【Rezumat resin Rășina fenolică este un liant important al materialelor refractare. În comparație cu asfaltul, rășina fenolică are proprietăți bune de umectare pentru materialele refractare și grafit, o rată ridicată de carbon reziduală, o bună aderență și poate fi amestecată și turnată la temperatura camerei. Corpul verde are avantajele unei rezistențe ridicate, a unui conținut redus de substanțe nocive și poate îmbunătăți mediul de lucru. A fost utilizat pe scară largă ca liant pentru refractare care conțin carbon. Acest articol începe cu rășina fenolică, analizează și discută despre aplicarea rășinii fenolice în cărămizi de magnezie-carbon, cărămizi de aluminiu-carbon și alte materiale refractare în formă de compozit de carbon, precum și în materiale uscate tundish, nămol de pistol anhidru pentru furnal și alte materiale refractare amorfe.
Cercetarea rășinii fenolice utilizate în refractare se concentrează în principal pe modificarea rășinii. Dintre acestea, utilizarea reacțiilor catalitice pentru a îmbunătăți structura și performanța carbonului rezidual de rășină este o tendință majoră în cercetările viitoare. Liantul este o componentă indispensabilă în materialele refractare, joacă rolul de a cimenta împreună particulele de material refractar și pulberea. Sinteza unui nou tip de rețea care interpenetrează rășina fenolică de înaltă performanță este o altă tendință în cercetările viitoare. Această metodă se concentrează în principal pe schimbarea structurii rășinii în sine, astfel încât aceasta să aibă o structură de rețea mai complexă decât rășina fenolică obișnuită după întărire. Îmbunătățiți rezistența la coacere la temperatură scăzută și rezistența la temperatură medie a materialului, reducând în același timp cantitatea de fenol și reducând costul rășinii fenolice.
1Rășina fenolică
Rășinile fenolice (Phenolicresins) sunt o clasă mare de rășini sintetice preparate prin policondensare a compușilor fenolici și a compușilor aldehidici. Compusul aldehidic utilizat este în principal formaldehidă, iar alte aldehide, cum ar fi acetaldehida, formaldehida, furfuralul sau un amestec de mai multe aldehide sunt utilizate în mod obișnuit. Structura chimică unică a rășinii fenolice&# 39 și structura rețelei macromoleculare reticulate îi conferă proprietăți excelente, cum ar fi aderența excelentă, rezistența excelentă la căldură, rezistența unică la ablație și o bună întârziere a flăcării. Prin urmare, rășinile fenolice sunt utilizate pe scară largă în materialele plastice armate cu fibre de sticlă, materialele de turnare, adezivi, materiale de izolare termică și electrică, acoperiri etc.
Rășinile fenolice pot fi împărțite în două tipuri: rășini fenolice termorezistente și rășini fenolice novolac în funcție de structura și forma de încălzire. Rășina fenolică termoizolantă este produsă folosind alcali, cum ar fi hidroxid de potasiu, hidroxid de sodiu, hidroxid de bariu sau hidroxid de calciu ca catalizator, cu un raport molar de formaldehidă / fenol> 1, controlul pH-ului> 7, și reacționarea pentru un perioadă de timp la o anumită temperatură. O rășină care conține grupări metilol reactive care pot fi reacționate în continuare. Rășina fenolică termoplastică se numește de obicei novolac sau rășină novolac. Este o rășină fenolică produsă prin reacția formaldehidei (F) și a excesului de fenol (P) sub acțiunea catalizatorilor acizi precum acidul oxalic, acidul clorhidric, acidul sulfuric și acidul formic, printre care moli Raport (F / P)=0,6-0,9). Indiferent dacă este o rășină termorezistentă sau o rășină termoplastică, structura finală întărită este aceeași, care este o structură de rețea tridimensională. Carbonul rezidual obținut din carbonizarea rășinii la temperatură ridicată este o structură importantă care susține activitatea refractarilor și le asigură viața.
2Aplicarea rășinii fenolice în materiale compozite de carbon refractare
În prezent, datorită dezvoltării industriei de topire a metalelor, în special a industriei siderurgice, cererea de materiale refractare a crescut foarte mult, rezultând o creștere a aplicării rășinii fenolice în industria refractară. Materialele refractare sunt utilizate pe scară largă în industria de topire a metalelor, industria cimentului și industria ceramicii. Liantul este o componentă indispensabilă în producția de materiale refractare și joacă un rol în legarea particulelor refractare și a pulberii împreună. Mai mult, în practica de producție a materialelor refractare, oamenii își dau seama că calitatea și stabilitatea rășinilor fenolice sunt unul dintre principalii factori care afectează performanța refractarilor care conțin carbon, iar importanța rășinilor fenolice a devenit din ce în ce mai proeminentă.
2.1 Aplicare în cărămidă carbonică de magnezie
Caramida de magnezie-carbon este un material compozit complex de carbon la temperaturi ridicate, ars cu magnezie topită, grafit și liant. Are o durată de viață relativ lungă, iar vârsta cuptorului poate ajunge la mai mult de 1600 de cuptoare. Prin urmare, a realizat o dezvoltare rapidă în ultimii ani. Cărămizile din carbon de magnezie sunt utilizate pe scară largă în industria metalurgică a siderurgiei, în principal datorită proprietăților lor bune, dar proprietățile rășinii fenolice de liant pot afecta performanța cărămizilor de carbon de magnezie. Rășina fenolică utilizată pentru cărămizile de carbon de magnezie ar trebui să aibă caracteristicile unui conținut ridicat de solid, a unei greutăți moleculare relative scăzute, a unei rate ridicate de carbon rezidual și a unui conținut scăzut de apă.
Studiind relația dintre diferitele proprietăți ale rășinii și raportul materiei prime și procesul de sinteză, se concluzionează că cel mai bun raport de materie primă al rășinii fenolice pentru sinteza cărămizilor de carbon de magnezie este m (F) / m (P)=1,0 ~ 1,3; catalizatorul este w (NaOH)=50% soluție de NaOH, cantitatea adăugată este de 1% ~ 1,5% din masa fenolului; cel mai bun proces de sinteză este: reacționați mai întâi la 60 ~ 70 ℃ timp de 1 oră, apoi încălziți până la 80 ~ 90 ℃ timp de 1 ~ 2 ore. Rășina fenolică sintetizată în cel mai bun raport de materie primă și condiții de proces are o greutate moleculară relativă de 300 ~ 400, o vâscozitate de 15 ~ 20Pa · s, un conținut solid de 77,0% ~ 82,0% (w) și o rată de carbon reziduală de 43,0% ~ 49,0% (w), care poate îndeplini cerințele de performanță ale rășinii fenolice pentru cărămizi de carbon de magnezie.
Deoarece performanța cărămizilor de carbon din magnezie depinde într-o mare măsură de structura carbonului format de sistemul de legare, piroliza rășinii fenolice formează o structură fragilă sticlă-carbon omogenă, care este foarte sensibilă la oxidare și stres, astfel încât cărămizile de carbon de magnezie adesea combinat cu alți lianți precum asfaltul pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare și proprietățile mecanice.
2.2 Aplicare în cărămidă de carbon din aluminiu
Cărămizile din aluminiu-carbon sunt fabricate din grafit și corindon ca materie primă, iar o anumită cantitate de liant și aditivi se adaugă la mixer și se presează. Deoarece Al2O3 și C nu suferă o reacție în fază solidă la temperatura de ardere a produsului, rezistența la lipire a cărămizilor din aluminiu-carbon provine în principal din aditivi și lianți. Rășina fenolică este utilizată pe scară largă în cărămizile de carbon din aluminiu datorită proprietăților sale excelente. În prezent, refractarele de aluminiu-carbon utilizează pe scară largă rășina fenolică ca agent de legare. Principiul de legare este în principal de a îmbunătăți forța de legare între agentul de legare și material prin legarea încrucișată a segmentelor moleculare de rășină fenolică în timpul procesului de întărire pentru a forma o structură de rețea.
3 Aplicarea rășinii fenolice în refractare neformate
Rășina fenolică este utilizată în principal ca agent de legare în produsele refractare în formă de conținut de carbon. În ultimii ani, domeniul său de aplicare a fost extins continuu și a fost folosit ca liant în refractare neformate.
3.1 Aplicare în nămol de furnal anhidru
Comparativ cu alte refractare neformate, rășina fenolică este cea mai utilizată pe scară largă în lutul de armă. Nămolul timpuriu al pistolului a fost folosit ca liant, utilizând în principal gudron și pas, dar în timpul utilizării, pasul de gudron ar produce substanțe cancerigene și fum negru, care au cauzat un mare prejudiciu mediului înconjurător și a fost, de asemenea, dificil de sinterizat și întărit lent. . Ca liant pentru nămolul anhidru al pistolului, rășina fenolică nu numai că evită problema poluării cauzată de gudron ca liant, dar îmbunătățește și rezistența la coroziune, sinterizarea și rezistența la uzură a nămolului pistolului.
3.2 Aplicarea în materiale uscate tundish
Există din ce în ce mai multe aplicații ale materialelor tundish uscate. Cel mai utilizat liant în lucrul uscat tundish acasă și în străinătate este rășina fenolică, care are proprietăți bune de construcție și utilizare. Cu toate acestea, rășina fenolică are dezavantajele creșterii carbonului și hidrogenării oțelului topit, cost ridicat și rezistență scăzută la temperaturi medii și ridicate, ceea ce face ca aplicarea rășinii fenolice în materialele uscate tundish într-o anumită măsură să fie foarte dificilă.
În general, acest articol analizează aplicarea rășinii fenolice în diferite tipuri de materiale refractare, cum ar fi cărămizile de carbon de magnezie, cărămizile de carbon din aluminiu, materialele uscate de tundish și noroiul pentru pistol fără furnal. Fiind cea mai timpurie rășină sintetică, rășina fenolică are avantajele termorezistenței, rezistenței ridicate la uscare și rezistenței la temperaturi ridicate și este utilizată pe scară largă. Este utilizat ca un liant mai bun în domeniul materialelor refractare la prepararea refractarilor compozite din carbon. Cu toate acestea, rășina fenolică are două neajunsuri majore: costul ridicat și cărbunele de piroliză este cărbunele de sticlă, care afectează într-o anumită măsură aplicarea sa în refractare.
