】しかしながら、前記特開平1−10395
2号公報の場合には、フェノール樹脂とケイ素樹脂を均
一に混合し、一定の組成とすることが困難であるので、
作業性に劣るのみならず、均一な品質の耐火物を得るこ
とが困難である上、耐火物の素地嵩比重が低いので常温
での強度が小さくなり易く、耐火物の成形品が壊れ易い
という欠点があった。However, the above-mentioned JP-A-1-10395
In the case of Japanese Patent Laid-Open No. 2-2, it is difficult to uniformly mix the phenol resin and the silicon resin to obtain a constant composition.
Not only is it inferior in workability, it is difficult to obtain a refractory of uniform quality, and since the bulk bulk density of the refractory is low, the strength at room temperature tends to be small, and the refractory molded product is easily broken. There was a flaw.
【0007】一方、特開平6−135765号公報の場
合には、上記の場合のように組成が不均一となるという
欠点はないものの、フェノール樹脂の水酸基とシリコー
ン樹脂のアルコキシ基とが脱アルコール反応して形成し
たSi−O−C型の結合が、耐火材中に含まれるイオン
性成分、特にアルカリ成分と水分の存在下に加水分解
し、シリコーン変性フェノール樹脂がクラッキングを起
こすので、耐火物の耐湿性が劣り耐久性が悪いという欠
点があった。また、この方法で使用するシリコーン変性
フェノール樹脂は、シリコーン分を多くすると縮合反応
中にゲル化するので、工業的み製造する上からは好まし
くないという欠点があった。On the other hand, in the case of Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-135765, there is no drawback that the composition becomes non-uniform as in the above case, but the alcohol removal reaction between the hydroxyl group of the phenol resin and the alkoxy group of the silicone resin. The Si-O-C type bond formed by hydrolysis hydrolyzes in the presence of an ionic component contained in the refractory material, particularly an alkaline component and water, and the silicone-modified phenolic resin causes cracking. It has the drawback of poor moisture resistance and poor durability. Further, the silicone-modified phenolic resin used in this method has a drawback that it is not preferable from an industrial point of view because it gels during the condensation reaction when the silicone content is increased.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等は
上記の欠点を解決すべく鋭意検討した結果、耐火材のバ
インダーとして、Si−O−C結合を有しないシリコー
ン変性フェノール樹脂を使用した場合には、シリコーン
変性フェノール樹脂を工業的に安定した状態で製造する
ことができる上、加水分解性の結合がないので、耐湿性
が良好となり、耐久性が改善されるということを見出し
本発明に到達した。Therefore, as a result of intensive investigations by the present inventors to solve the above-mentioned drawbacks, a silicone-modified phenolic resin having no Si--O--C bond was used as a binder for the refractory material. In this case, it was found that the silicone-modified phenolic resin can be produced in an industrially stable state and there is no hydrolyzable bond, so that the moisture resistance becomes good and the durability is improved. Reached
【0009】従って、本発明の第1の目的は、耐湿性及
び耐熱性が優れ、耐久性が改善された耐火物を提供する
ことにある。本発明の第2の目的は、工業的生産に適し
た耐火物を提供することにある。Therefore, it is a first object of the present invention to provide a refractory material having excellent moisture resistance and heat resistance and improved durability. A second object of the present invention is to provide a refractory material suitable for industrial production.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、少なくとも、(イ)不飽和二重結合を有するフェノ
ール樹脂に、オルガノハイドロジェンポリシロキサンを
白金触媒の存在下で付加反応させてなるシリコーン変性
フェノール樹脂、(ロ)該シリコーン変性フェノール樹
脂の架橋剤、及び、(ハ)耐火材からなる混合物を加熱
硬化させてなることを特徴とする耐火物によって達成さ
れた。Means for Solving the Problems The above-mentioned objects of the present invention are obtained by at least (a) adding a reaction of a phenol resin having an unsaturated double bond with an organohydrogenpolysiloxane in the presence of a platinum catalyst. A silicone-modified phenolic resin, (b) a cross-linking agent for the silicone-modified phenolic resin, and (c) a refractory material, which is heat-cured to obtain a refractory material.
【0011】本発明で使用する(イ)成分は、後述する
耐火材を結合するためのバインダーとして作用するもの
であるが、架橋剤と組み合わせることによって更にその
作用が促進される。上記の(イ)成分は、不飽和二重結
合を有するフェノール樹脂と、後述するオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンを付加反応させることによって
合成される、Si−O−C結合を有しないシリコーン変
性フェノール樹脂である。The component (a) used in the present invention acts as a binder for binding the refractory material described later, and its action is further promoted by combining it with a crosslinking agent. The above-mentioned component (a) is a silicone-modified phenol resin having no Si-O-C bond, which is synthesized by addition reaction of a phenol resin having an unsaturated double bond and an organohydrogenpolysiloxane described later. is there.
【0012】上記の不飽和二重結合を有するフェノール
樹脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類と
を酸性触媒の存在下で反応させて得られるノボラック型
のフェノール樹脂、アルカリ性触媒の存在下で同様にし
て得られるクレゾール型フェノール樹脂の水酸基をアリ
ルエーテル化した樹脂、アリルフェノール類とアルデヒ
ド類とを反応させてなるアリル化フェノール樹脂等が挙
げられる。これらのフェノール樹脂の中でも、特に、フ
ェノール樹脂1分子中に平均して1〜3個のアルケニル
基を含有するものを使用することが好ましい。The above-mentioned phenol resin having an unsaturated double bond is, for example, a novolac type phenol resin obtained by reacting phenols and aldehydes in the presence of an acidic catalyst, and the same in the presence of an alkaline catalyst. Examples thereof include resins obtained by allyl etherifying the hydroxyl groups of the cresol type phenol resin obtained in the above, and allylated phenol resins obtained by reacting allylphenols with aldehydes. Among these phenol resins, it is particularly preferable to use one having an average of 1 to 3 alkenyl groups in one molecule of the phenol resin.
【0013】このようなフェノール樹脂の具体例として
は、例えば、両末端或いは側鎖にアリル基を含有するノ
ボラック型フェノール樹脂、部分的にアリルエーテル化
されたノボラック型又はレゾール型のフェノール樹脂、
部分的にフェノール樹脂中のフェノール性水酸基をアリ
ルグリシジルエーテルで反応させた樹脂等を挙げること
ができる。Si−H基が1個のオルガノハイドロジェン
ポリシロキサンを使用する場合には、フェノール樹脂1
分子中のアルケニル基は3個を超えていても良い。Specific examples of such a phenol resin include, for example, a novolak type phenol resin containing an allyl group at both ends or side chains, a partially allyl etherified novolak type or resol type phenol resin,
A resin obtained by partially reacting the phenolic hydroxyl group in the phenol resin with allyl glycidyl ether can be used. When an organohydrogenpolysiloxane having one Si-H group is used, phenol resin 1
The number of alkenyl groups in the molecule may exceed three.
【0014】本発明において、フェノール樹脂の変性に
使用するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして
は、一般式Ra Hb SiO[4 -(a+b)]/2で表される化合
物を挙げることができる。一般式中のRは置換又は非置
換の一価の炭化水素基であり、a及びbは、0<a<
4、0<b<2並びに0<a+b<4を各々満足する数
である。In the present invention, examples of the organohydrogenpolysiloxane used for modifying the phenol resin include compounds represented by the general formula R a H b SiO [ 4- (a + b)] / 2. . R in the general formula is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and a and b are 0 <a <
It is a number that satisfies 4, 0 <b <2 and 0 <a + b <4.
【0015】上記一般式中のRの具体例としては、メチ
ル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、フェニル
基、トリル基、フェネチル基、ナフチル基等のアリール
基、トリフルオロプロピル基、CF3 (CF2 )3 CH
2 CH2 −、CF3 (CF2)7 CH2 CH2 −等のハ
ロゲン化アルキル基等が挙げられる。これらの基の中で
も、工業的利用の観点から、メチル基又はフェニル基が
好ましく、特に、得られる耐火物の耐熱性向上、フェノ
ール樹脂との反応性及び相溶性の観点から、フェニル基
を有するメチルフェニルオルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンを使用することが好ましい。Specific examples of R in the above general formula include alkyl groups such as methyl group, ethyl group and propyl group, aryl groups such as phenyl group, tolyl group, phenethyl group and naphthyl group, trifluoropropyl group and CF. 3 (CF 2 ) 3 CH
2 CH 2 -, CF 3 ( CF 2) 7 CH 2 CH 2 - halogenated alkyl group such as and the like. Among these groups, a methyl group or a phenyl group is preferable from the viewpoint of industrial use, and in particular, a methyl group having a phenyl group from the viewpoint of improving the heat resistance of the obtained refractory, the reactivity with the phenol resin, and the compatibility. Preference is given to using phenylorganohydrogenpolysiloxanes.
【0016】このようなオルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンとしては、アルケニル基含有フェノール樹脂と
ヒドロシリル化してゲル化しない程度に、1分子中にS
i−H結合を有するものを使用することが好ましい。上
記のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの具体例と
しては、例えば、下記化1〜化7で表される化合物等を
挙げることができる。尚、化式中のMeはメチル基、P
rはn−プロピル基、Buはn−ブチル基及びPhはフ
ェニル基を各示す。As such an organohydrogenpolysiloxane, S in one molecule is such that hydrosilylation with an alkenyl group-containing phenol resin does not cause gelation.
It is preferable to use one having an i-H bond. Specific examples of the above organohydrogenpolysiloxane include compounds represented by the following chemical formulas 1 to 7. In the chemical formula, Me is a methyl group, P
r represents an n-propyl group, Bu represents an n-butyl group, and Ph represents a phenyl group.
【0017】[0017]
【化1】 Embedded image
【0018】[0018]
【化2】 Embedded image
【0019】[0019]
【化3】 Embedded image
【0020】[0020]
【化4】 [Chemical 4]
【0021】[0021]
【化5】 Embedded image
【0022】[0022]
【化6】 [Chemical 6]
【0023】[0023]
【化7】 更に、下記化8とSiO2 単位からなる共重合体、及び
HSiO1.5 単位とMeSiO1.5 単位からなる共重合
体等を挙げることができる。[Chemical 7] Further, a copolymer composed of the following chemical formula 8 and a SiO 2 unit, a copolymer composed of an HSiO 1.5 unit and a MeSiO 1.5 unit, and the like can be mentioned.
【化8】 Embedded image
【0024】シリコーン変性フェノール樹脂に使用する
白金触媒は、前記不飽和二重結合を有するフェノール樹
脂と前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンを付加
反応させるための触媒として作用するものである。この
ような白金触媒としては、白金が4価又は0価のもので
あることが好ましく、特に、フェノール系水酸基とSi
−H基の脱水素反応を抑制する観点から、0価の白金触
媒を使用することが好ましい。The platinum catalyst used in the silicone-modified phenolic resin acts as a catalyst for the addition reaction of the phenolic resin having the unsaturated double bond with the organohydrogenpolysiloxane. As such a platinum catalyst, platinum is preferably tetravalent or zero-valent, and particularly, a phenolic hydroxyl group and Si
From the viewpoint of suppressing the dehydrogenation reaction of the —H group, it is preferable to use a zero-valent platinum catalyst.
【0025】このような白金触媒の具体例としては、塩
化白金酸、及び、種々の不飽和化合物で配位された白金
を挙げることができる。白金触媒の使用量は、使用する
オルガノハイドロジェンポリシロキサンに対して1〜
1,000ppmであることが好ましく、特に5〜50
0ppmであることが好ましい。尚、使用量は反応時間
に合わせて適宜調整することができる。Specific examples of such a platinum catalyst include chloroplatinic acid and platinum coordinated with various unsaturated compounds. The amount of platinum catalyst used is 1 to 1 with respect to the used organohydrogenpolysiloxane.
It is preferably 1,000 ppm, especially 5 to 50
It is preferably 0 ppm. The amount used can be appropriately adjusted according to the reaction time.
【0026】前記付加反応は、一般に、キシレン、トル
エン、エチルベンゼン等の芳香族溶系剤、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソ
ブチル等のエステル系溶剤中で、フェノール樹脂の融点
以上の温度(例えば、50〜160℃)で行われる。The addition reaction is generally carried out in an aromatic solvent such as xylene, toluene or ethylbenzene, a ketone solvent such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone or cyclohexanone, or an ester solvent such as ethyl acetate, propyl acetate or isobutyl acetate. The temperature is higher than the melting point of the phenol resin (for example, 50 to 160 ° C.).
【0027】本発明で使用するシリコーン変性フェノー
ル樹脂製造時における、フェノール樹脂に対するオルガ
ノハイドロジェンポリシロキサンの使用比率は、フェノ
ール樹脂中のアルケニル基の量とオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサン中のS−H基の量を調整することによ
って適宜決めることができる。使用比率は耐火物の耐熱
性を高める観点からは高い(シリコーン分の含有率が高
い)ことが好ましいが、耐火物使用時の強度低下を防止
する観点からは、低いことが好ましい。When the silicone-modified phenolic resin used in the present invention is produced, the ratio of the organohydrogenpolysiloxane to the phenolic resin is determined by the amount of alkenyl groups in the phenolic resin and the S--H group in the organohydrogenpolysiloxane. It can be appropriately determined by adjusting the amount. The use ratio is preferably high (the content of silicone is high) from the viewpoint of increasing the heat resistance of the refractory material, but is preferably low from the viewpoint of preventing the strength from decreasing when the refractory material is used.
【0028】従って、前記付加反応に際しては、前記フ
ェノール樹脂100重量部に対してオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサンを10〜300重量部、特に20〜
200重量部使用することが好ましい。使用量が300
重量部を超えると、耐火物使用時の強度が低下する上製
造コストが高くなり不経済となる一方、10重量部未満
であると耐火物の耐熱性が向上しない。Therefore, in the addition reaction, 10 to 300 parts by weight of organohydrogenpolysiloxane, especially 20 to 100 parts by weight of the organohydrogenpolysiloxane is added to 100 parts by weight of the phenol resin.
It is preferable to use 200 parts by weight. Usage is 300
If the amount is more than 10 parts by weight, the strength of the refractory is deteriorated and the manufacturing cost is high, which is uneconomical.
【0029】本発明においては、前記フェノール樹脂と
オルガノハイドロジェンポリシロキサンを反応させて得
られた溶液を、そのまま(イ)成分として用い、後述す
る耐火材と混合して使用することができる。この場合の
耐火物の製造は、溶剤を除去しながら加熱・成形するこ
とによって行われる。しかしながら、一般には、(イ)
成分を含有する反応溶液から、減圧濃縮、スプレードラ
イ等の公知の乾燥手段を用いて溶剤を除去してから使用
する。本発明においては、耐火物の強度を向上させる観
点から、(イ)成分は前記(ロ)成分である架橋剤とと
もに使用される。In the present invention, the solution obtained by reacting the phenolic resin with the organohydrogenpolysiloxane can be used as it is as the component (a) and can be used as a mixture with a refractory material described later. In this case, the refractory is manufactured by heating and molding while removing the solvent. However, in general,
The solvent is removed from the reaction solution containing the components by a known drying means such as vacuum concentration and spray drying before use. In the present invention, from the viewpoint of improving the strength of the refractory material, the component (a) is used together with the crosslinking agent which is the component (b).
【0030】上記の(ロ)成分である架橋剤は、公知
の、フェノール樹脂の架橋剤の中から適宜選択して使用
することができる。このような架橋剤としては、ヘキサ
メチレンテトラミン、各種エポキシ樹脂等のエポキシ基
含有化合物等を挙げることができるが、特に、反応性が
高く架橋効率が高いことから、エポキシ基含有化合物を
使用することが好ましい。上記のエポキシ基含有化合物
としては、エポキシ基を1分子中に2個以上有するもの
であれば特に限定されるものではない。The cross-linking agent which is the above-mentioned component (b) can be appropriately selected and used from known cross-linking agents for phenolic resins. Examples of such a cross-linking agent include hexamethylenetetramine and epoxy group-containing compounds such as various epoxy resins. Particularly, the epoxy group-containing compound is used because of its high reactivity and high cross-linking efficiency. Is preferred. The above epoxy group-containing compound is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule.
【0031】このようなエポキシ基含有化合物として
は、例えば、エピクロルヒドリンとビスフェノールAの
重縮合物、ノボラック型又はレゾール型フェノール樹脂
のグリシジルエーテル化物、ビニルシクロヘキセンオキ
シドのジエポキシ化物、下記化9で表される化合物、グ
リシジル(メタ)アクリレートと他の重合性単量体との
コポリマー、トリメチロールプロパンのトリグリシジル
エーテル化物、トリメチロールエタンのトリグリシジル
エーテル化物等が挙げられる。Examples of such an epoxy group-containing compound are represented by polycondensation products of epichlorohydrin and bisphenol A, glycidyl ether compounds of novolac type or resol type phenol resins, diepoxy compounds of vinylcyclohexene oxide, and the following chemical formula 9. Examples thereof include compounds, copolymers of glycidyl (meth) acrylate with other polymerizable monomers, trimethylolpropane triglycidyl ether compounds, and trimethylolethane triglycidyl ether compounds.
【化9】 上記エポキシ基含有化合物を(ロ)成分として使用した
場合には、強度の高い耐火物を得る観点から、(イ)成
分100重量部に対して(ロ)成分を5〜100重量部
使用することが好ましい。[Chemical 9] When the above epoxy group-containing compound is used as the component (b), from the viewpoint of obtaining a refractory having high strength, use 5 to 100 parts by weight of the component (b) with respect to 100 parts by weight of the component (a). Is preferred.
【0032】本発明で使用する(ハ)成分である耐火材
は特に限定されるものではなく耐火骨材、耐火性骨材等
として公知の耐火材の中から適宜選択して使用すること
ができる。このような耐火材の具体例としては、例え
ば、ロウ石、焼バン土頁岩、合成ムライト、アルミナ、
マグネシア、ジルコン、クロム、スピネル、リン状黒
鉛、珪石、ライム、炭化珪素、炭化硼素、炭化チタン、
窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化珪素、ZrB2 、T
iB、カーボンファイバー、セラミックファイバー等を
挙げることができる。The refractory material which is the component (c) used in the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected and used from the refractory materials known as refractory aggregates, refractory aggregates and the like. . Specific examples of such refractory materials include, for example, wax stone, burnt shale shale, synthetic mullite, alumina,
Magnesia, zircon, chromium, spinel, phosphorous graphite, silica stone, lime, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide,
Aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, ZrB 2 , T
Examples thereof include iB, carbon fiber, ceramic fiber and the like.
【0033】更に、上記の耐火材には、熱間強度や耐食
性を向上させるために、融点が1,000℃以下の金属
パウダーや合金パウダーを併用することもできる。
(ハ)成分の使用量は、(イ)成分100重量部に対し
て、500〜10,000重量部とすることが好まし
い。10,000重量部を超えると耐火材を結合する力
が不足し、500重量部未満であると耐火物の強度が低
下する。Further, in order to improve hot strength and corrosion resistance, the above refractory material may be used in combination with a metal powder or an alloy powder having a melting point of 1,000 ° C. or less.
The amount of the component (c) used is preferably 500 to 10,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a). If it exceeds 10,000 parts by weight, the force for bonding the refractory material is insufficient, and if it is less than 500 parts by weight, the strength of the refractory material decreases.
【0034】本発明の耐火物は、前記(イ)成分、
(ロ)成分及び(ハ)成分を混合した後、加熱・硬化さ
せることによって得ることができる。この場合の加熱温
度は、(イ)成分であるシリコーン変性フェノール樹脂
の自己縮合又は(ロ)成分である架橋剤の架橋に必要と
される温度であれば良く、通常は100〜300℃であ
り、好ましくは、150〜250℃である。耐火物を特
定の形状とする場合には、金型又は型枠に上記混合物を
充填し、加圧下で成形すれば良い。この場合の成形圧力
は、通常、50〜2,000kg/cm2 であり、特に
好ましくは、100〜10,000kg/cm2 であ
る。The refractory material of the present invention comprises:
It can be obtained by mixing component (b) and component (c), and then heating and curing. The heating temperature in this case may be a temperature required for the self-condensation of the silicone-modified phenolic resin as the component (a) or the crosslinking of the crosslinking agent as the component (b), and is usually 100 to 300 ° C. , Preferably 150 to 250 ° C. When the refractory has a specific shape, a mold or a mold may be filled with the above mixture and molded under pressure. Molding pressure in this case is usually 50~2,000kg / cm 2, particularly preferably 100~10,000kg / cm 2.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明の耐火物は、耐火材のバインダー
として、Si−O−C結合を有しないシリコーン変性フ
ェノール樹脂を使用しているので、耐湿性に優れ、耐久
性が改善される上、500〜1300℃における強度低
下が少なく耐熱性に優れる。また、バインダーとして工
業的に安定して製造することができるシリコーン変性フ
ェノール樹脂を使用しているので、従来の耐火物に比べ
生産性が良好である。INDUSTRIAL APPLICABILITY Since the refractory of the present invention uses a silicone-modified phenol resin having no Si--O--C bond as a binder of a refractory material, it has excellent moisture resistance and improved durability. , Less decrease in strength at 500 to 1300 ° C, and excellent in heat resistance. Further, since a silicone-modified phenolic resin that can be produced industrially stably is used as a binder, the productivity is better than that of conventional refractories.
【0036】[0036]
【実施例】以下本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。ま
た、「部」とあるのは、全て「重量部」を示す。 実施例1.シリコーン変性フェノール樹脂−Aの合成 四つ口フラスコにメチルイソブチルケトン200部、平
均組成式が下記化10で表されるアリルフェノールノボ
ラック樹脂120部、平均組成式が下記化11で表され
るメチルフェニルハイドロジェンポリシロキサン80部
及び白金触媒(CAT PL−50T:信越化学株式会
社製の商品名)0.3部を仕込んだ。EXAMPLES The present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the invention. Moreover, all "parts" mean "parts by weight". Example 1. Synthesis of Silicone-Modified Phenolic Resin-A 200 parts of methyl isobutyl ketone in a four-necked flask, 120 parts of allylphenol novolac resin whose average composition formula is represented by the following chemical formula 10, and methylphenyl whose average composition formula is represented by the following chemical formula 11 80 parts of hydrogen polysiloxane and 0.3 part of platinum catalyst (CAT PL-50T: trade name of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were charged.
【化10】 [Chemical 10]
【化11】 [Chemical 11]
【0037】110〜120℃で8時間ヒドロシリル化
反応を行わせ、残存するSiH結合が消失していること
を赤外線吸収スペクトルで確認した後、減圧下で濃縮し
て軟化点が75℃、150℃で1時間加熱したときの揮
発分が0.5重量%の、本発明で使用するシリコーン変
性フェノルール樹脂−Aを得た。After carrying out the hydrosilylation reaction at 110 to 120 ° C. for 8 hours and confirming the disappearance of the residual SiH bond by infrared absorption spectrum, the product was concentrated under reduced pressure and the softening point was 75 ° C. and 150 ° C. A silicone-modified phenolol resin-A used in the present invention having a volatile content of 0.5% by weight when heated for 1 hour was obtained.
【0038】耐火物の調製 合成ムライト8部、アルミナ66部、マグネシア14
部、先に合成したシリコーン変性フェノール樹脂−A9
部、及びエポキシ樹脂(エピコート1004:油化シェ
ルエポキシ株式会社製の商品名)3部を混合し、ハンマ
ーミルを用いて均一に分散し、混合分散物を得た。 Refractory Preparation 8 parts synthetic mullite, 66 parts alumina, 14 magnesia
Part, silicone-modified phenolic resin-A9 synthesized previously
And 3 parts of an epoxy resin (Epicote 1004: trade name of Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) were mixed and uniformly dispersed using a hammer mill to obtain a mixed dispersion.
【0039】得られた混合分散物を成形金型中に充填
し、200kg/cm2 の圧力下、200℃で4時間加
熱硬化させた後、180℃で4時間アフターベーキング
して本発明の耐火物を得た。得られた耐火物(加湿前耐
火物という)について表1に示した物理特性及び800
℃における曲げ強さを測定した結果は表1に示した通り
である。尚、これらの測定はJISに従って行った。The obtained mixed dispersion was filled in a molding die, heat-cured at 200 ° C. for 4 hours under a pressure of 200 kg / cm 2 , and after-baked at 180 ° C. for 4 hours to obtain the fire resistance of the present invention. I got a thing. Regarding the obtained refractory (referred to as refractory before humidification), the physical properties shown in Table 1 and 800
The results of measuring the bending strength at ° C are as shown in Table 1. In addition, these measurements were performed according to JIS.
【0040】更に、既に調製した混合分散物(成形金型
に充填する前のもの)を50℃、相対湿度が80%の恒
温・恒湿器中に2週間保存した(加湿後耐火物とい
う)。この混合分散物を用いて、上記の場合と同様にし
て耐火物を調製し、その物理特性及び800℃における
曲げ強さを測定した結果は、表1に示した通りである。Further, the prepared mixed dispersion (before being filled in a molding die) was stored in a thermo-hygrostat having a relative humidity of 80% at 50 ° C. for 2 weeks (referred to as refractory after humidification). . A refractory material was prepared using this mixed dispersion in the same manner as described above, and the physical properties and bending strength at 800 ° C. of the refractory material were measured, and the results are shown in Table 1.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】実施例2.シリコーン変性フェノール樹脂−Bの合成 実施例1で使用したアリルフェノールノボラック樹脂1
20部に代えて、平均組成式が下記化12で表される部
分アリル化フェノールノボラック140部を使用し、フ
ェニルメチルハイドロジェンポリシロキサンを60部に
変えた他は、実施例1の場合と同様にして、軟化点が6
5℃、150℃で1時間加熱したときの揮発分が0.3
重量%の、本発明で使用するシリコーン変性フェノルー
ル樹脂−Bを得た。Example 2. Synthesis of Silicone Modified Phenolic Resin-B Allylphenol novolac resin 1 used in Example 1
The same as Example 1 except that 140 parts of the partially allylated phenol novolac represented by the following chemical formula 12 was used instead of 20 parts and the phenylmethyl hydrogen polysiloxane was changed to 60 parts. And the softening point is 6
Volatile content is 0.3 when heated at 5 ℃ and 150 ℃ for 1 hour.
A weight percent of silicone modified phenolol resin-B used in the present invention was obtained.
【化12】 [Chemical 12]
【0043】耐火物の調製 シリコーン変性フェノール樹脂−Aに代えて、先に合成
したシリコーン変性フェノール樹脂−Bを使用した他は
実施例1の場合と同様にして、保存前及び保存後の各混
合分散物を用いて耐火物を調製し、実施例1の場合と同
様にして、各耐火物について物理特性及び800℃にお
ける曲げ強さを測定した結果は表1に示した通りであ
る。 Preparation of refractory material : In the same manner as in Example 1 except that the silicone-modified phenolic resin-A previously synthesized was used in place of the silicone-modified phenolic resin-A, each mixture before and after storage was mixed. A refractory material was prepared using the dispersion, and the physical properties and bending strength at 800 ° C. of each refractory material were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0044】比較例1.シリコーン変性フェノール樹脂−Cの合成 エステルアダプターを装着した四つ口フラスコに、メチ
ルイソブチルケトン200部、平均組成式が下記化13
で表されるノボラック型フェノール樹脂140部、平均
組成式が下記化14で表されるメチルメトキシジシロキ
サン60部、及びテトラブチルチタネート0.1部を仕
込み、100〜110℃で3時間脱メタノール反応を行
わせたところ、メタノールが23ミリリットル留出した
ところでゲル化したので、減圧下で濃縮することができ
なかった。Comparative Example 1. In a four-necked flask equipped with a synthetic ester adapter of silicone-modified phenolic resin-C, 200 parts of methyl isobutyl ketone, the average composition formula is
140 parts of the novolac type phenol resin represented by the formula, 60 parts of methylmethoxydisiloxane represented by the following chemical formula 14 and 0.1 part of tetrabutyl titanate are charged, and a methanol removal reaction is performed at 100 to 110 ° C. for 3 hours. However, it was impossible to concentrate under reduced pressure, because gelation occurred when 23 ml of methanol was distilled out.
【化13】 [Chemical 13]
【化14】 Embedded image
【0045】そこで、同一条件で再度反応を行わせ、メ
タノールが14ミリリットル留出したところ(100℃
で1.5時間反応を行わせた時点)で反応を停止させた
後、減圧下で濃縮し、メチルイソブチルケトン及び未反
応のシロキサンを留去し、軟化点が86℃、150℃で
1時間加熱したときの揮発分が1.2重量%の、シリコ
ーン変性フェノルール樹脂−Cを166部得た。Therefore, when the reaction was carried out again under the same conditions and 14 ml of methanol was distilled off (100 ° C.
After 1.5 hours of reaction, the reaction was stopped and then concentrated under reduced pressure to distill off methyl isobutyl ketone and unreacted siloxane, and the softening point was 86 ° C and 150 ° C for 1 hour. 166 parts of silicone-modified phenolol resin-C having a volatile content of 1.2% by weight when heated was obtained.
【0046】耐火物の調製 シリコーン変性フェノール樹脂−Aに代えて、先に合成
したシリコーン変性フェノール樹脂−Cを使用した他は
実施例1の場合と同様にして、保存前及び保存後の各混
合分散物を用いて耐火物を調製し、実施例1の場合と同
様にして各耐火物について物理特性及び800℃におけ
る曲げ強さを測定した結果は表1に示した通りである。 Preparation of refractory material : Each mixture before and after storage was the same as in Example 1 except that the silicone-modified phenol resin-C synthesized above was used in place of the silicone-modified phenol resin-A. A refractory material was prepared using the dispersion, and the physical properties and bending strength at 800 ° C. of each refractory material were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0047】比較例2.シリコーン変性フェノール樹脂−D ノボラック型フェノール樹脂を180部に変え、メチル
メトキシジシロキサン60部をメチルトリメトキシシラ
ン20部に代えた他は、比較例1の場合と同様にして、
軟化点が92℃で、150℃で1時間における揮発分が
0.6重量%のシリコーン変性フェノール樹脂−D19
0部を得た。Comparative Example 2. Silicone-modified phenolic resin-D Novolak type phenolic resin was changed to 180 parts, and 60 parts of methyl methoxydisiloxane was replaced with 20 parts of methyltrimethoxysilane.
Silicone-modified phenolic resin-D19 having a softening point of 92 ° C and a volatile content of 0.6% by weight at 150 ° C for 1 hour.
I got 0 copies.
【0048】耐火物の調製 シリコーン変性フェノール樹脂−Aに代えて、先に合成
したシリコーン変性フェノール樹脂−Dを使用した他は
実施例1の場合と同様にして、保存前及び保存後の各混
合分散物を用いて耐火物を調製し、実施例1の場合と同
様にして各耐火物について物理特性及び800℃におけ
る曲げ強さを測定した結果は表1に示した通りである。 Preparation of refractory material : Each mixture before and after storage was the same as in Example 1 except that the silicone-modified phenol resin-A synthesized above was used in place of the silicone-modified phenol resin-A. A refractory material was prepared using the dispersion, and the physical properties and bending strength at 800 ° C. of each refractory material were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0049】表1の結果は、本発明の耐火物は、耐熱性
に優れる上、混合物を高湿度下で保存した後製造した場
合でも、強度低下が少なく耐久性に優れる耐火物が得ら
れることを実証するものである。尚、表1中のシリコー
ン変性フェノール樹脂A及びBを合成する場合には、反
応中にゲル化しないので安定してシリコーン変性ができ
るのに対し、シリコーン変性フェノール樹脂C及びDを
合成する場合には、反応時間を長くするとゲル化し易い
ので安定したシリコーン変性をすることができない。The results shown in Table 1 show that the refractory material of the present invention is excellent in heat resistance and, even when the refractory material is manufactured after the mixture is stored under high humidity, the refractory material having less strength reduction and excellent durability can be obtained. Is to demonstrate. In the case of synthesizing the silicone-modified phenolic resins A and B shown in Table 1, the silicone-modified phenolic resins C and D can be stably modified because gelation does not occur during the reaction. However, if the reaction time is prolonged, gelation tends to occur, so that stable silicone modification cannot be performed.
【0050】特に、前記化14で表されるジシロキサン
を使用した場合には、該ジシロキサンが多官能性である
ために、反応を途中で停止しないと溶剤を留去する際に
もゲル化するので、生成物を反応容器から取り出すこと
が困難となる。従って、この場合には、ゲル化しない程
度のシリコーン変性しかできず、得られる樹脂の耐熱性
も低い。In particular, when the disiloxane represented by the chemical formula 14 is used, since the disiloxane is polyfunctional, gelation occurs even when the solvent is distilled off unless the reaction is stopped midway. Therefore, it becomes difficult to take out the product from the reaction vessel. Therefore, in this case, only silicone modification which does not cause gelation can be performed, and the heat resistance of the obtained resin is low.
Claims (3)
るフェノール樹脂に、オルガノハイドロジェンポリシロ
キサンを白金触媒の存在下で付加反応させてなるシリコ
ーン変性フェノール樹脂、(ロ)該シリコーン変性フェ
ノール樹脂の架橋剤、及び、(ハ)耐火材からなる混合
物を加熱硬化させてなることを特徴とする耐火物。1. At least (a) a silicone-modified phenol resin obtained by addition reaction of an organohydrogenpolysiloxane with a phenol resin having an unsaturated double bond in the presence of a platinum catalyst, and (b) the silicone-modified phenol. A refractory material obtained by heating and curing a mixture of a resin cross-linking agent and (c) a refractory material.
メチルフェニルハイドロジェンポリシロキサンである請
求項1に記載された耐火物。2. The refractory material according to claim 1, wherein the organohydrogenpolysiloxane is methylphenylhydrogenpolysiloxane.
エポキシ基含有化合物である請求項1又は2に記載され
た耐火物。3. The refractory material according to claim 1, wherein the crosslinking agent for the silicone-modified phenolic resin is an epoxy group-containing compound.
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