алкилрезорциноформальдегидное связующее для огнеупоров
Классы МПК: | C04B35/00 Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом; керамические составы; обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий |
Автор(ы): | Васильев Валентин Всеволодович (RU), Никитин Евгений Ефимович (RU), Суворов Станислав Алексеевич (RU), Садчиков Иван Александрович (RU), Петрович Николай Иванович (EE), Остроухов Николай Николаевич (EE), Болховитина Лариса Владимировна (EE), Паркман Янек Куйдович (EE) |
Патентообладатель(и): | Васильев Валентин Всеволодович (RU), Никитин Евгений Ефимович (RU), Суворов Станислав Алексеевич (RU), Садчиков Иван Александрович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-09-13 публикация патента:
27.06.2009 |
Изобретение относится к производству огнеупоров и предназначено для изготовления углеродсодержащих изделий и масс в огнеупорной и металлургической промышленности. Алкилрезорциноформальдегидное связующее включает поликонденсационный полимер, модификатор и растворитель при следующем содержании компонентов, мас.%: поликонденсационный полимер 70-80, модификатор 1-3, растворитель 19-27. В качестве поликонденсационного полимера используют алкилрезорциноформальдегидную смолу, полученную на основе фракции алкилрезорцинов, выкипающих при температуре выше 270 градусов Цельсия, и формальдегида, в качестве модификатора - борную кислоту, а в качестве растворителя - смесь фурфурилового спирта и этилцеллозольва. Технический результат изобретения - получение экологически безопасного связующего с высокой жизнестойкостью, при этом образцы огнеупоров, изготовленные с его использованием, обладают высокими физико-механическими характеристиками. 1 табл.
Формула изобретения
Алкилрезорциноформальдегидное связующее, включающее поликонденсационный полимер, модификатор и растворитель, отличающееся тем, что в качестве поликонденсационного полимера используется алкилрезорциноформальдегидная смола, полученная на основе фракции алкилрезорцинов, выкипающих при температуре выше 270°С, и формальдегида, в качестве модификатора - борная кислота, а в качестве растворителя - смесь фурфурилового спирта и этилцеллозольва при следующем содержании компонентов, мас.%:
Поликонденсационный полимер | 70-80 |
Модификатор | 1-3 |
Растворитель | 19-27 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к производству огнеупоров и предназначено для изготовления углеродосодержащих изделий и масс в огнеупорной и металлургической промышленности.
Известно связующее для огнеупоров (1), включающее фенольные полимеры и пластификатор, которое в качестве фенольных полимеров содержит фенолформальдегидную смолу, а содержание пластификатора составляет 5-30%. Однако недостатками указанного связующего является повышенная пористость и пониженная прочность изготавливаемых на его основе огнеупорных изделий, поскольку входящие в состав связующего фенолформальдегидные полимеры отверждаются в узком температурном интервале и с большой скоростью, что приводит к выделению летучих и образованию в изделии большого количества пор. Кроме того, такие связующие содержат высокотоксичный формальдегид, выделяемый из огнеупорной массы в процессе ее приготовления и переработки.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является связующее для огнеупоров (2), включающее 60-95 мас.% фенольных полимеров, представляющих собой продукт поликонденсации суммарных сланцевых фенолов с фурфуролом и формальдегидом, и пластификатор (5-40 мас.%). Однако описанное техническое решение не позволяет получить экологически чистый бесфенольный продукт, обеспечить высокую жизнестойкость связующего и производить дешевый продукт, поскольку предполагает использование дорогостоящих пластификаторов.
Задачей настоящего изобретения является получение дешевого, экологически чистого продукта с высокой жизнестойкостью связующего и высоким уровнем физико-механических характеристик (открытая пористость, механическая прочность, термостойкость).
Поставленная задача решается алкилрезорциноформальдегидным связующим, включающим поликонденсационный полимер, модификатор и растворитель, отличающимся тем, что в качестве поликонденсационного полимера используется акилрезорциноформальдегидная смола, полученная на основе фракции алкилрезорцинов, выкипающих при температуре выше 270 градусов Цельсия, и формальдегида, в качестве модификатора - борную кислоту, а в качестве растворителя - смесь фурфурилового спирта и этилцеллозольва при следующем содержании компонента, мас.%:
Поликонденсационный полимер - 70-80
Модификатор - 1-3
Растворитель - 19-27.
Алкилрезорциноформальдегидное связующее (АРФС) представляет собой продукт поликонденсации концентрата сланцевых алкилрезорцинов с формальдегидом. Концентрат алкилрезорцинов получают путем ректификации суммарных водорастворимых фенолов с целью отделения одноатомных фенолов от алкилрезорцинов и отбора их концентрата (фракции выше 270°С).
Концентрат алкилрезорцинов содержит 40-50 мас.% 5-метилрезорцина, 10-12 мас.% 5-этилрезорцина, до 10 мас.% резорцина, а также другие алкилированные резорцины. При этом одноатомные фенолы (оксибензол) отсутствуют.
При взаимодействии алкилрезорцина и формальдегида образуются димеры, тримеры и полимеры. При этом в реакционной массе всегда присутствуют непрореагировавшие алкилрезорцины, что обусловлено тем, что димеры имеют более высокую реакционную способность, чем резорцин. Свободного формальдегида в реакционной массе не обнаружено.
Борная кислота добавляется с целью повышения механической прочности изделий и открытой их пористости.
В качестве огнеупорных материалов использовали плавленый и спеченный зернистый периклаз с содержанием MgO более 97,5 мас.%, плавленый и спеченный зернистый корунд с содержанием Al2 O3 более 98 мас.%.
Образцы огнеупоров изготавливали путем смешения зернистого огнеупорного материала (периклаза или корунда) со связующим в количестве 1,0-3,0 мас.% (сверх 100%) и формованием из полученной массы при давлении 100 МПа образцов, которые подвергали термообработке при температуре 280°С и 900°С в течение 8 часов. Свойства образцов огнеупоров представлены в таблице.
Из примеров (табл.) следует, что образцы огнеупоров, изготовленные с использованием предлагаемого связующего, обладают, по сравнению с образцами, изготовленными с использованием связующего по патенту РФ № 2118626, 1998 г. (прототип), пониженной открытой пористостью, более высокой прочностью, более длительной живучестью связующего, отсутствием в нем свободных фенолов. Связующее экологически безопасно для окружающей среды и обеспечивает лучшие санитарно-гигиенические условия для работающего персонала.
Использованная литература
1. Патент ЕРО 139311, 1985.
2. Патент РФ № 2118626, 1998 г.
Класс C04B35/00 Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом; керамические составы; обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий