炮泥用结合剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种炮泥用结合剂及其制备方法，该方法包括：合成甲阶酚醛树脂，将甲阶酚醛树脂与第一有机溶剂混合，得到甲阶酚醛树脂溶液；合成线型酚醛树脂，将线型酚醛树脂与第二有机溶剂混合，得到线型酚醛树脂溶液；将甲阶酚醛树脂溶液与线型酚醛树脂溶液混合均匀，得到炮泥用结合剂，炮泥用结合剂中甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂的质量比为(2～50)∶(50～98)。该结合剂采用线型酚醛树脂作为结合剂的树脂成分，以甲阶酚醛树脂作为固化剂成分，固化速率较慢，约为10～20分钟，固化速率的降低有利于提高炮泥高温条件下的流动性，因此炮泥在泥炮内不易结块；同时也大大降低了结合剂的存储条件，有利于延长结合剂的保质期限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高炉炮泥领域，特别涉及一种炮泥用结合剂及其制备方法。
技术介绍
高炉是炼铁生产的主要设备，相对于其他炼铁设备，其具有产量大，产率高和生产成本低的特点。随着炼铁工业的迅速发展，高炉逐渐朝着长寿命、强化冶炼和大型化方向发展，这对炮泥的质量要求也越来越高。高炉不出铁渣熔液时，炮泥填充在铁口内，使铁口维持足够的深度；高炉出铁时，铁口内的炮泥中心被钻出孔道，铁渣熔液通过孔道排出炉外。炼铁过程中高炉的出铁口需要反复被打开和填充，炽热的铁水和熔渣对炮泥产生物理和化学的作用，如果炮泥质量差，使用时会产生诸多问题，如潮铁口、断铁口、浅铁口等，铁口工作恶化，降低铁口合格率，影响高炉的正常生产。因此炮泥对性能对维护铁口有着非常重要的作用。传统的炮泥为有水炮泥，其主要是以焦粉、粘土、矾土熟料和焦油沥青为原料，加水搅拌而成。有水炮泥体积密度较小，耐渣铁侵蚀性较差，为此现有技术大多采用无水炮泥。无水炮泥一般由刚玉、碳化硅和焦粉为原料，以焦油作为结合剂制成。无水炮泥耐铁渣侵蚀性较高，可使铁口出铁时间延长，降低出铁次数。无论是有水炮泥还是无水炮泥，结合剂均为必须组分，其可随温度升高而缩聚形成网络结构，提高炮泥的高温强度。现有的炮泥用结合剂大多是将焦油、蒽油结合，并配有一定比例的沥青。此种炮泥的缺陷在于：显气孔率较高，稳定性差，在使用过程中会释放出苯并芘等致癌物质，严重污染环境并且危害操作工人的健康。酚醛树脂作为一种新型环保树脂，克服了传统焦油结合剂显气孔率高和稳定性差等缺陷，近年来备受人们关注，逐渐替代传统的焦油产品，成为炮泥生产中的主流结合剂。现有的炮泥用酚醛树脂主要为甲阶酚醛树脂，其缺点在于受热固化速率较快，其一方面会造成炮泥可塑性不足，导致炮泥易结块，堵塞泥炮，破坏了正常的出铁口通道，同时在使用炮泥时挤出长度不够，强度较低；另一方面树脂存储条件较高，保质期较短，夏天仅为1个月，超过保质期限产品易增稠，树脂品质下降，降低炮泥的合格率。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种炮泥用结合剂及其制备方法，该炮泥用结合剂固化速率慢，可塑性高且存储方便。有鉴于此，本专利技术提供一种炮泥用结合剂的制备方法，包括：a)、在碱性催化剂存在的条件下，苯酚和甲醛发生聚合反应，得到甲阶酚醛树脂，所述苯酚、甲醛和碱性催化剂的摩尔比为1∶(1.2～2)∶(0.01～0.1)；将所述甲阶酚醛树脂与第一有机溶剂混合，得到甲阶酚醛树脂溶液；b)、在酸性催化剂存在的条件下，苯酚和甲醛发生聚合反应，得到线型酚醛树脂，所述苯酚、甲醛和酸性催化剂的摩尔比为1∶(0.5～0.9)∶(0.01～0.4)；将所述线型酚醛树脂溶解于第二有机溶剂中，得到线型酚醛树脂溶液；c)、将所述甲阶酚醛树脂溶液与线型酚醛树脂溶液混合均匀，得到炮泥用结合剂，所述炮泥用结合剂中甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂的质量比为(2～50)∶(50～98)；所述步骤a和步骤b顺序没有先后限制。优选的，所述步骤a的反应温度为70℃～90℃。优选的，所述步骤b的反应温度为75℃～100℃。优选的，所述碱性催化剂为氨水、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钡或氢氧化钙。优选的，所述酸性催化剂为草酸、盐酸、硫酸或磷酸。优选的，所述步骤a中苯酚和甲醛的摩尔比为1∶(1.2～2)。优选的，所述步骤b中苯酚和甲醛的摩尔比为1∶(0.5～0.9)。优选的，所述第一有机溶剂和第二有机溶剂各自独立为甲醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种。相应的，本专利技术还提供一种炮泥用结合剂，包括酚醛树脂组合物和有机溶剂，所述酚醛树脂组合物包括重量比为(2～50)∶(50～98)的甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂。优选的，所述有机溶剂为甲醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种。本专利技术提供一种炮泥用结合剂的制备方法，该专利技术首先分别合成具有热固性的甲阶酚醛树脂和具有热塑性的线型酚醛树脂，然后将二者的溶液按照甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂的质量比为(2～50)∶(50～98)的比例混合，制得炮泥用结合剂。本专利技术采用线型酚醛树脂作为结合剂的树脂成分，以甲阶酚醛树脂作为固化剂成分，由于线型酚醛树脂结构规整，塑性高，热稳定性好，将二者一定比例混合后使结合剂具有较低的固化速率，其固化速率约为10～20分钟。结合剂固化速率的降低有利于提高炮泥高温条件下的流动性，因此炮泥在泥炮内不易结块；同时也大大降低了结合剂的存储条件，有利于延长结合剂的保质期限。附图说明图1为炮泥用结合剂的固化时间柱形图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种炮泥用结合剂的制备方法，包括如下步骤：a)、在碱性催化剂存在的条件下，苯酚和甲醛发生聚合反应，得到甲阶酚醛树脂，所述苯酚、甲醛和碱性催化剂的摩尔比为1∶(1.2～2)∶(0.01～0.1)；将所述甲阶酚醛树脂与第一有机溶剂混合，得到甲阶酚醛树脂溶液；b)、在酸性催化剂存在的条件下，苯酚和甲醛发生缩合反应，得到线型酚醛树脂，所述苯酚、甲醛和酸性催化剂的摩尔比为1∶(0.5～0.9)∶(0.01～0.4)；将所述线型酚醛树脂溶解于第二有机溶剂中，得到线型酚醛树脂溶液；c)、将所述甲阶酚醛树脂溶液与线型酚醛树脂溶液混合均匀，得到炮泥用结合剂，所述炮泥用结合剂中甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂的质量比为(2～50)∶(50～98)；所述步骤a和步骤b顺序没有现有限制。为了使结合剂具有适宜的固化速率，本专利技术人考虑使用线型酚醛树脂作为树脂成分。线型酚醛树脂是一种热塑性的酚醛树脂，其在加热和固化剂存在的条件下方可固化，组分中线型酚醛树脂的加入有利于降低结合剂的固化速率，提升结合剂的可塑性的同时降低储存条件。上述方法是首先分别合成甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂，然后再将二者混合制得。甲阶酚醛树脂是热固性的酚醛树脂，在结合剂体系中作为固化剂组分，使线型酚醛树脂在加热的条件下发生交联固化。步骤a是合成甲阶酚醛树脂的步骤，其是采用碱性催化剂催化苯酚和甲醛发生聚合反应。聚合反应中，苯酚、甲醛和碱性催化剂的摩尔比为为1∶(1.2～2)∶(0.01～0.1)，反应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炮泥用结合剂的制备方法，包括：
a)、在碱性催化剂存在的条件下，苯酚和甲醛发生聚合反应，得
到甲阶酚醛树脂，所述苯酚、甲醛和碱性催化剂的摩尔比为1∶(1.2～2)∶
(0.01～0.1)；将所述甲阶酚醛树脂与第一有机溶剂混合，得到甲阶酚
醛树脂溶液；
b)、在酸性催化剂存在的条件下，苯酚和甲醛发生聚合反应，得
到线型酚醛树脂，所述苯酚、甲醛和酸性催化剂的摩尔比为1∶
(0.5～0.9)∶(0.01～0.4)；将所述线型酚醛树脂溶解于第二有机溶剂中，
得到线型酚醛树脂溶液；
c)、将所述甲阶酚醛树脂溶液与线型酚醛树脂溶液混合均匀，得
到炮泥用结合剂，所述炮泥用结合剂中甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂
的质量比为(2～50)∶(50～98)；
所述步骤a和步骤b顺序没有先后限制。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a
的反应温度为70℃～90℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b
的反应温度为75℃～100℃。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐一林，江成真，魏务翠，任延青，
申请(专利权)人：山东圣泉化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：