JPS58213672A - 耐火物用バインダ− - Google Patents
耐火物用バインダ−Info
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- JPS58213672A JPS58213672A JP57092778A JP9277882A JPS58213672A JP S58213672 A JPS58213672 A JP S58213672A JP 57092778 A JP57092778 A JP 57092778A JP 9277882 A JP9277882 A JP 9277882A JP S58213672 A JPS58213672 A JP S58213672A
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- Japan
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- phenolic resin
- binder
- refractory
- refractories
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高炉や転炉の窯炉に使用される不定形耐火物
および不焼成耐火物用の/(インダーに関し、さらに詳
しくは、ノボラック型フェノール樹脂とペンジ−リック
エーテル型熱硬化性)エノール樹脂との組合せからなる
フェノール樹脂に溶剤としてカルピトール又はカルピト
ールとグリコ−′ルと混合物を配合してなることを特徴
゛・とする耐火物用バインダーに関するもので、その目
的とするところは、1)耐火材原料とのヌレ性が良く、
混線が容易におこなえ、2)混線後の混合物の可塑性お
よび湿潤性が室温および加温下(100r以下)の保存
中にも失われず、3)加圧、振動、衝撃等9外力によっ
て、容易に充填でき、耐火物の施工性及び成形性に優れ
、4)加熱及び乾燥時の強度発現が速く(早強性)、5
)高い熱間強度を発現する耐火物をうることかできる低
粘性のフェノール樹脂バインダーを提供することにある
。
および不焼成耐火物用の/(インダーに関し、さらに詳
しくは、ノボラック型フェノール樹脂とペンジ−リック
エーテル型熱硬化性)エノール樹脂との組合せからなる
フェノール樹脂に溶剤としてカルピトール又はカルピト
ールとグリコ−′ルと混合物を配合してなることを特徴
゛・とする耐火物用バインダーに関するもので、その目
的とするところは、1)耐火材原料とのヌレ性が良く、
混線が容易におこなえ、2)混線後の混合物の可塑性お
よび湿潤性が室温および加温下(100r以下)の保存
中にも失われず、3)加圧、振動、衝撃等9外力によっ
て、容易に充填でき、耐火物の施工性及び成形性に優れ
、4)加熱及び乾燥時の強度発現が速く(早強性)、5
)高い熱間強度を発現する耐火物をうることかできる低
粘性のフェノール樹脂バインダーを提供することにある
。
最近の製鉄工業においては、高炉、転炉等の窯炉および
溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、樋材、目地材、
熱間補修材等の不定形耐火物や不焼成耐火レンガが使用
されている。これらの耐火物の主原料は、シャモット粉
、炭化珪素粉、アルミナ粉、マグネシア粉、ドロマイト
粉、石灰粉、クロム粉、コークス紛、黒鉛粉、等の所謂
骨材であるが、これらの骨材は単に混合するだけでは可
塑性および湿潤性がえられないのでバインダーを添加し
、適当な温度で混練される。この混合物は不定形耐火物
では、スラリー状、ペースト状、スライス状、マッド状
であシ、また、不焼成耐火レンガでは、湿潤性のある坏
土であり°、施工あるいは成形までの保存の期間に、混
合物の可塑性および湿潤性を失うと、加圧、振動、衝撃
等の外力による施工性あるいは成形性が悪くなり、耐火
物の品質が低化する。このため、バインダーとしては、
混線物に可塑性および湿潤性を与え、これらの混合物が
、長期間の保存中にも、経時変化せず、容易に施工ある
いは成形でき、しかも、高温下で高いカーボン残存率を
有し、高い熱間強度や耐食性を与えるものが望まれる。
溶銑、溶鋼輸送設備に、出銑口充填材、樋材、目地材、
熱間補修材等の不定形耐火物や不焼成耐火レンガが使用
されている。これらの耐火物の主原料は、シャモット粉
、炭化珪素粉、アルミナ粉、マグネシア粉、ドロマイト
粉、石灰粉、クロム粉、コークス紛、黒鉛粉、等の所謂
骨材であるが、これらの骨材は単に混合するだけでは可
塑性および湿潤性がえられないのでバインダーを添加し
、適当な温度で混練される。この混合物は不定形耐火物
では、スラリー状、ペースト状、スライス状、マッド状
であシ、また、不焼成耐火レンガでは、湿潤性のある坏
土であり°、施工あるいは成形までの保存の期間に、混
合物の可塑性および湿潤性を失うと、加圧、振動、衝撃
等の外力による施工性あるいは成形性が悪くなり、耐火
物の品質が低化する。このため、バインダーとしては、
混線物に可塑性および湿潤性を与え、これらの混合物が
、長期間の保存中にも、経時変化せず、容易に施工ある
いは成形でき、しかも、高温下で高いカーボン残存率を
有し、高い熱間強度や耐食性を与えるものが望まれる。
従来、上記した如き耐火物用バインダーとしテハ、コー
ルタール系のものが広く使用さレテいるが、コールター
ルは低分子量の揮発性留分が多く、加熱時発煙量が多く
なり、人体に接触すると皮膚への炎症等の弊害の恐れが
あり、しかも、タール中の揮発性留分の沸点が200〜
500Cと広範囲にわたっているため、100〜500
Cの低温温度域の強度発現が殆んど得られず、耐火物の
組織は粗大気孔の形成、亀裂の発生等によシ悪化し、実
用上好ましくない。
ルタール系のものが広く使用さレテいるが、コールター
ルは低分子量の揮発性留分が多く、加熱時発煙量が多く
なり、人体に接触すると皮膚への炎症等の弊害の恐れが
あり、しかも、タール中の揮発性留分の沸点が200〜
500Cと広範囲にわたっているため、100〜500
Cの低温温度域の強度発現が殆んど得られず、耐火物の
組織は粗大気孔の形成、亀裂の発生等によシ悪化し、実
用上好ましくない。
例えば、出銑口充填材では、マッドガン開放後の強度が
充分でなく、(−早強性かえられない)発煙などの問題
を多発し易く、又、熱間補修材では100〜500Cで
鉄皮又はレンガ面への接着強度が低く、補修効果ρよ小
さい。また、不焼成耐火物では、圧縮成形後の素地強度
、乾燥強度が小さく、角カケやワレを生じる。
充分でなく、(−早強性かえられない)発煙などの問題
を多発し易く、又、熱間補修材では100〜500Cで
鉄皮又はレンガ面への接着強度が低く、補修効果ρよ小
さい。また、不焼成耐火物では、圧縮成形後の素地強度
、乾燥強度が小さく、角カケやワレを生じる。
このタメ、コールタール系バインダーに代るものとして
最近、−フェノール樹脂の熱硬化性を利用した種々のフ
ェノール樹脂溶液が検討されているが、不定形および不
焼成耐火物用バインダーとして、充分に満足しうるフェ
ノール樹脂溶液はえられていない。例えばと五らのフェ
ノール樹脂f/Ji夜は、フェノール樹脂、硬化剤、お
よび溶剤からなり、フェノール樹脂として熱可塑性のノ
ボラック型フェノール樹脂および熱硬化性のレゾール型
フェノール樹脂が用いられている。
最近、−フェノール樹脂の熱硬化性を利用した種々のフ
ェノール樹脂溶液が検討されているが、不定形および不
焼成耐火物用バインダーとして、充分に満足しうるフェ
ノール樹脂溶液はえられていない。例えばと五らのフェ
ノール樹脂f/Ji夜は、フェノール樹脂、硬化剤、お
よび溶剤からなり、フェノール樹脂として熱可塑性のノ
ボラック型フェノール樹脂および熱硬化性のレゾール型
フェノール樹脂が用いられている。
ノボラック型フェノール樹脂は熱可塑性であるため、硬
化剤として適量のへキサメチレンを加えて使用される。
化剤として適量のへキサメチレンを加えて使用される。
このようなフェノール樹脂は、100Cから約250C
の温度域で容易に熱硬化し、耐火物にタールでは得られ
ない低温乾燥強度Qト強性)を付与し、しかも高温下で
高い残留炭索道を残し、高い熱間強度を付与する利点が
あるが、室?M〜100Cの温度での経時変化が大きい
欠点がある。一方、溶剤としては、水、メタノールなど
の低級アルコール、エチレングリコールなどの多価アル
コールが用いられている。水および低級アルコール系溶
剤は、溶剤の気化が容易におこシ、施工あるいは成形ま
での保存期間中に、混合物の可塑性および湿潤性を失う
。この様な点からは、1高沸点の多価アルコールが適当
であるが、水系および低級アルコール系溶剤を用いた樹
脂溶液にくらべて、多価ア/L。
の温度域で容易に熱硬化し、耐火物にタールでは得られ
ない低温乾燥強度Qト強性)を付与し、しかも高温下で
高い残留炭索道を残し、高い熱間強度を付与する利点が
あるが、室?M〜100Cの温度での経時変化が大きい
欠点がある。一方、溶剤としては、水、メタノールなど
の低級アルコール、エチレングリコールなどの多価アル
コールが用いられている。水および低級アルコール系溶
剤は、溶剤の気化が容易におこシ、施工あるいは成形ま
での保存期間中に、混合物の可塑性および湿潤性を失う
。この様な点からは、1高沸点の多価アルコールが適当
であるが、水系および低級アルコール系溶剤を用いた樹
脂溶液にくらべて、多価ア/L。
コール(グリコール類)系溶剤を用いた樹脂溶液は、高
粘性である( 5000〜60000 cps/30
C:50チグリコール溶液の場合)0 このため、低粘性化(タール位の粘性;500〜150
0cps/30C)のためには、溶剤量を多く配合せざ
るをえず、実用時に多量の溶剤が揮発し、ワレや気孔率
の増加などによる耐火物の乾燥強度や高温強度の低下−
が著しくなシ、使用に耐えない。
粘性である( 5000〜60000 cps/30
C:50チグリコール溶液の場合)0 このため、低粘性化(タール位の粘性;500〜150
0cps/30C)のためには、溶剤量を多く配合せざ
るをえず、実用時に多量の溶剤が揮発し、ワレや気孔率
の増加などによる耐火物の乾燥強度や高温強度の低下−
が著しくなシ、使用に耐えない。
また、マグネシア、マグネシア−ドロマイト、マグネシ
ア−カーボン系などの原料を使用した塩基性耐火物は、
その耐食性が優秀であるため、その用途は拡大している
が、これらの塩基性耐火物にフェノール樹脂溶液を用い
る上で、最も困難な点はフェノール樹脂(ノボラック型
およびレゾール型フェノール41M脂)のフェノール骨
格の水酸基が弱酸件の性質を有しており、塩基性骨材と
化学反応を容易におこすことである。
ア−カーボン系などの原料を使用した塩基性耐火物は、
その耐食性が優秀であるため、その用途は拡大している
が、これらの塩基性耐火物にフェノール樹脂溶液を用い
る上で、最も困難な点はフェノール樹脂(ノボラック型
およびレゾール型フェノール41M脂)のフェノール骨
格の水酸基が弱酸件の性質を有しており、塩基性骨材と
化学反応を容易におこすことである。
本発明者らの基礎的研究では、例えばへ曳サミンを用い
ない熱可塑性のノボラック型フェノール樹脂のエチレン
グリコール溶液は、石灰およびドロマイトクリンカ−な
どの塩基性耐火物原料との反応をみると、石灰およびド
ロマイトクリンカ−は、室温〜100Cで容易に反応し
、混線中、又は、混線後の混合物の可塑性あるいは湿潤
性を著しく失い、充填性や施工性が悪くなり、又、マグ
ネシアクリンカ−については、石灰およびドロマイトク
リンカ−程ではないが、長期間の保存中に変質すること
を確認している。
ない熱可塑性のノボラック型フェノール樹脂のエチレン
グリコール溶液は、石灰およびドロマイトクリンカ−な
どの塩基性耐火物原料との反応をみると、石灰およびド
ロマイトクリンカ−は、室温〜100Cで容易に反応し
、混線中、又は、混線後の混合物の可塑性あるいは湿潤
性を著しく失い、充填性や施工性が悪くなり、又、マグ
ネシアクリンカ−については、石灰およびドロマイトク
リンカ−程ではないが、長期間の保存中に変質すること
を確認している。
本発明者らは、斯かる現状に鑑み、フェノール樹脂のも
つ、加熱および乾燥時の早強性および高い熱間強度を発
現する特性を失うことなく、低粘性で耐火材原料とのヌ
レ性もよく、混線が容易におこなえ、混線後の混合物の
可塑性および湿潤性が、室温および加温下(iooC以
下)の保存中にも失われず、耐火物の施工性及び成形性
に優れたフェノール樹脂バインダーをえるべく、フェノ
ール樹脂、硬化剤、溶剤の3面から鋭意研究を重ねてき
た。
つ、加熱および乾燥時の早強性および高い熱間強度を発
現する特性を失うことなく、低粘性で耐火材原料とのヌ
レ性もよく、混線が容易におこなえ、混線後の混合物の
可塑性および湿潤性が、室温および加温下(iooC以
下)の保存中にも失われず、耐火物の施工性及び成形性
に優れたフェノール樹脂バインダーをえるべく、フェノ
ール樹脂、硬化剤、溶剤の3面から鋭意研究を重ねてき
た。
その結果、融点45〜75Cのノボラック型フェノール
樹脂とベンジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂
との割合(wt%)が95=5〜60 : 40である
フェノール樹脂に、溶剤として、カルピトール、又は、
カルピトールとグリコールとの混合物を、20〜70
(wt%)配合してなることを特徴とする耐火物用バイ
ンダーを使用した場合に前記1〜5)の諸条件を兼ね備
えた不定形および不焼成の耐火物かえられることを見い
出した。
樹脂とベンジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂
との割合(wt%)が95=5〜60 : 40である
フェノール樹脂に、溶剤として、カルピトール、又は、
カルピトールとグリコールとの混合物を、20〜70
(wt%)配合してなることを特徴とする耐火物用バイ
ンダーを使用した場合に前記1〜5)の諸条件を兼ね備
えた不定形および不焼成の耐火物かえられることを見い
出した。
本発明は斯かる知見に基づき完成されたものである。
本発明の不定形および不焼成耐火物(以下本耐火物とい
う)用のバインダー(以下本発明組成物という)IIi
、タールと同程度の低粘性(100〜2000 ape
/30 C)であシ、かつその表面張力は33〜42
(dyn/m )であシ、通常のフェノール樹脂グリコ
ール溶液の4・8〜52(dyn/m )やフェノール
樹脂水溶液の55〜65(dyn/z)に比べて、かな
り小さな値を示しており、アルミナ、マグネシア、ドロ
マイト、黒鉛、炭化ケイ素、コークス、ピッチなどの耐
火材原料とのヌレに擾れている。従って、本発明組成物
を用いれば、耐火材原料との混合を室温および加温下で
容易に行ない得る。
う)用のバインダー(以下本発明組成物という)IIi
、タールと同程度の低粘性(100〜2000 ape
/30 C)であシ、かつその表面張力は33〜42
(dyn/m )であシ、通常のフェノール樹脂グリコ
ール溶液の4・8〜52(dyn/m )やフェノール
樹脂水溶液の55〜65(dyn/z)に比べて、かな
り小さな値を示しており、アルミナ、マグネシア、ドロ
マイト、黒鉛、炭化ケイ素、コークス、ピッチなどの耐
火材原料とのヌレに擾れている。従って、本発明組成物
を用いれば、耐火材原料との混合を室温および加温下で
容易に行ない得る。
また、本発明組成物を配合すれば得られる本耐火物に適
度の可塑性及び湿潤性を賦与し、耐火材原料を均一に分
散し得る。しかも本耐火物は、ioo’c以下の温度で
も硬化せず、保存期間中、可塑性および湿潤性が失われ
ず、バイブレーション、インパクトプレス、ラミング、
加圧などによる外力による、施工性及び成形性が良い。
度の可塑性及び湿潤性を賦与し、耐火材原料を均一に分
散し得る。しかも本耐火物は、ioo’c以下の温度で
も硬化せず、保存期間中、可塑性および湿潤性が失われ
ず、バイブレーション、インパクトプレス、ラミング、
加圧などによる外力による、施工性及び成形性が良い。
さらに、本耐火物は、乾燥及び加熱時の早強性に富み、
硬化させてえられる硬化物の熱間強度も大きく、優れた
耐食性(耐溶銑性及び耐スラグ性)を硬化物に賦与する
ことができる。このように本発明組成物をバインダーと
して配合してえられる本耐火物は、上記諸条件を具備し
、安定した品質の耐火物を製造することができる。
硬化させてえられる硬化物の熱間強度も大きく、優れた
耐食性(耐溶銑性及び耐スラグ性)を硬化物に賦与する
ことができる。このように本発明組成物をバインダーと
して配合してえられる本耐火物は、上記諸条件を具備し
、安定した品質の耐火物を製造することができる。
本発明組成物のノボラック型フェノール樹脂は塩酸、硫
酸、蓚酸などの酸性触媒下で、ホルムアルデヒド/フェ
ノール類のモル比が1以下で、フェノール類とホルムア
ルデヒドを反応して見られる融点45〜75Cの固形の
熱可塑付樹脂である。融点が75Cを超えるノボラック
型フェノール樹脂を用いる場合には本発明組成物の粘性
が非常に高くなシ、骨材との混練作業が困難になシ、こ
のため、バインダー液液量を増して配合せざるをえず、
気孔率の増大によシ高温強度が低下する。融点が45C
よシ小さい゛ものは、未反応のフェノール類が多量に存
在し、このようなノボラック型フェノール樹脂を使用し
ても、前記4.5)の条件を満足しえない。
酸、蓚酸などの酸性触媒下で、ホルムアルデヒド/フェ
ノール類のモル比が1以下で、フェノール類とホルムア
ルデヒドを反応して見られる融点45〜75Cの固形の
熱可塑付樹脂である。融点が75Cを超えるノボラック
型フェノール樹脂を用いる場合には本発明組成物の粘性
が非常に高くなシ、骨材との混練作業が困難になシ、こ
のため、バインダー液液量を増して配合せざるをえず、
気孔率の増大によシ高温強度が低下する。融点が45C
よシ小さい゛ものは、未反応のフェノール類が多量に存
在し、このようなノボラック型フェノール樹脂を使用し
ても、前記4.5)の条件を満足しえない。
また、本発明組成物において、硬化剤の働きをするベン
ジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂は、フェノ
ール類とホルムアルデヒドヲ、亜鉛、マグネシクム、カ
ルシウム、鉛などの2価金属の酸化物、水酸化物、また
は酢酸塩の触媒下で反応させて見られるものである。詳
しくは上記ベンジリックエーテル型熱硬化性フエノール
樹脂はホルムアルデヒド/フェノール類のモル比が1〜
3.0好ましくは1.2〜2.0で、フェノール類とホ
ルムアルデヒドを還流下で3〜6時間縮合させ、130
C以下の温度で減圧脱水してえられる粘稠状ないし半固
形状樹脂で50Cの粘度が5000〜50000cps
であり、その赤外吸収スペクトルは、1060ern”
にベンジリックエーテル結合に基づく強い特性吸収を示
すものであfi、130C以下では熱硬化しない樹脂で
ある。
ジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂は、フェノ
ール類とホルムアルデヒドヲ、亜鉛、マグネシクム、カ
ルシウム、鉛などの2価金属の酸化物、水酸化物、また
は酢酸塩の触媒下で反応させて見られるものである。詳
しくは上記ベンジリックエーテル型熱硬化性フエノール
樹脂はホルムアルデヒド/フェノール類のモル比が1〜
3.0好ましくは1.2〜2.0で、フェノール類とホ
ルムアルデヒドを還流下で3〜6時間縮合させ、130
C以下の温度で減圧脱水してえられる粘稠状ないし半固
形状樹脂で50Cの粘度が5000〜50000cps
であり、その赤外吸収スペクトルは、1060ern”
にベンジリックエーテル結合に基づく強い特性吸収を示
すものであfi、130C以下では熱硬化しない樹脂で
ある。
なお上記ノボラック型フェノール樹脂及び上記ベンジリ
ックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂の製造時に原料
として使用しうるフェノール類は、フェノール、パラク
レゾール、メタクレゾール、3,4−キシレノール、3
,5−キシレノール、あるいはこれらの混合物であるが
フェノールが特に好ましい。
ックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂の製造時に原料
として使用しうるフェノール類は、フェノール、パラク
レゾール、メタクレゾール、3,4−キシレノール、3
,5−キシレノール、あるいはこれらの混合物であるが
フェノールが特に好ましい。
本発明では、ノボラック型フェノール樹脂トペンジリツ
クエーテル型、熱硬化性フェノール樹脂とを併用するも
のであるが、前記の如くノボラック型フェノール樹脂は
熱可塑性であり、ベンジリックエーテル型熱硬化性フェ
ノール樹脂は130C以下では熱硬化しないもめである
から、本耐火物は、熱的に安定で呈l晶での長期保存性
にも優れ混練中のまさつ熱による昇温や加温混線という
条件下でも、熱硬化しない。
クエーテル型、熱硬化性フェノール樹脂とを併用するも
のであるが、前記の如くノボラック型フェノール樹脂は
熱可塑性であり、ベンジリックエーテル型熱硬化性フェ
ノール樹脂は130C以下では熱硬化しないもめである
から、本耐火物は、熱的に安定で呈l晶での長期保存性
にも優れ混練中のまさつ熱による昇温や加温混線という
条件下でも、熱硬化しない。
ノボラック型フェノール樹脂とベンジリックエーテル型
熱硬化性フェノール樹脂との割合(wtチ)は95:5
〜60:40とする。硬化剤としてのベンジリックエー
テル型熱硬化性フェノール樹脂量が5wt%以下では、
早強性、熱間強度も小さく、4096以上では、早強性
に変化がなく、熱間強度は塑に低下する。
熱硬化性フェノール樹脂との割合(wtチ)は95:5
〜60:40とする。硬化剤としてのベンジリックエー
テル型熱硬化性フェノール樹脂量が5wt%以下では、
早強性、熱間強度も小さく、4096以上では、早強性
に変化がなく、熱間強度は塑に低下する。
また、本発明では、ノボラック樹脂とベンジリックエー
テル型熱硬化性フェノール樹脂との割合(wt%)が9
5:5〜6〇二40であるフェノール樹脂を溶解し、か
つその樹脂蓄液の粘性が低く、かつ本耐火物に可塑性お
よび湿潤性を付与する溶剤を配合する。
テル型熱硬化性フェノール樹脂との割合(wt%)が9
5:5〜6〇二40であるフェノール樹脂を溶解し、か
つその樹脂蓄液の粘性が低く、かつ本耐火物に可塑性お
よび湿潤性を付与する溶剤を配合する。
本発明では溶剤として、カルピトールおよびカルピトー
ル誘導体を単独又は混合して用いることを必須とする。
ル誘導体を単独又は混合して用いることを必須とする。
カルピトール誘導体として、メチルカルピトール、ブチ
ルカルピトール、ジエチルカルピトール、ジブチルカル
ピトール、カルピトールアセテート、ブチルカルピトー
ルアセテート、メチルエチルカルピトール、ジプチルカ
ルピトールが列記できるが、カルピトールとメチルカル
ピトールが本発明で特に好ましい。まだ、本発明では溶
剤としてカルピトールとエチレンクリコール、ジエチレ
ングリコール、プロピレングリコ−ルのグリコールとの
混合物を用いるものである。この場合、グリコールの配
合量を増加すればする程、溶剤コストが低下するが、カ
ルピトールの粘性低下効果が減少する。
ルカルピトール、ジエチルカルピトール、ジブチルカル
ピトール、カルピトールアセテート、ブチルカルピトー
ルアセテート、メチルエチルカルピトール、ジプチルカ
ルピトールが列記できるが、カルピトールとメチルカル
ピトールが本発明で特に好ましい。まだ、本発明では溶
剤としてカルピトールとエチレンクリコール、ジエチレ
ングリコール、プロピレングリコ−ルのグリコールとの
混合物を用いるものである。この場合、グリコールの配
合量を増加すればする程、溶剤コストが低下するが、カ
ルピトールの粘性低下効果が減少する。
従って、本発明の混合溶剤としてのグリコールの配合量
は、本発明バインダーの用途によって決め、その必要特
性に応じて決定すれば良い。
は、本発明バインダーの用途によって決め、その必要特
性に応じて決定すれば良い。
しかし、エチレングリコール、プロピレングリコールを
用いたフェノール樹脂溶液は、塩基性耐火物と化学反応
をおこし、保存中の経時変化が金シ、塩基性耐火物のバ
インダーとして、使用できないが、ジエチレングリコー
ルは、塩基性耐火物と化学反応をおこさず、経時変化を
制御する効果があり、特にジエチレングリコールをカル
ピトールとの混合溶媒で用いることが好ましい。
用いたフェノール樹脂溶液は、塩基性耐火物と化学反応
をおこし、保存中の経時変化が金シ、塩基性耐火物のバ
インダーとして、使用できないが、ジエチレングリコー
ルは、塩基性耐火物と化学反応をおこさず、経時変化を
制御する効果があり、特にジエチレングリコールをカル
ピトールとの混合溶媒で用いることが好ましい。
また、セロソルブの合成時の残査物である粗製カルピト
ール(カルピトールとエチルトリエチレングリコールの
混合物)、やメトキシポリエチレングリコール(化学構
造: CH3−0−(CH2C1(20尤H:n=3〜
8)をカルピトールと併用した混合溶媒で用いることが
できる。
ール(カルピトールとエチルトリエチレングリコールの
混合物)、やメトキシポリエチレングリコール(化学構
造: CH3−0−(CH2C1(20尤H:n=3〜
8)をカルピトールと併用した混合溶媒で用いることが
できる。
フェノール樹脂とカルピトールとの割合(wt%)は3
0 : 70〜80:20である。フェノール樹脂1に
カs o%以上では、本発明組成物の粘度が高くなり、
混練が不均一になり、充填性が悪く施工性、成型性に欠
ける。また、30%以下では、本耐火物を硬化させて見
られる硬化物の熱間強度が低下する。
0 : 70〜80:20である。フェノール樹脂1に
カs o%以上では、本発明組成物の粘度が高くなり、
混練が不均一になり、充填性が悪く施工性、成型性に欠
ける。また、30%以下では、本耐火物を硬化させて見
られる硬化物の熱間強度が低下する。
本発明組成物を調整するに際しては特に限定゛)工ない
が、その好ましい一例として次に示す方法を挙げること
ができる。即ち上記ノボラック型フェノール樹脂とベン
ジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂を130C
以下の温度でカルピトールに溶解させることにより本発
明組成物が調整される。本発明組成物の使用に際しては
、特に制限がないが、耐火材原料に対して、5〜20
wt%程度添加し、従来公知の不定形および不焼成の耐
火物と同様の方法にて使用すればよい。
が、その好ましい一例として次に示す方法を挙げること
ができる。即ち上記ノボラック型フェノール樹脂とベン
ジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂を130C
以下の温度でカルピトールに溶解させることにより本発
明組成物が調整される。本発明組成物の使用に際しては
、特に制限がないが、耐火材原料に対して、5〜20
wt%程度添加し、従来公知の不定形および不焼成の耐
火物と同様の方法にて使用すればよい。
以上のような本発明組成物をバインダーとして使用した
本耐火物が前記1)〜3)の諸条件を満足するのは、本
発明組成物が融点45〜75Cの熱可塑性のノボラック
型フェノール樹脂と、130C以下では熱硬化しないベ
ンジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂とからな
るフェノール樹脂であり、かつ沸点が160〜295C
のカルピトール又はカルピトール誘導体を溶剤とするフ
ェノール樹脂溶液であるから、熱的に安定で、しかも、
低粘性であり、かつ、表面張力が低いため耐火材原料と
ヌレ易く、バインダー液量の低減化においても、容易に
混合でき、加圧や振動などの外力によって、流動しやす
く、施工性や成形性に優れる。特に、本発明組成物を用
いた塩基性耐火物は、塩基性耐火材原料特有の水和反応
を防ぎ、フェノール樹脂と塩基性耐火材原料との化学反
応もおこさず、長期に保存しても、混合物の可塑性およ
び湿潤性を失わず、施工性および成形性に優れるもので
ある。
本耐火物が前記1)〜3)の諸条件を満足するのは、本
発明組成物が融点45〜75Cの熱可塑性のノボラック
型フェノール樹脂と、130C以下では熱硬化しないベ
ンジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂とからな
るフェノール樹脂であり、かつ沸点が160〜295C
のカルピトール又はカルピトール誘導体を溶剤とするフ
ェノール樹脂溶液であるから、熱的に安定で、しかも、
低粘性であり、かつ、表面張力が低いため耐火材原料と
ヌレ易く、バインダー液量の低減化においても、容易に
混合でき、加圧や振動などの外力によって、流動しやす
く、施工性や成形性に優れる。特に、本発明組成物を用
いた塩基性耐火物は、塩基性耐火材原料特有の水和反応
を防ぎ、フェノール樹脂と塩基性耐火材原料との化学反
応もおこさず、長期に保存しても、混合物の可塑性およ
び湿潤性を失わず、施工性および成形性に優れるもので
ある。
本発明組成物がどのような機構によシ、本発明組成物を
バインダーとして使用°した不定形および不焼成の耐火
物において、この耐火物が前記4)、 5)の諸条件
を満足する優れた性能を有するかその詳細は未だ推測の
域をでないが、硬化剤としてのベンジリックエーテル型
熱硬化性フェノール樹脂は1000以上で始めてベンジ
リックエーテル結合が分解して、ホルマリンを発生しメ
チレン架橋を形成する以外に、耐火材原料(例えばアル
εす、マグネシア粉末)とベンジリックエーテル結合が
キレート結合を形成して架橋し、従来のへキサメチレン
テトラミンあルイi、i−レゾール型フェノール樹脂と
ことなル硬化機榊で、硬化が進行し、品温で安定な優れ
た物性ケ付与するものと思われる。
バインダーとして使用°した不定形および不焼成の耐火
物において、この耐火物が前記4)、 5)の諸条件
を満足する優れた性能を有するかその詳細は未だ推測の
域をでないが、硬化剤としてのベンジリックエーテル型
熱硬化性フェノール樹脂は1000以上で始めてベンジ
リックエーテル結合が分解して、ホルマリンを発生しメ
チレン架橋を形成する以外に、耐火材原料(例えばアル
εす、マグネシア粉末)とベンジリックエーテル結合が
キレート結合を形成して架橋し、従来のへキサメチレン
テトラミンあルイi、i−レゾール型フェノール樹脂と
ことなル硬化機榊で、硬化が進行し、品温で安定な優れ
た物性ケ付与するものと思われる。
なお、本発明組成物と通常のフェノール樹脂溶液とのC
aQとの反応性の比較した結果を宍1に示す。
aQとの反応性の比較した結果を宍1に示す。
−3!
表1から明らかに、通常のフェノール樹脂浴o、iL、
CaOと容易に反応し、塩基性耐火原料と混合するこ
とが不能であシ、本発明組成物は、新規なバインダーで
あり、広範囲の耐火物に利用できることを確認した。
CaOと容易に反応し、塩基性耐火原料と混合するこ
とが不能であシ、本発明組成物は、新規なバインダーで
あり、広範囲の耐火物に利用できることを確認した。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。
実施例1
フェノール1モルとポルムアルデヒド1.9モルに酢酸
亜鉛0.90 wt% (フェノールに対する6分率)
を加えて加熱して、260分間還流反応させた後、減圧
下に130C以下の温度で脱水して、ベンジリックエー
テル型熱硬化性フェノール樹脂(粘度22000 cp
s/ 50 G)をえた。
亜鉛0.90 wt% (フェノールに対する6分率)
を加えて加熱して、260分間還流反応させた後、減圧
下に130C以下の温度で脱水して、ベンジリックエー
テル型熱硬化性フェノール樹脂(粘度22000 cp
s/ 50 G)をえた。
この樹脂19部、融点60Cのノボラック型フェノール
樹脂31部、カルピトール50部を100℃で加熱溶解
し、粘度が750 cps/30 Gのバインダーをえ
た。
樹脂31部、カルピトール50部を100℃で加熱溶解
し、粘度が750 cps/30 Gのバインダーをえ
た。
電解アルミナ40部、耐火粘土20部、コークス20部
、炭化珪素20部に上記バインダーを15部を加えて混
峠して、溶鉱炉の出銑口充填材(マッド〕を得る。該マ
ッドは適度な可塑性、粘着性を有し、これを使用した場
合には、マッドガンの充填性も優れ、5分間以内という
極めて短時間で硬化すると共に、マッドガン内の焼付き
も殆んどなく、出銑状況は良好であった。
、炭化珪素20部に上記バインダーを15部を加えて混
峠して、溶鉱炉の出銑口充填材(マッド〕を得る。該マ
ッドは適度な可塑性、粘着性を有し、これを使用した場
合には、マッドガンの充填性も優れ、5分間以内という
極めて短時間で硬化すると共に、マッドガン内の焼付き
も殆んどなく、出銑状況は良好であった。
表2に、本発明組成物と従来品の特性を比較して示した
。
。
実m例2
コークス炉タールよシ抽出分離してえられる粗製タール
1/(組成ニアエノール31.3チ、0−メチルフェノ
ール10.6%、m−およびp−メチルフェノール33
.7チ、2,4および2,5ジメチルフェノール10.
1%、2,3および3,5−ジメチルフェノール11.
8%% 3.4−ジメチルフェノール2.5%ン53
%とフェノール47% のフェノール類1モルにホルム
アルデヒド0.71モル、蓚酸0.6%(フェノール類
に対する百分率)を加熱して、230分還流し、縮合後
、100 mt”agの減圧下に脱水して、暗褐色の融
点73Cのノボラック型メチルフェノール共縮合樹脂を
えた。
1/(組成ニアエノール31.3チ、0−メチルフェノ
ール10.6%、m−およびp−メチルフェノール33
.7チ、2,4および2,5ジメチルフェノール10.
1%、2,3および3,5−ジメチルフェノール11.
8%% 3.4−ジメチルフェノール2.5%ン53
%とフェノール47% のフェノール類1モルにホルム
アルデヒド0.71モル、蓚酸0.6%(フェノール類
に対する百分率)を加熱して、230分還流し、縮合後
、100 mt”agの減圧下に脱水して、暗褐色の融
点73Cのノボラック型メチルフェノール共縮合樹脂を
えた。
この樹脂31部、実施レリ1でえたベンジリックエーテ
ル型熱硬化性フェノール樹脂19部、カルピトール30
部、ジエチルカルピトール20部を100Cで加熱溶解
し、粘度が1200cps/30Cのバインダーをえた
。実施例1の耐火骨材100部に、上記バインダーを1
5部を加えて混練してマッドをえた。このマッドの特性
を表2に示した。
ル型熱硬化性フェノール樹脂19部、カルピトール30
部、ジエチルカルピトール20部を100Cで加熱溶解
し、粘度が1200cps/30Cのバインダーをえた
。実施例1の耐火骨材100部に、上記バインダーを1
5部を加えて混練してマッドをえた。このマッドの特性
を表2に示した。
実施 しり 3
実施例2の溶剤も組成〜會カルピトール30部、ジエチ
レングリコール20部に置換し、粘度が1800 cp
、s/ 30Cのバインダーをえた。上記バインダーを
15部を実施列1の耐火骨材100部に加えて混練し、
マッドを得た。このマッドの特性を表2に示した。
レングリコール20部に置換し、粘度が1800 cp
、s/ 30Cのバインダーをえた。上記バインダーを
15部を実施列1の耐火骨材100部に加えて混練し、
マッドを得た。このマッドの特性を表2に示した。
実施例4
フェノール1モルとホルムアルデヒド1.25モルに酢
酸亜鉛0.5wt%(フェノールに対する百分率)を加
えて加熱し、210分間還流反応させた後、減圧下に1
30C以下の温度で脱水して、ベンジリックエーテル型
熱硬化性フェノール樹脂(粘度6500 cpV′50
C)をえた。 この樹脂5、3部、M点49 cのノボ
ラック型フェノール樹脂29.7部、カルピトール42
部、メチルカルピトール13部、ジエチレングリコール
10部を100Cで加熱溶解し、粘度が240cps/
30Cのバインダーをえた。表3に示す耐火骨材100
部に、上記バインダー17部を加えて、混合し、スラリ
ー状の熱間補修材をえた。
酸亜鉛0.5wt%(フェノールに対する百分率)を加
えて加熱し、210分間還流反応させた後、減圧下に1
30C以下の温度で脱水して、ベンジリックエーテル型
熱硬化性フェノール樹脂(粘度6500 cpV′50
C)をえた。 この樹脂5、3部、M点49 cのノボ
ラック型フェノール樹脂29.7部、カルピトール42
部、メチルカルピトール13部、ジエチレングリコール
10部を100Cで加熱溶解し、粘度が240cps/
30Cのバインダーをえた。表3に示す耐火骨材100
部に、上記バインダー17部を加えて、混合し、スラリ
ー状の熱間補修材をえた。
このスラリーを150C,300C,600Cに保持し
た鉄板の型枠に流し込んで2時間保持し、常温に冷却し
付着強度を測定し、比較列とともに表4に示した。
た鉄板の型枠に流し込んで2時間保持し、常温に冷却し
付着強度を測定し、比較列とともに表4に示した。
実施例5
実施例4のバインダー中の溶剤組成をカルピトール30
部、ジブチルカルピトール7部、エチレングリコール2
8部として、粘度が330cpV/30Cのバインダー
をえ、表3の骨材配合100部にこのバインダー18部
を加えて、熱間補修材をえ、表4に付着強度を示した。
部、ジブチルカルピトール7部、エチレングリコール2
8部として、粘度が330cpV/30Cのバインダー
をえ、表3の骨材配合100部にこのバインダー18部
を加えて、熱間補修材をえ、表4に付着強度を示した。
この補修材はスクイズポンプ等の圧入機械によるポンプ
圧入に際し、パイプの閉塞もなく、100C付近の硬化
が進行しないため、補修が従来品よシもよシ容易におこ
なえ、150t:’以上の付着強度は、ヘキサミン添加
ノボラック樹脂溶液のものよシ、より高い値を示した。
圧入に際し、パイプの閉塞もなく、100C付近の硬化
が進行しないため、補修が従来品よシもよシ容易におこ
なえ、150t:’以上の付着強度は、ヘキサミン添加
ノボラック樹脂溶液のものよシ、より高い値を示した。
実施例6
実施例4のバインダー中の溶剤組成をカルピトール65
部として、粘度が150 cpsのバインダーを得、表
3の骨材配合100部に、このバインダー18部を加え
て熱間補修材をえた。
部として、粘度が150 cpsのバインダーを得、表
3の骨材配合100部に、このバインダー18部を加え
て熱間補修材をえた。
この補修材の付着強度を表4に示した。
実施[+!l 7
実施例2でえたバインダーを用いて、表4に・示す耐火
骨材と40分間加温混線(70〜90C)し、湿潤性の
ある坏土をえた。この坏土を油圧プレス(500’fz
偽2)で、60X120X240■形状に成形し、成形
後150Cで12時間加熱乾燥し、350Cで12時間
ベーキングして、不焼成耐火レンガをえた。このものの
特性を、比較品とともに、表5に示した。表5から明ら
かに、本発明組成物は従来品に比べて表面張力が低いた
め、バインダー添加量が少くてすみ、坏土の経時変化が
殆んどなく、成形後の牛角強度およびベーキング後の圧
縮強度が共に高く、かつ嵩比重が大きく充填性に優れて
いる。
骨材と40分間加温混線(70〜90C)し、湿潤性の
ある坏土をえた。この坏土を油圧プレス(500’fz
偽2)で、60X120X240■形状に成形し、成形
後150Cで12時間加熱乾燥し、350Cで12時間
ベーキングして、不焼成耐火レンガをえた。このものの
特性を、比較品とともに、表5に示した。表5から明ら
かに、本発明組成物は従来品に比べて表面張力が低いた
め、バインダー添加量が少くてすみ、坏土の経時変化が
殆んどなく、成形後の牛角強度およびベーキング後の圧
縮強度が共に高く、かつ嵩比重が大きく充填性に優れて
いる。
実施例8
実施例3で得たバインダーを用いて、表5に示す耐火骨
材と加温混練し、湿潤性のある坏土を得た。この坏土を
実施例7と同様の成形およびベーキングをして、不焼成
耐火レンガをえた。
材と加温混練し、湿潤性のある坏土を得た。この坏土を
実施例7と同様の成形およびベーキングをして、不焼成
耐火レンガをえた。
この特性を表5に示す。
実施例9
表6に示す耐火骨材に、実施例1のバインダーを添加し
、100Cで加熱混合し、700Kf/、、zの成形圧
で成形し、350Cの温度でベーキング処理してドロマ
イトマグネシア不焼成レンガをえた。このものの特性を
、従来のタールと比較して表6に示した。製造面におい
て、タール同等の加熱混合がおこなえ、耐圧強1度は、
タールに比べ、2倍の値を示し・、フェノール樹脂のも
つ特性が発揮されている。さらに、室温保存における耐
消化性では、従来のタール品は、5〜7日間でレンガに
亀裂が生じたが、実施例9のレンガは、21日後も異状
はみとめられなかった。
、100Cで加熱混合し、700Kf/、、zの成形圧
で成形し、350Cの温度でベーキング処理してドロマ
イトマグネシア不焼成レンガをえた。このものの特性を
、従来のタールと比較して表6に示した。製造面におい
て、タール同等の加熱混合がおこなえ、耐圧強1度は、
タールに比べ、2倍の値を示し・、フェノール樹脂のも
つ特性が発揮されている。さらに、室温保存における耐
消化性では、従来のタール品は、5〜7日間でレンガに
亀裂が生じたが、実施例9のレンガは、21日後も異状
はみとめられなかった。
実施例3のバインダーを用いて、表6に示す耐火骨材と
100Cで加熱混合して、実施例9と同様と同様の成形
およびベーキングをして、ドロマイト−マグネシア焼成
レンガを得た。その特性を表6に示す。
100Cで加熱混合して、実施例9と同様と同様の成形
およびベーキングをして、ドロマイト−マグネシア焼成
レンガを得た。その特性を表6に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 融点45〜75Cのノボラック型フェノール11脂
とベンジリックエーテル型熱硬化性フェノール樹脂との
割合(wt%)が95:5〜60 :40であるフェノ
ール樹脂に、溶剤としてカルピトールおよびカルピトー
ル誘導体を単独または混合して20〜70 (wt%)
配合してなることを特徴とする耐火物用バインダー。 2 溶剤が、カルピトールとグリコールとの混合物であ
る特許請求の範囲第1項記載の耐火物用バインダー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57092778A JPS58213672A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 耐火物用バインダ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57092778A JPS58213672A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 耐火物用バインダ− |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58213672A true JPS58213672A (ja) | 1983-12-12 |
JPS6144831B2 JPS6144831B2 (ja) | 1986-10-04 |
Family
ID=14063874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57092778A Granted JPS58213672A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 耐火物用バインダ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58213672A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006124227A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Dainippon Ink & Chem Inc | 耐火物用バインダー組成物 |
WO2014069124A1 (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | 旭有機材工業株式会社 | 樹脂組成物及びそれを用いて得られる、炭素繊維強化複合材料の前駆体、炭素繊維強化複合材料並びに炭素繊維強化炭素材料 |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP57092778A patent/JPS58213672A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006124227A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Dainippon Ink & Chem Inc | 耐火物用バインダー組成物 |
WO2014069124A1 (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | 旭有機材工業株式会社 | 樹脂組成物及びそれを用いて得られる、炭素繊維強化複合材料の前駆体、炭素繊維強化複合材料並びに炭素繊維強化炭素材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6144831B2 (ja) | 1986-10-04 |
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