WO2016180559A1 - Versatz zur herstellung eines grünkörpers zur herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen erzeugnisses, verfahren zur herstellung eines solchen grünkörpers sowie ein hierdurch hergestellter grünkörper - Google Patents

Versatz zur herstellung eines grünkörpers zur herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen erzeugnisses, verfahren zur herstellung eines solchen grünkörpers sowie ein hierdurch hergestellter grünkörper Download PDF

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Definitions

  • Offset for producing a green body for producing a refractory carbon-bonded product ses method for producing such a
  • the invention relates to an offset for producing a green body for producing a refractory carbon-bonded product, a
  • refractory product in the sense of the invention refers in particular refractory ceramic products with an operating temperature of over 600 ° C and preferably refractory materials according to DIN 5 1060, ie materials with a cone drop point greater than SK 17.
  • the determination of the cone drop point can in particular according to DIN EN 993-12.
  • an offset designates a composition of one or more components, by means of which a refractory product can be produced by means of a temperature treatment, that is to say in particular by means of a fire.
  • Refractory products are also in the form of refractory
  • Carbonaceous products are subject to carbon sequestration, which interconnects the refractory raw materials of the product.
  • Refractory carbon-bonded products are made from offsets
  • the sen at least one refractory base material and at least one carbon support as components sen.
  • the carbon of the carbon support forms a carbon bond through which the refractory base materials are joined together.
  • the essential components of an offset for producing a refractory carbon-bonded product in addition to at least one refractory base and the at least one carbon carrier, are further at least one binder which provides sufficient strength to the shaped, unfired offset.
  • the offset can be more
  • Components include sen, for example, antioxidants in the form of
  • Binded, shaped, unfired offsets are also referred to as green bodies.
  • Green body at the prevailing temperatures off.
  • a binder for offsets for the production of green bodies from which by means of temperature then a refractory
  • carbon-bonded product can be produced, in particular, synthetic resin is used, in particular, for example, in the form of novolacs. Since novolacs are solid at room temperature, the use of
  • Novolaks as binders are made in two ways: First, in dissolved form, in particular organic solvents are used, or in powder form as a so-called powder resin. It is also possible to melt the novolak at temperatures in the range of 70 ° C and 100 ° C and the processing of the set with the molten novolak offset in hot operation.
  • Powder resin usually do not reach a sufficient green state stability.
  • the use of novolak in hot operation is particularly difficult, since the crosslinking resin is generally difficult to handle both in the green body and in the units used for melting.
  • the invention has for its object to produce an offset for producing a green body for producing a refractory carbon-bonded product, by which such a green body is particularly easy to manufacture.
  • the offset should be made up in such a way that it has a binder that gives the body a good
  • the offset or the Binder of the offset be very easy to handle, especially in the units used for processing the offset. Furthermore, the binder used for the offset should be as free of
  • Another object of the invention is to provide a method for
  • Another object of the invention is to provide a green body which can be produced by such a method.
  • an offset for the production of a green body for producing a refractory carbon-bonded product ses which comprises the following components stas:
  • At least one refractory base At least one refractory base
  • At least one carbon carrier such as
  • At least one binder comprising a resin and at least one initiator which initiates a curing reaction of the resin by ionizing radiation.
  • the binder has at least one initiator which initiates a curing reaction of the resin by ionizing radiation.
  • the binder of the inventive offset in particular, for example, an epoxy resin or acrylate resin-based binder of
  • the offset according to the invention is particularly easy to handle.
  • desired time can be initiated simply by the fact that s the inventive offset of such ionizing radiation is subjected, s initiates the s initiator a curing reaction of the resin.
  • the offset according to the invention can in principle be used to produce any refractory carbon-bonded product.
  • the offset according to the invention may comprise one or more refractory raw materials, which according to the prior art in
  • the offset may include, for example, one or more natural or synthetic raw materials known in the art for producing refractory carbon-bonded ones
  • Products include, in particular, for example, one or more raw materials based on B as one or more of the following oxides: MgO, Al 2 O 3 , Si0 2 or Zr0 2 .
  • the at least one refractory base material can be formed, for example, from one or more of the following raw materials: sintered magnesia, fused magnesia, sintered corundum,
  • the offset of the invention may have a proportion of refractory base, for example in the range of 60 to 98 Mas se-%, ie
  • the at least one refractory base material may for example be formed from one or more of the following raw materials: fused magnesia or sintered magnesia.
  • the at least one refractory base material may for example be formed from one or more of the following raw materials: fused magnesia, sintered magnesia, fused alumina, sintered corundum, Bauxite, spinel or calcined clay.
  • the at least one carbon carrier may be one or more carbon carriers used regularly in offsets to produce a refractory carbonaceous product according to the prior art, eg, at least one of the following raw materials: graphite or carbon black.
  • Carbon support, the inventive offset, for example, in a proportion in the range of 1 to 30 Mas se-% have, ie, for example, in a proportion of at least 2, 3, 4 or 5 mass% and, for example in even in a proportion of at most 28, 26, 24, 22, 20, 19, 18, 17, 16 or 15 mass.
  • the offset according to the invention comprises at least one binder which comprises a resin and at least one initiator, the initiator being one which, by ionizing irradiation, has one
  • the resin of the binder may include radically curable resins such as acrylate resins or ionic curable resins such as
  • Vinyl ether resins or epoxy resins are examples of vinyl ether resins or epoxy resins.
  • an initiator is preferably provided which generates radicals by ionizing radiation, and thereby initiates the curing reaction of the resin. In this case, by the radicals released such a chain reaction of the resin sets in motion that this polymerized and thereby cured.
  • an initiator is preferably one which releases protons by ionizing radiation, and thereby initiates the curing reaction of the resin.
  • a chain reaction of the resin is set in motion by the released protons, which polymerizes and hardens it.
  • the offset according to the invention may comprise a binder, for example in one
  • the binder is preferred
  • the resin comprising the binder has end groups suitable for the polymerization, such as epoxide or vinyl ether end groups. As far as the resin is an epoxy resin, this has cationic
  • Epoxy groups of the epoxy resin react with themselves until this
  • the resin of the binder in the form of an epoxy resin may in principle be any epoxy resin or an epoxy group-functionalized resin which is cationically polymerizable
  • Epoxy resin around an epoxy novolac may be provided which has at least one of the following properties:
  • the advantage of the at least two epoxide groups or of the aromatic rings is, in particular, rapid curing of the resin.
  • the advantage of the low molecular weight is that the binder can be in liquid form.
  • the epoxy resin can also be added to so-called reactive diluents, which lower the viscosity of the epoxy resin and participate in the polymerization or curing reaction during curing.
  • Photoinitiator before which releases protons by ionizing radiation to initiate polymerization of the epoxy resin when exposed to ionizing radiation.
  • the initiator is a cationic initiator which releases protons or H + ions by ionizing radiation.
  • the initiator is in particular a photoinitiator, in particular a cationic one
  • the initiator of the binder of the inventive offset which releases protons by ionizing radiation, is particularly preferably at least one onium salt, for example at least one of the following onium salts: oxonium salt, sulfonium salt, diaconium salt. Salt, phosphonium salt, arsonium salt, ammonium salt or a halonium salt, such as, for example, bromonium salt or iodonium salt.
  • those salts are selected which release protons or H + ions upon irradiation with ionizing radiation.
  • the anion is generally freely selectable, wherein said anion, for example, from the group consisting of hexafluoroantimonate (SbF ö) pentafluorophenylborate (B [C ⁇ F5] 4 ⁇ ), Hexafluoroarsenate (AsF 6 " ), hexafluorophosphate (PF 6 ⁇ ),
  • Particularly preferred initiator may be an onium salt selected from the group consisting of: diaryliodonium salt or
  • Triarylsulfonium salt can have an anion in the form of hexafluoroantimonate.
  • the initiator in particular as far as it is present in the form of the onium salts disclosed herein, for example, in a proportion of 0, 1 to 30 Mas se-%, based on the Automatmas se of the binder, that is, for example, in one part of at least 0.5 mass%, 1 mass%, 2 mass%, 3 mass%, 4 mass% or 5 mass% and
  • the remaining Mas senanteile of the binder are each of the resin of the invention, in particular an epoxy resin
  • an initiator which generates free radicals by ionizing radiation and thereby initiates the curing reaction of the resin.
  • the generated radicals such a radical chain polymerization of the resin sets in motion, the latter polymerizes this and hardens it.
  • radically curable resins are provided in the binder of the inventive offset, this is understood according to the invention to mean the monomers or oligomers obtained by homopolymerization or
  • Copolymerization can be made to react such that they form by free radical chain polymerization, the resin in question.
  • the binder may, for example, comprise one or more of the following resins: acrylate resin, vinyl ester resin,
  • the binder may comprise the monomers or oligomers which are crosslinkable or curable to these resins. As far as can on the known from the prior art monomers or oligomers are used.
  • the free-radically curable resin is particularly preferably in the form of an acrylate resin.
  • the binder for the polymerization of acrylate resin for example, the binder for the polymerization of acrylate resin
  • the binder may, for example, contain at least one of the following monomers: styrene, butadiene or acrylonitrile.
  • the binder may also contain multifunctional compounds, for example
  • Hexanediol diacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate or trimethylolpropane triacrylate may be the binder itself or, for example, one
  • Reactive diluent Acrylate resin as a reactive diluent (reactive diluent) to be added.
  • the initiator is a radical initiator or a
  • the initiator is in particular a radical photoinitiator.
  • the radical initiator of the binder of the inventive offset by
  • ionizing radiation generates free radicals selected from the group: aromatic-aliphatic ketones, wholly aromatic ketones, substituted phosphine oxides, peroxo compounds and diazo compounds.
  • the radical initiator of the binder of the inventive offset can be selected from the following group: 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone, 2-methyl-1 - [4- (methylthio) phenyl] -2- morpholinopropan-1-one, benzophenone, ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphinate, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide,
  • the radical initiator may be present, for example, in a proportion of 0.1 to 30 mass%, based on the total mass of the binder, that is to say for example in an amount of at least 0.5 mass%, 1 mass%. , 2% by mass, 3% by mass, 4% by mass or 5% by mass and
  • the remaining Mas senanteile of the binder are each occupied by the resin of the invention, for example, an acrylate resin.
  • the offset of the invention may comprise one or more antioxidants, in particular antioxidants, which may comprise offsets for the production of refractory carbon-bonded products according to the prior art, that is, for example, one or more of the following antioxidants: aluminum powder, silicon powder, aluminum-magnesium powder Alloys, carbides or borides.
  • the offset for example, in a proportion of less than 2% by mass, ie, for example, in a proportion of less than 1% by mass.
  • the offset for example, in a proportion of less than 2% by mass, ie, for example, in a proportion of less than 1% by mass.
  • Antioxidants in a proportion of at least 0, 1 mass%, ie
  • Polymerization chain reaction of the resin in particular as far as in shape an epoxy resin or acrylate resin is present, can react very sensitively to other components, so the s the polymerization of the resin by further components, in addition to the inventively provided
  • the offset according to the invention in addition to the components disclosed herein, ie in addition to at least one refractory base material, at least one carbon support,
  • Plasticizers which are in addition to the resin in the offset reacts.
  • the total mass of thermoplastics, elastomers and plasticizers present in the offset is less than 3 mass%, in particular less than 2, 1 or 0.5 mass%.
  • the invention also provides a process for the preparation of a
  • the offset Exposing the offset of such ionizing radiation that s the initiator initiates a curing reaction of the resin, so in particular the initiator releases protons or radicals through which the resin hardens cationic or free-radical.
  • the offset is exposed to ionizing radiation in the form of X-radiation or gamma radiation.
  • X-radiation or gamma radiation for initiating the polymerization of the resin also has the advantage, in particular, that X-ray radiation is relatively easy to handle nowadays and therefore can also be used on an industrial scale for curing the offset according to the invention.
  • the invention has been found that by X-rays or gamma radiation polymerization of the resin is very easy and fast to carry out.
  • Gamma radiation can, for example, in a closed-Senen
  • the offset for curing the binder in particular a radiation dose in the range of 1 to 100 kGy, and particularly preferably a radiation dose in the range of 7 to 40 kGy, so for example a radiation dose of at least 15 kGy and for example a radiation dose of not more than 22 kGy.
  • the offset is applied with a radiation power in the range of 1 to 7 kGy per minute.
  • the dose rate is basically arbitrary, but may preferably be at least 0.1 kGy / min.
  • Radiation power to record the above-mentioned preferred radiation dose in the offset for example, exposed for a period in the range of 20 s to 60 min, preferably for a period in the range of 2 to 30 min or 3 to 20 min.
  • Radiation connects a post-treatment step.
  • Radiation connects a post-treatment step.
  • the offset is applied after a complete polymerization of the resin with temperature. Because
  • the s was determined by such
  • the offset is applied after its exposure to ionizing radiation at a temperature in the range of 50 to 200 ° C, ie, for example, with a temperature of at least 60, 70 or 80 ° C and, for example, with a temperature of at most 1 80, 160, 140, 120 or 1 10 ° C.
  • the offset can be subjected to a temperature of about 90 ° C.
  • the offset can be applied in an oven with such a temperature.
  • the invention also provides a green body for producing a refractory carbon-bonded product, which is produced by the method according to the invention.
  • the green body is subjected to a subsequent temperature treatment, in particular during the intended use of the green body or the refractory carbon-bonded product formed therefrom ses.
  • the inventive offset according to embodiment 1 contains the components in the mass fractions according to the following Table 1. Component proportion [% by mass]
  • a refractory base material was in the form of fused magnesia.
  • the grain size of the enamel magnesia was in the range of greater than 0 to 5 mm.
  • the fused had a content of MgO of 98 mass% and 2% of secondary phases, especially in the form of CaO, Si0 2, A1 2 0 3 and Fe 2 0. 3
  • the carbon carrier of the offset according to Embodiment 1 was in the form of graphite with a content of carbon of 94 mass%.
  • the binder had an epoxy novolak content of 85% by mass and a content of 15% by mass of a triarylsulfonium hexafluoroantimony salt initiator
  • the appropriately prepared offset was mixed for 10 minutes at a temperature of 50 ° C. Subsequently, the mixed offset was allowed to rest.
  • the offset was then formed by Pres sen into a shaped body and then this shaped body with X-radiation with a
  • This green body was subjected to an after-treatment step at a temperature of 90 ° C, whereby the strength values of the green body were verbes sert.
  • the offset corresponds to embodiment 1 with the only difference that the binder s a portion of resin in the form of acrylate resin, namely
  • Pentaerythritoltriacrylate (CAS number 3524-68-3) of 85 mass% and a content of an initiator in the form of ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphinat of 15 mass% had, each based on the Automatmas se of Binders, up.
  • the appropriately prepared offset was mixed for 10 minutes at a temperature of 50 ° C. Subsequently, the mixed offset was allowed to rest.
  • the offset was then formed by Pres sen into a shaped body and then this shaped body with X-radiation with a
  • This green body was subjected to an after-treatment step at a temperature of 90 ° C, whereby the strength values of the green body were verbes sert.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Grünkörpers sowie ein durch ein solches Verfahren hergestellten Grünkörper.

Description

Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnis ses , Verfahren zur Herstellung eines solchen
Grünkörpers sowie ein hierdurch hergestellter Grünkörper
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses , ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen Grünkörpers sowie ein durch ein solches Verfahren hergestellten Grünkörper.
Der Begriff „feuerfestes Erzeugnis" im Sinne der Erfindung bezeichnet insbesondere feuerfeste keramische Erzeugnisse mit einer Einsatztemperatur von über 600°C und bevorzugt feuerfeste Werkstoffe gemäß DIN 5 1060, also Werkstoffe mit einem Kegelfallpunkt größer S K 17. Die Ermittlung des Kegelfallpunktes kann insbesondere gemäß DIN EN 993 - 12 erfolgen.
Ein Versatz bezeichnet bekanntermaßen eine Zusammensetzung aus einer oder mehreren Komponenten, durch die mittels einer Temperaturbehandlung, also insbesondere mittels eines Brandes , ein feuerfestes Erzeugnis herstellbar ist. Feuerfeste Erzeugnis se sind auch in Form von feuerfesten
kohlenstoffgebundenen Erzeugnis sen bekannt. In solch feuerfesten
kohlenstoffgebundenen Erzeugnis sen herrscht eine Kohlenstoffbindung vor, über die die feuerfesten Grundstoffe des Erzeugnisses miteinander verbunden sind.
Feuerfeste kohlenstoffgebundene Erzeugnisse werden aus Versätzen
hergestellt, die wenigstens einen feuerfesten Grundstoff sowie wenigstens einen Kohlenstoffträger als Komponenten umfas sen. Bei einer
Temperaturbeaufschlagung eines solchen Versatzes bildet der Kohlenstoff der Kohlenstoffträger eine Kohlenstoffbindung aus , über die die feuerfesten Grundstoffe miteinander verbunden werden.
Die wesentlichen Komponenten eines Versatzes zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses sind neben wenigstens einem feuerfesten Grundstoff und dem wenigstens einen Kohlenstoffträger ferner wenigstens ein Binder, der dem geformten, ungebrannten Versatz eine ausreichende Festigkeit verleiht. Daneben kann der Versatz weitere
Komponenten umfas sen, beispielsweise Antioxidantien in Form von
Metallpulvern aus Aluminium oder Silicium, um eine Oxidation des
Kohlenstoffs zu unterdrücken.
Über einen Binder gebundene, geformte, ungebrannte Versätze werden auch als Grünkörper bezeichnet. Die Kohlenstoffbindung zur Ausbildung des feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses aus einem solchen
Grünkörper bildet sich in der Regel erst im Betriebseinsatz dieses
Grünkörpers bei den dort herrschenden Temperaturen aus . Als Binder für Versätze zur Herstellung von Grünkörpern, aus denen mittels Temperaturbeaufschlagung anschließend ein feuerfestes
kohlenstoffgebundenes Erzeugnis herstellbar ist, wird insbesondere auch Kunstharz verwendet, insbesondere beispielsweise in Form von Novolaken. Da Novolake bei Raumtemperatur fest sind, kann die Verwendung von
Novolaken als Binder auf zwei Arten erfolgen: Zum einen in gelöster Form, wobei insbesondere organische Lösungsmittel zur Anwendung kommen, oder in Pulverform als sogenanntes Pulverharz. Möglich ist auch ein Aufschmelzen des Novolaks bei Temperaturen im Bereich von 70 °C und 100°C und die Bearbeitung des mit dem aufgeschmolzenen Novolak angemachten Versatzes im Heißbetrieb .
Die Handhabung solch in organischen Lösungsmitteln gelösten Novolaken ist nicht unproblematisch, da zahlreiche der verwendeten Lö sungsmittel beispielsweise gesundheitsgefährdend sind. Soweit Novolak als Pulverharz verwendet wird, läs st sich durch Verwendung allein eines solchen
Pulverharzes in der Regel keine ausreichende Grünstandfestigkeit erreichen. Besonders schwierig ist schließlich auch die Verwendung von Novolak im Heißbetrieb, dass das sich vernetzende Harz sowohl im Grünkörper als auch in den zum Aufschmelzen verwendeten Aggregaten in der Regel nur schwer zu handhaben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses herzustellen, durch welchen ein solcher Grünkörper besonders einfach herzustellen ist. Insbesondere soll der Versatz derart konfektioniert sein, das s dieser einen Binder aufweist, der dem Körper eine gute
Grünstandfestigkeit verleiht. Ferner soll der Versatz beziehungsweise der Binder des Versatzes sehr einfach zu handhaben sein, insbesondere auch in den für eine Verarbeitung des Versatzes verwendeten Aggregaten. Ferner soll der für den Versatz verwendete Binder möglichst frei von
gesundheitsgefährdenden Substanzen sein.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur
Herstellung eines Grünkörpers aus einem solchen Versatz zur Verfügung zu stellen .
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen durch ein solches Verfahren herstellbaren Grünkörper zur Verfügung zu stellen.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt ein Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnis ses , welcher die folgenden Komponenten umfas st:
Wenigstens einen feuerfesten Grundstoff;
wenigstens einen Kohlenstoffträger; sowie
wenigstens einen Binder, der ein Harz sowie wenigstens einen Initiator, welcher durch ionisierende Strahlung eine Härtungsreaktion des Harzes initiiert, umfas st.
Überraschend wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass die vorgenannten Aufgaben durch einen solchen, erfindungsgemäßen Versatz gelöst werden können. Dabei wurde überraschend festgestellt, das s aus einem
erfindungsgemäßen Versatz ein Grünkörper zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnis ses herstellbar ist, indem der
erfindungsgemäße Versatz durch ionisierende Bestrahlung bestrahlt wird. Insoweit weist der Binder wenigstens einen Initiator auf, welcher durch ionisierende Bestrahlung eine Härtungsreaktion des Harzes initiiert.
Der Binder des erfindungsgemäßen Versatzes, insbesondere beispielsweise ein auf Epoxidharz oder Acrylatharz basierender Binder des
erfindungsgemäßen Versatzes , mus s daher nicht mit organischen
Lösungsmitteln, die gesundheitsgefährdende Sub stanzen aufweisen könnten, angemacht werden. Ferner ist der erfindungsgemäße Versatz besonders einfach zu handhaben. So kann die Polymerisation des Harzes des Binders und damit die Härtung des Versatzes zu einem Grünkörper zu einem
gewünschten Zeitpunkt ganz einfach dadurch initiiert werden, das s der erfindungsgemäße Versatz einer solchen ionisierenden Strahlung unterworfen wird, das s der Initiator eine Härtungsreaktion des Harzes initiiert.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, das s es bei der Aushärtung des Binders des erfindungsgemäßen Versatzes aufgrund der dabei herrschenden
Temperaturen, die geringer sind als bei den gemäß dem Stand der Technik verwendeten Bindern, zu wesentlich geringeren Spannungen im Grünkörper kommt als in solchen Grünkörpern, die gemäß dem Stand der Technik hergestellt werden. Insoweit wurde festgestellt, das s die aus Grünkörpern, die durch einen erfindungsgemäßen Versatz hergestellt sind, hergestellten feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisse bessere feuerfeste
Eigenschaften als solche Erzeugnisse aufweisen, die aus Grünkörpern gemäß dem Stand der Technik hergestellt sind. Insbesondere die Festigkeit von Erzeugnissen, die auf B asis eines erfindungsgemäßen Versatzes hergestellt sind, ist in der Regel bes ser als die Festigkeit von Erzeugnissen, die durch Versätze nach dem Stand der Technik hergestellt sind. Ferner wurde erfindungsgemäß festgestellt, das s die Aushärtung des Binders durch die Polymerisation des Harzes, insbesondere eines Epoxidharzes oder eines Acrylatharzes , wesentlich schneller voranschreitet als die Vernetzung in Bindern, die gemäß dem Stand der Technik für gattungsgemäße Versätze verwendet werden. Dies ist insbesondere unter prozesstechnischen
Gesichtspunkten sehr vorteilhaft.
Der erfindungsgemäße Versatz kann grundsätzlich zur Herstellung eines beliebigen feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnis ses verwendet werden. Insofern kann der erfindungsgemäße Versatz einen oder mehrere feuerfeste Grundstoffe umfassen, die gemäß dem Stand der Technik in
Versätzen zur Herstellung von feuerfesten kohlenstoffgebundenen
Erzeugnissen vorhanden sind. Insoweit kann der Versatz beispielsweise einen oder mehrere natürliche oder synthetische Rohstoffe, die gemäß dem Stand der Technik zur Herstellung von feuerfesten kohlenstoffgebundenen
Erzeugnissen verwendet werden, umfassen, insbesondere beispielsweise einen oder mehrere Rohstoffe auf B asis eines oder mehrerer der folgenden Oxide: MgO, AI2O3 , Si02 oder Zr02. Insoweit kann der wenigstens eine feuerfeste Grundstoff beispielsweise aus einem oder mehreren der folgenden Rohstoffe gebildet sein: Sintermagnesia, Schmelzmagnesia, Sinterkorund,
Schmelzkorund, Bauxit, Spinell, calcinierte Tonerde, Quarz oder Zirkon.
Der erfindungsgemäße Versatz kann einen Anteil an feuerfestem Grundstoff beispielsweise im Bereich von 60 bis 98 Mas se- % aufweisen, also
beispielsweise auch einen Anteil an feuerfesten Grundstoff von wenigstens 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78 oder 80 Masse- % und beispielsweise auch einen Anteil an feuerfesten Grundstoff von höchstens 97 , 96 oder
95 Masse-% . Soweit im Einzelfall nicht anders angegeben, sind alle hierin gemachten Angaben in Mas se- % jeweils bezogen auf die Mas se der j eweiligen
Komponente in Bezug auf die Gesamtmas se des erfindungsgemäßen
Versatzes .
Soweit der erfindungsgemäße Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses in Form eines Magnesiakohlenstofferzeugnis ses dient, kann der wenigstens eine feuerfeste Grundstoff beispielsweise aus einem oder mehreren der folgenden Rohstoffe gebildet sein: Schmelzmagnesia oder Sintermagnesia.
Soweit der erfindungsgemäße Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses in Form eines Alumina-Magnesia-Kohlenstofferzeugnis ses dient, kann der wenigstens eine feuerfeste Grundstoff beispielsweise gebildet sein aus einem oder mehreren der folgenden Rohstoffe: Schmelzmagnesia, Sintermagnesia, Schmelzkorund, Sinterkorund, Bauxit, Spinell oder calcinierte Tonerde.
Bei dem wenigstens einen Kohlenstoffträger kann es sich um einen oder mehrere Kohlenstoffträger handeln, die in Versätzen zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses gemäß dem Stand der Technik regelmäßig eingesetzt werden, also beispielsweise um wenigstens einen der folgenden Rohstoffe : Graphit oder Ruß .
Kohlenstoffträger kann der erfindungsgemäße Versatz beispielsweise in einem Anteil im Bereich von 1 bis 30 Mas se- % aufweisen, also beispielsweise auch in einem Anteil von wenigstens 2, 3 , 4 oder 5 Masse-% und beispielsweise in auch in einem Anteil von höchstens 28 , 26, 24, 22, 20, 19, 18 , 17 , 16 oder 15 Masse- .
Erfindungsgemäß umfas st der erfindungsgemäße Versatz wenigstens einen Binder, der ein Harz sowie wenigstens einen Initiator umfas st, wobei der Initiator ein solcher ist, der durch ionisierende Bestrahlung eine
Härtungsreaktion des Harzes initiiert.
Das Harz des Binders können radikalisch härtbare Harze, wie beispielsweise Acrylatharze, oder ionisch härtbare Harze, wie beispielsweise
Vinyletherharze oder Epoxidharze, sein .
Soweit radikalisch härtbare Harze vorgesehen sind, ist als Initiator bevorzugt ein solcher vorgesehen, der durch ionisierende Bestrahlung Radikale generiert, und hierdurch die Härtungsreaktion des Harzes initiiert. Dabei wird durch die freigesetzten Radikale eine solche Kettenreaktion des Harzes in Gang setzt, dass dieses polymerisiert und dabei aushärtet.
Soweit ionisch härtbare Harze vorgesehen sind, ist als Initiator bevorzugt ein solcher vorgesehen, der durch ionisierende Bestrahlung Protonen freisetzt, und hierdurch die Härtungsreaktion des Harzes initiiert. Dabei wird durch die freigesetzten Protonen eine solche Kettenreaktion des Harzes in Gang setzt, das s dieses polymerisiert und dabei aushärtet.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, das s der Binder
unterschiedliche Harze oder Initiatoren umfas st, wobei wenigstens ein solches Harz und wenigstens ein solcher Initiator vorliegen, bei denen durch ionisierende Bestrahlung des Initiators eine Härtungsreaktion des Harzes initiiert wird.
Der erfindungsgemäße Versatz kann einen Binder beispielsweise in einem
Anteil im Bereich von 0,5 bis 10 Mas se- % aufweisen, also beispielsweise auch in einem Anteil von wenigstens 0,6 Mas se- % , 0,7 Masse- % ,
0,8 Masse- % , 0,9 oder 1 Mas se- % und beispielsweise auch in einem Anteil von höchstens 9 , 8 , 7 , 6 oder 5 Masse- % . Bevorzugt ist der Binder
aus schließlich aus erfindungsgemäßen Harzen und Initiatoren
zusammengesetzt.
Das Harz, das der Binder umfas st, weist für die Polymerisation geeignete Endgruppen auf, wie zum Beispiel Epoxid- oder Vinylether-Endgruppen. Soweit als Harz ein Epoxidharz vorliegt, weist dieses kationisch
polymerisierbare Epoxidgruppen auf. Durch Beaufschlagung eines geeigneten Initiators , welcher bei Beaufschlagung mit ionisierender Strahlung H+-Ionen beziehungsweise Protonen freisetzt, mit ionisierender Strahlung kann daher ein kationisch polymerisierbares Harz, wie Epoxidharz, zur Härtung gebracht werden. Die Epoxidgruppen werden dadurch initiiert, und es kommt im weiteren zu einer Kettenwachstumsreaktion (Propagation) , wobei die
Epoxidgruppen des Epoxidharzes mit sich selbst reagieren, bis dieser
Härtungsvorgang durch voranschreitende Vitrifikation gestoppt wird. Diese kationische Polymerisation beziehungsweise Kettenreaktion, die auch ohne das weitere Einwirken äußerer Anregungen, insbesondere auch ohne weitere ionisierende Bestrahlung, voranschreitet, wird im Stand der Technik auch als „dunkle Aushärtung" („dark eure)" bezeichnet. Bei dem Harz des Binders in Form eines Epoxidharzes kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges Epoxidharz oder um ein mit Epoxidgruppen funktionalisiertes Harz handeln, welches kationisch polymerisierbare
Epoxidgruppen enthält. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem
Epoxidharz um ein Epoxid-Novolak. Insbesondere kann ein Epoxidharz vorgesehen sein, welches wenigstens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:
wenigstens zwei Epoxidgruppen;
aromatische Ringe;
niedrige Molmas se .
Der Vorteil der wenigstens zwei Epoxidgruppen oder der aromatischen Ringe liegt insbesondere in einer schnellen Aushärtung des Harzes . Der Vorteil der niedrigen Molmas se liegt darin, das s der Binder flüssig vorliegen kann.
Dem Epoxidharz können auch sogenannte Reaktiv- Verdünner („reactive diluents") , welche die Viskosität des Epoxidharzes absenken und bei der Härtung an der Polymerisation beziehungsweise Aushärtungsreaktion teilnehmen, zugesetzt sein.
Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, ein kationisch
polymerisierbares Epoxidharz in Kombination mit einem Photoinitiator zu konfektionieren und die Aushärtung des Epoxidharzes dadurch zu initiieren, das s der Photoinitiator mit ionisierender Bestrahlung beaufschlagt wird.
Ausgehend von dieser Grundüberlegung liegt auch im Binder des
erfindungsgemäßen Versatzes ein Epoxidharz neben einem solchen
Photoinitiator vor, welcher durch ionisierende Bestrahlung Protonen freisetzt, um bei Einwirkung mit ionisierender Bestrahlung eine Polymerisation des Epoxidharzes zu initiieren. Soweit als Initiator ein solcher Initiator vorgesehen ist, welcher durch ionisierende Bestrahlung Protonen freisetzt, handelt es sich bei dem Initiator um einen kationischen Initiator, der durch ionisierende Strahlung Protonen beziehungsweise H+-Ionen freisetzt. Insoweit handelt es sich bei dem Initiator insbesondere um einen Photoinitiator, insbesondere einen kationischen
Photoinitiator. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Initiator des Binders des erfindungsgemäßen Versatzes , der durch ionisierende Bestrahlung Protonen freisetzt, um wenigstens ein Onium-S alz, beispielsweise um wenigstens eines der folgenden Onium-Salze: Oxonium-Salz, Sulfonium-S alz, Diaconium-S alz, Phosphonium-Salz, Arsonium-Salz, Ammonium-Salz oder ein Halonium-Salz, wie beispielsweise Bromonium-S alz oder Iodonium-S alz. Dabei sind j eweils solche dieser Salze ausgewählt, die bei Bestrahlung mit ionisierender Strahlung Protonen beziehungsweise H+-Ionen freisetzen.
Soweit in dem Binder ein Inititator in Form eines Onium-S alzes vorliegt, ist das Anion grundsätzlich frei wählbar, wobei dieses Anion beispielsweise aus der Gruppe, bestehend aus Hexafluorantimonat (SbFö ), Pentafluorphenylborat (B [CÖF5 ] 4 ~) , Hexafluorarsenat (AsF6 "), Hexafluorphosphat (PF6 ~),
Tetrafluoroborat (BF4 ~), Trifluormethansulfonat (CF3 SO3 ) oder
[3 ,5-bis-(Trifluormethyl)phenyl]borat (B [ CÖH3 (CF3 )2] 4 ~ und Mischungen daraus ausgewählt sein kann.
Besonders bevorzugt kann als Initiator ein Onium-Salz vorliegen, das aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Diaryliodonium-Salz oder
Triarylsulfonium-Salz. Besonders bevorzugt können diese S alze ein Anion in Form von Hexafluorantimonat aufweisen. In dem Binder kann der Initiator, insbesondere soweit dieser in Form der hierin offenbarten Onium-Salze vorliegt, beispielsweise in einem Anteil von 0, 1 bis 30 Mas se- % vorliegen, bezogen auf die Gesamtmas se des Binders, also beispielsweise auch in einem Anteil von wenigstens 0,5 Masse-% , 1 Masse-% , 2 Mas se- % , 3 Mas se- % , 4 Mas se- % oder 5 Masse- % und
beispielsweise auch in einem Anteil von höchstens 28 , 26, 24 oder
20 Masse-% . Die verbleibenden Mas senanteile des Binders werden jeweils von dem erfindungsgemäßen Harz, insbesondere einem Epoxidharz
eingenommen.
Soweit der Binder radikalisch härtbare Harze umfas st, ist als Initiator ein solcher vorgesehen, der durch ionisierende Bestrahlung freie Radikale generiert, und hierdurch die Härtungsreaktion des Harzes initiiert. Dabei wird durch die generierten Radikale eine solche radikalische Kettenpolymerisation des Harzes in Gang setzt, das s dieses polymerisiert und dabei aushärtet.
Soweit in dem Binder des erfindungsgemäßen Versatzes„radikalisch härtbare Harze" vorgesehen sind, werden hierunter erfindungsgemäß die Monomere oder Oligomere verstanden, die durch Homopolymerisation oder
Copolymerisation derart zur Reaktion gebracht werden können, das s diese durch radikalische Kettenpolymerisation das betreffende Harz bilden .
Als radikalisch härtbares Harz kann der Binder beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Harze aufweisen: Acrylatharz, Vinylesterharz,
Alkydharz, Polyesterharz, Methacrylatharz und funktionalisiertes Siliconharz. Insoweit kann der Binder die Monomere oder Oligomere aufweisen, die zu diesen Harzen vernetzbar beziehungsweise aushärtbar sind. Insoweit kann auf die hierfür aus dem Stand der Technik bekannten Monomere oder Oligomere zurückgegriffen werden .
Besonders bevorzugt liegt das radikalisch härtbare Harz als Acrylatharz vor.
Beispielsweise kann der Binder zur Polymerisation von Acrylatharz
wenigstens eines der Monomere: Acrylsäure, Methaycrylsäure oder deren Ester aufweisen. Ferner kann der Binder beispielsweise wenig stens eines der folgenden Monomere enthalten: Styrol, Butadien oder Acrylnitril. Der Binder kann auch mehrfunktionelle Verbindungen enthalten, beispielsweise
Hexandiol-Diacrylat, Pentaerythrol-Tetraacrylat, Pentaerythrol-Triacrylat oder Trimethylolpropan-Triacrylat. S olche mehrfunktionellen Verbindungen können den Binder selbst darstellen, oder auch zum Beispiel einem
Acrylatharz als Reaktivverdünner („reactive diluent") zugefügt sein.
Soweit als Initiator ein solcher Initiator vorgesehen ist, welcher durch ionisierende Bestrahlung freie Radikale freisetzt, handelt es sich bei dem Initiator um einen radikalischen Initiator beziehungsweise einen
Radikalstarter. Insoweit handelt es sich bei dem Initiator insbesondere um einen radikalischen Photoinitiator. Beispielsweise kann der radikalische Initiator des Binders des erfindungsgemäßen Versatzes , der durch
ionisierende Bestrahlung freie Radikale generiert, aus der folgenden Gruppe augewählt sein: aromatisch-aliphatische Ketone, vollaromatische Ketone, substituierte Phoshinoxide, Peroxo-Berbindungen und Diazoverbindungen.
Besonders bevorzugt kann der radikalische Initiator des Binders des erfindungsgemäßen Versatzes aus der folgenden Gruppe augewählt sein: 2- Hydroxy-2-methyl- 1 -phenylpropanon, 2- Methyl- 1 - [4- (methylthio)phenyl] -2- morpholinopropan- 1 -on, Benzophenon, Ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphinat, 2,4,6-Trimethylbenzoyl-Diphenylphosphinoxid,
Dibenzoylperoxid und Azo-bis- (isobutyronitril) .
In dem Binder kann der radikalische Initiator beispielsweise in einem Anteil von 0, 1 bis 30 Mas se- % vorliegen, bezogen auf die Gesamtmas se des Binders , also beispielsweise auch in einem Anteil von wenigstens 0,5 Masse-% , 1 Masse-% , 2 Mas se- % , 3 Mas se- % , 4 Mas se- % oder 5 Masse- % und
beispielsweise auch in einem Anteil von höchstens 28 , 26, 24 oder
20 Masse-% . Die verbleibenden Mas senanteile des Binders werden jeweils von dem erfindungsgemäßen Harz, beispielsweise einem Acrylatharz, eingenommen.
Als weitere Komponenten kann der erfindungsgemäße Versatz eines oder mehrere Antioxidantien aufweisen, insbesondere Antioxidantien, die Versätze zur Herstellung von feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnissen nach dem Stand der Technik aufweisen können, also beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Antioxidantien: Aluminiumpulver, Siliciumpulver, Pulver aus Aluminium-Magnesium-Legierungen, Carbide oder Boride.
Entsprechende Antioxidantien weist der erfindungsgemäße Versatz
beispielsweise in einem Anteil unter 2 Mas se- % , also beispielsweise auch in einem Anteil unter 1 Mas se- % auf. Beispielsweise kann der Versatz
Antioxidantien in einem Anteil von wenigstens 0, 1 Masse-% , also
beispielsweise auch in einem Anteil von wenigstens 0 ,5 Mas se- % aufweisen.
Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, das s die
Polymerisationskettenreaktion des Harzes , insbesondere soweit dies in Form eines Epoxidharzes oder Acrylatharzes vorliegt, sehr sensibel auf weitere Komponenten reagieren kann, so das s die Polymerisation des Harzes durch weitere Komponenten, die neben den erfindungsgemäß vorgesehenen
Komponenten im Versatz vorliegen, gegebenenfalls unterdrückt werden kann. Insofern kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der erfindungsgemäße Versatz neben den hierin offenbarten Komponenten, also neben wenigstens einem feuerfesten Grundstoff, wenigstens einem Kohlenstoffträger,
wenigstens einem Binder sowie wenigstens einem Antioxidans weitere
Komponenten in einem Anteil unter 10 Mas se- % aufweist, insbesondere in einem Anteil unter 9 , 8 , 7 , 6, 5 , 4, 3 , 2 oder 1 Masse-% .
Insbesondere hat sich herausgestellt, das s der Versatz sehr sensibel auf die Gegenwart von thermoplastischen Kunststoffen, Elastomeren und
Weichmachern, die neben dem Harz im Versatz vorliegen, reagiert. Insoweit kann vorgesehen sein, das s die Gesamtmasse aus Thermoplasten, Elastomeren und Weichmachern, die im Versatz vorliegen, unter 3 Mas se- % liegt, insbesondere unter 2, 1 oder 0,5 Mas se- % .
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines
Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen
Erzeugnisses , welches die folgenden Schritte umfas st:
Zur Verfügungstellung des hierin beschriebenen, erfindungsgemäßen
Versatzes ;
Aussetzen des Versatzes einer solchen ionisierenden Strahlung , das s der Initiator eine Härtungsreaktion des Harzes initiiert, also insbesondere der Initiator Protonen oder Radikale freisetzt, durch welche das Harz kationisch oder radikalisch aushärtet. Besonders bevorzugt wird der Versatz einer ionisierenden Strahlung in Form von Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung ausgesetzt. Überraschend wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass die Initiierung der Polymerisation des Harzes , insbesondere eines Epoxidharzes oder Acrylatharzes besonders einfach und zuverläs sig dadurch hervorgerufen werden kann, dass der Versatz Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung ausgesetzt wird. Eine solche
Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung zur Initiierung der Polymerisation des Harzes hat insbesondere auch den Vorteil, das s Röntgenstrahlung heutzutage verhältnismäßig einfach zu handhaben ist und daher auch im industriellen Maßstab zur Härtung des erfindungsgemäßen Versatzes verwendbar ist. Insoweit wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass durch Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung eine Polymerisation des Harzes sehr einfach und schnell durchführbar ist.
Die Beaufschlagung des Versatzes mit Röntgenstrahlung oder
Gammastrahlung kann beispielsweise in einer geschlos senen
Strahlungskammer erfolgen, so das s die Umgebung nicht mit
Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung beaufschlagt wird.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, das s der Versatz zur Aushärtung des Binders insbesondere einer Strahlungsdo sis im Bereich von 1 bis 100 kGy auszusetzen ist und besonders bevorzugt einer Strahlungsdosis im Bereich von 7 bis 40 kGy, also beispielsweise auch einer Strahlungsdosis von wenigstens 15 kGy und beispielsweise auch einer Strahlungsdosis von höchstens 22 kGy. Bei einer Bestrahlung des Versatzes mit einer solchen Strahlungsdosis wird eine Initiierung der Polymerisation des kationisch beziehungsweise radikalisch polymerisierbaren Harzes zuverlässig initiiert und eine im wesentlichen vollständige Aushärtung des Harzes ist gewährleistet.
Bevorzugt wird der Versatz mit einer Strahlungsleistung im Bereich von 1 bis 7 kGy pro Minute beaufschlagt. Die Dosisrate ist dabei grundsätzlich beliebig, kann jedoch bevorzugt bei wenigstens 0, 1 kGy/min liegen .
Insofern wird der Versatz einer Röntgenstrahlung mit einer solchen
Strahlungsleistung, um die vorbezeichnete, bevorzugte Strahlungsdosis in den Versatz einzutragen, beispielsweise für einen Zeitraum im Bereich von 20 s bis 60 min ausgesetzt, bevorzugt für einen Zeitraum im Bereich von 2 bis 30 min oder 3 bis 20 min.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich an den Schritt der Polymerisation durch Aussetzen des Versatzes einer ionisierenden
Strahlung ein Nachbehandlungsschritt anschließt. Insoweit kann
beispielsweise vorgesehen sein, dass der Versatz nach einer vollständigen Polymerisation des Harzes mit Temperatur beaufschlagt wird. Denn
erfindungsgemäß wurde festgestellt, das s durch eine solche
Temperaturbeaufschlagung eines Versatzes , die sich an den Schritt der Polymerisation beziehungsweise Härtung des Harzes anschließt, eine
Steigerung der Festigkeit des Grünkörpers erreichbar ist. Insoweit kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Versatz nach seiner Beaufschlagung mit ionisierender Strahlung mit einer Temperatur im Bereich von 50 bis 200°C beaufschlagt wird, also beispielsweise auch mit einer Temperatur von wenigstens 60, 70 oder 80 °C und beispielsweise auch mit einer Temperatur von höchstens 1 80, 160, 140 , 120 oder 1 10°C. Beispielsweise kann der Versatz mit einer Temperatur von etwa 90°C beaufschlagt werden. Beispielsweise kann der Versatz in einem Ofen mit einer solchen Temperatur beaufschlagt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Grünkörper zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses , welcher durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist.
Unter einem Grünkörper wird hierin, gemäß dem Stand der Technik, der erfindungsgemäße Versatz bezeichnet, der durch den ausgehärteten Binder verfestigt ist, jedoch noch keine Kohlenstoffbindung aufweist. Zur
Ausbildung einer solchen Kohlenstoffbindung wird der Grünkörper einer anschließenden Temperaturbehandlung unterworfen, insbesondere beim bestimmungsgemäßen Einsatz des Grünkörpers beziehungsweise des daraus gebildeten feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnis ses .
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können, einzeln oder in Kombination, beliebig miteinander kombiniert sein.
Beispiel 1 :
Der erfindungsgemäße Versatz gemäß Ausführungsbeispiel 1 enthält die Komponenten in den Massenanteilen gemäß der nachfolgenden Tabelle 1 . Komponente Anteil [Masse- % ]
Schmelzmagnesia 88 ,5
Graphit 8 ,5
Binder 3 ,0
Tabelle 1
Gemäß Ausführungsbeispiel 1 lag ein feuerfester Grundstoff in Form von Schmelzmagnesia vor. Die Korngröße der Schmelzmagnesia lag im Bereich von größer 0 bis 5 mm. Die Schmelzmagnesia wies einen Anteil an MgO von 98 Masse-% und 2 % Nebenphasen auf, insbesondere in Form von CaO, Si02, A1203 und Fe203.
Der Kohlenstoffträger des Versatzes gemäß Ausführungsbeispiel 1 lag in Form von Graphit mit einem Anteil an Kohlenstoff von 94 Mas se-% vor.
Der Binder wies einen Anteil an Harz in Form Epoxy-Novolak von 85 Mas se- % und einen Anteil an einem Initiator in Form von Triarylsulfonium- Hexafluorantimon-Salz von 15 Mas se- % , jeweils bezogen auf die
Gesamtmas se des Binders , auf.
Der entsprechend konfektionierte Versatz wurde für 10 Minuten bei einer Temperatur von 50°C gemischt. Anschließend ließ man den gemischten Versatz ruhen.
Der Versatz wurde anschließend durch Pres sen zu einem Formkörper geformt und dieser Formkörper anschließend mit Röntgenstrahlung mit einer
Strahlungsdosis von 3 ,6 kGy beaufschlagt. Durch die Röntgenstrahlung setzte das Triarylsulfonium-Hexafluorantimon-Salz Protonen frei, die eine Kettenreaktion des Epoxy-Novolaks initiierten, wobei die Epoxidgruppen des Epoxy-Novolaks miteinander polymerisierten, bis der Epoxy-Novolak vollständig ausgehärtet war.
Anschließend erhielt man einen Grünkörper zur Herstellung eines feuerfesten kohlen stoff gebundenen Erzeugnis ses .
Dieser Grünkörper wurde im Rahmen eines Nachbehandlungs schrittes mit einer Temperatur von 90 °C beaufschlagt, wodurch die Festigkeitswerte des Grünkörpers verbes sert wurden.
Beispiel 2:
Der Versatz entspricht Ausführungsbeispiel 1 mit dem einzigen Unterschied, das s der Binder einen Anteil an Harz in Form Acrylatharz, nämlich
Pentaerythritoltriacrylate (CAS Nummer 3524-68-3) von 85 Masse-% und einen Anteil an einem Initiator in Form von Ethyl- (2,4,6- trimethylbenzoyl)phenylphosphinat von 15 Masse-% aufwies , jeweils bezogen auf die Gesamtmas se des Binders , auf.
Der entsprechend konfektionierte Versatz wurde für 10 Minuten bei einer Temperatur von 50°C gemischt. Anschließend ließ man den gemischten Versatz ruhen.
Der Versatz wurde anschließend durch Pres sen zu einem Formkörper geformt und dieser Formkörper anschließend mit Röntgenstrahlung mit einer
Strahlungsdosis von 3 ,6 kGy beaufschlagt. Durch die Röntgenstrahlung generierte das Ethyl- (2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinat Radikale, die eine Kettenreaktion des Acrylatharzes initiierten, so das s dieses polymerisierte und dabei vollständig aushärtete.
Anschließend erhielt man einen Grünkörper zur Herstellung eines feuerfesten kohlen stoff gebundenen Erzeugnis ses .
Dieser Grünkörper wurde im Rahmen eines Nachbehandlungs schrittes mit einer Temperatur von 90 °C beaufschlagt, wodurch die Festigkeitswerte des Grünkörpers verbes sert wurden.

Claims

Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses, Verfahren zur Herstellung eines solchen
Grünkörpers sowie ein hierdurch hergestellter Grünkörper
P at e n t a n s p rü c h e
Versatz zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnisses, welcher die folgenden Komponenten umfasst:
1.1 Wenigstens einen feuerfesten Grundstoff,
1.2 wenigstens einen Kohlenstoffträger, sowie
1.3 wenigstens einen Binder, der
1.3.1 ein Harz sowie
1.3.2 wenigstens einen Initiator, welcher durch ionisierende
Strahlung eine Härtungsreaktion des Harzes initiiert, umfasst.
Versatz nach Anspruch 1 mit einem Anteil an feuerfestem Grundstoff im Bereich von 60 bis 98 Masse- . Versatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Anteil an Binder im Bereich von 0 ,5 bis 10 Mas se- .
Versatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Binder aus einem ionisch härtbaren Harze und einem
kationischen Photoinitiator.
Versatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem ionisch härtbaren Harz in Form eines Epoxidharzes .
Versatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem kationischen Photoinitiator in Form eines Oniumsalzes .
Versatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Binder aus einem radikalisch härtbaren Harze und einem radikalischen Photoinitiator.
Versatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem radikalisch härtbaren Harz in Form von Acrylatharz.
Versatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem radikalischen Photoinitiator ausgewählt aus der Gruppe:
Benzophenon, aromatische Phosphanoxide, Phosphonate, Peroxide oder Az overbindungen.
10. Verfahren zur Herstellung eines Grünkörpers zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnis ses , welches die folgenden Schritte umfas st:
10. 1 zur Verfügungstellung eines Versatzes nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche;
10.2 Aussetzen des Versatzes einer solchen ionisierenden Strahlung , dass der Initiator eine Härtungsreaktion des Harzes initiiert.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Versatz Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung ausgesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei der Versatz einer Strahlungsdo sis im Bereich von 1 bis 100 kGy ausgesetzt wird.
13. Grünkörper zur Herstellung eines feuerfesten kohlenstoffgebundenen Erzeugnis ses, welcher durch ein Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12 hergestellt ist.
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