【Abstrakt】 Fenolharts är ett viktigt bindemedel för eldfasta material. Jämfört med asfalt har fenolharts goda vätningsegenskaper för eldfasta material och grafit, hög kvarvarande kolhastighet, god vidhäftning och kan blandas och formas vid rumstemperatur. Den gröna kroppen har fördelarna med hög hållfasthet, lågt innehåll av skadliga ämnen och kan förbättra arbetsmiljön. Det har använts i stor utsträckning som ett bindemedel för kolhaltiga eldfasta ämnen. Den här artikeln börjar med fenolharts, analyserar och diskuterar tillämpningen av fenolharts i magnesia-kolstenar, aluminium-kolstenar och andra kolkompositformade eldfasta material, liksom i tunt torrt material, masugnsvattenfri lera och andra amorfa eldfasta material.
Forskningen av fenolharts som används i eldfasta ämnen fokuserar främst på modifiering av harts. Bland dem är användningen av katalytiska reaktioner för att förbättra strukturen och prestandan hos kvarvarande kol av harts en viktig trend i framtida forskning. Bindemedel är en oumbärlig komponent i eldfasta material, den spelar rollen som att cementera de eldfasta materialpartiklarna och pulvret tillsammans. Syntesen av en ny typ av nätverk som interpenetrerar högpresterande fenolharts är en annan trend i framtida forskning. Denna metod fokuserar främst på att ändra strukturen på själva hartset så att det har en mer komplex nätverksstruktur än vanligt fenolharts efter härdning. Förbättra bakfastheten vid låg temperatur och styrkan på medietemperaturen samtidigt som du minskar mängden fenol och minskar kostnaden för fenolharts.
1Fenolharts
Fenolhartser (fenolresiner) är en stor klass av syntetiska hartser framställda genom polykondensering av fenolföreningar och aldehydföreningar. Den använda aldehydföreningen är huvudsakligen formaldehyd och andra aldehyder såsom acetaldehyd, formaldehyd, furfural eller en blandning av flera aldehyder används vanligen. Fenolharts' s unika kemiska struktur och makromolekylära tvärbundna nätverksstruktur ger den utmärkta egenskaper som utmärkt vidhäftning, utmärkt värmebeständighet, unik ablationsmotstånd och god flamskydd. Därför används fenolhartser i stor utsträckning i glasfiberarmerad plast, gjutningsmaterial, lim, värme- och elektrisk isoleringsmaterial, beläggningar etc.
Fenolhartser kan delas in i två typer: värmehärdande fenolhartser och novolakfenolhartser beroende på deras struktur och uppvärmningsform. Värmehärdande fenolharts framställs med användning av alkali, såsom kaliumhydroxid, natriumhydroxid, bariumhydroxid eller kalciumhydroxid som katalysator, med ett molförhållande av formaldehyd / fenol> 1, som kontrollerar pH> 7 och reagerar för en tidsperiod vid en viss temperatur. Ett harts innehållande reaktiva metylolgrupper som kan reageras ytterligare. Termoplastiskt fenolharts kallas vanligtvis novolack eller novolackharts. Det är ett fenolharts framställt genom reaktion mellan formaldehyd (F) och överskott av fenol (P) under inverkan av sura katalysatorer såsom oxalsyra, saltsyra, svavelsyra och myrsyra, bland vilka molförhållande (F / P)=0,6-0,9). Oavsett om det är ett värmehärdande harts eller ett termoplastiskt harts, är den slutliga härdade strukturen densamma, vilket är en tredimensionell nätverksstruktur. Restkol som erhållits från hartskolning vid hög temperatur är en viktig struktur som stöder eldfasta arbeten och säkerställer deras liv.
2 Tillämpning av fenolharts i eldfast eldfast kolkomposit
För närvarande, på grund av utvecklingen av metallsmältningsindustrin, särskilt järn- och stålindustrin, har efterfrågan på eldfasta material ökat kraftigt, vilket resulterat i en ökning av appliceringen av fenolharts i eldfast industri. Eldfasta material används ofta inom metallsmältningsindustrin, cementindustrin och keramikindustrin. Bindemedlet är en oumbärlig komponent i produktionen av eldfasta material och spelar en roll vid bindning av eldfasta partiklar och pulver. Dessutom, i produktionsmetoden för eldfasta material, inser människor att kvaliteten och stabiliteten hos fenolhartser är en av de viktigaste faktorerna som påverkar prestanda hos kolhaltiga eldfasta ämnen, och vikten av fenolhartser har blivit alltmer framträdande.
2.1 Användning i magnesia kolsten
Magnesia-kol-tegel är ett kompositmaterial med hög temperatur i kolkomplex som bränns med smält magnesia, grafit och bindemedel. Den har relativt lång livslängd och ugnsåldern kan nå mer än 1600 ugnar. Därför har den uppnått en snabb utveckling de senaste åren. Magnesia-kolsten används i stor utsträckning i järn- och stålmetallurgiindustrin, främst på grund av deras goda egenskaper, men egenskaperna hos bindemedelsfenolhartset kan påverka prestanda hos magnesia-kolstenarna. Fenolharts som används för magnesiakolsten ska ha egenskaperna med hög fastämnehalt, låg relativ molekylvikt, hög kvarvarande kolhastighet och låg vattenhalt.
Genom att studera förhållandet mellan de olika egenskaperna hos hartset och dess råmaterialförhållande och syntesprocess dras slutsatsen att det bästa råmaterialförhållandet för fenolharts för syntes av magnesiakolsten är m (F) / m (P)=1,0 ~ 1,3; katalysatorn är w (NaOH)=50% NaOH-lösning, den tillsatta mängden är 1% ~ 1,5% av massen av fenol; den bästa syntesprocessen är: reagera först vid 60 ~ 70 ℃ under 1 timme, värm sedan upp till 80 ~ 90 ℃ i 1 ~ 2 timmar. Fenolhartset syntetiserat under bästa råmaterialförhållande och processförhållanden har en relativ molekylvikt av 300 ~ 400, en viskositet av 15 ~ 20Pa · s, en fast halt av 77,0% ~ 82,0% (w) och en kvarvarande kolhastighet av 43,0% ~ 49,0% (w), som kan uppfylla prestandakraven för fenolharts för magnesiakolsten.
Eftersom prestandan hos magnesiakolsten i stor utsträckning beror på kolstrukturen som bildas av bindningssystemet bildar fenolhartspyrolys en störd spröd homogen glas-kolstruktur, som är mycket känslig för oxidation och stress, så magnesiakolstenen hartser är kombineras ofta med andra bindemedel som asfalt för att förbättra oxidationsbeständighet och mekaniska egenskaper.
2.2 Användning i aluminium kolsten
Aluminium-kol-tegelstenar är gjorda av grafit och korund som råmaterial, och en viss mängd bindemedel och tillsatser tillsätts till mixern och pressas. Eftersom Al2O3 och C inte genomgår en fastfasreaktion vid bränningstemperaturen för produkten kommer bindningsstyrkan hos aluminium-kolstenar huvudsakligen från tillsatser och bindemedel. Fenolharts används ofta i kolstenar i aluminium på grund av dess utmärkta egenskaper. För närvarande använder eldfasta aluminium-kol i stor utsträckning fenolharts som bindemedel. Bindningsprincipen är främst att förbättra bindningskraften mellan bindemedlet och materialet genom tvärbindning av fenolhartsmolekylsegmenten under härdningsprocessen för att bilda en nätverksstruktur.
3 Tillämpning av fenolharts i oformade eldfasta ämnen
Fenolharts används huvudsakligen som ett bindemedel i kolhaltiga eldfasta produkter. Under de senaste åren har dess tillämpningsområde kontinuerligt utökats och det har använts som ett bindemedel i oformade eldfasta material.
3.1 Applicering i vattenfri masugnslera
Jämfört med andra oformade eldfasta ämnen är fenolharts det mest använda i pistollera. Tidig vapenslam användes som bindemedel, främst med tjära och tonhöjd, men under användning skulle tjärhöjd producera cancerframkallande ämnen och svart rök, vilket orsakade stor skada på miljön, och det var också svårt att sintra och härdade långsamt. . Som ett bindemedel för vattenfri pistolglam undviker fenolharts inte bara det föroreningsproblem som orsakas av tjära som ett bindemedel, utan förbättrar också korrosionsbeständigheten, sintringsförmågan och slitstyrkan hos pistolslammet.
3.2 Applicering i tunt torrt material
Det finns fler och fler tillämpningar av torra tuntmaterial. Det mest använda bindemedlet i tunt torrt arbete hemma och utomlands är fenolharts, som har goda konstruktions- och användningsegenskaper. Fenolharts har emellertid nackdelarna med att öka kol och hydrogenering av smält stål, hög kostnad och låg hållfasthet vid medelhöga och höga temperaturer, vilket gör att appliceringen av fenolharts i tuntmaterial i viss utsträckning hindras kraftigt.
I allmänhet analyserar den här artikeln appliceringen av fenolharts i olika typer av eldfasta material, såsom magnesiakolstenar, aluminiumkolstenar, tuntmaterial och masugnens vattenfria lera. Som det tidigaste syntetiska hartset har fenolharts fördelarna med värmehärdande, hög torrhållfasthet och hög hög temperaturhållfasthet och används ofta. Det används som ett bättre bindemedel inom eldfasta material vid framställning av eldfasta kolkomposit. Fenolharts har emellertid två stora brister: hög kostnad och dess pyrolyskol är glaskol, vilket påverkar dess applicering i eldfasta material till en viss grad.
