CN104628404A - 一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法 - Google Patents
一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104628404A CN104628404A CN201510092374.5A CN201510092374A CN104628404A CN 104628404 A CN104628404 A CN 104628404A CN 201510092374 A CN201510092374 A CN 201510092374A CN 104628404 A CN104628404 A CN 104628404A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- preparation
- bonding agent
- formaldehyde
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种耐火材料结合剂的制备方法。一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其生产步骤如下：A）将磷片石墨、浓硫酸、高锰酸盐、水，通过高温高压反应制得液体石墨胶熔液；B）在步骤A制得的石墨胶熔液中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛，通过高温高压反应制得所述碳-碳结合耐火材料结合剂。本发明碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，通过对石墨进行特殊的酸化处理后，再加入苯酚、甲醛、并采用碱式钠盐作催化剂，制备出一种强化效应突出的碳-碳结合新型耐火材料结合剂，通过以结合剂的形式将碳加入耐火、防火材料，可以较好减少和缓解含碳耐火材料在氧化气氛下碳易于氧化的缺点，并显著提高石墨在氧化气氛的抗氧化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐火、防火材料结合剂的制备方法。
背景技术
制作耐火、防火材料离不开结合剂，结合剂的功能主要是发挥强化效应，可以起到改进耐火、防火材料某些性能的作用。它可以是单一物质，也可以是复合物质，但均要求掺量少，不良影响少。目前常用的结合剂主要是有机和无机结合剂两大类，如有机结合剂有铝酸钙水泥、水玻璃、磷酸二氢铝、磷酸、硫酸等，无机结合剂有酚醛树脂、环氧树脂、聚胺脂树脂、脲醛树脂、聚醋酸己烯脂、聚苯己烯、聚己烯醇类树脂、呋喃树脂等等，但这些结合剂都具有固定的领域和作用。如何通过改进结合剂的性能，更好发挥结合剂的强化效应是结合剂研究的重点。
石墨（graphite）是一种结晶形碳。六方晶系,为铁墨色至深灰色。由于石墨具有耐高温性，导电、导热性，润滑性、化学稳定性、可塑性、抗热震性，因此被广泛应用于碳质耐火材料的生产中，由于碳质耐火材料耐火度高、导热性和导电性高，热震稳定性好、线膨胀系数小，高温强度高，耐磨性好，耐各种酸、碱、盐和有机溶剂的侵蚀，因此近年来碳质耐火材料得到迅猛发展，但碳在氧化气氛下易于氧化，并被迅猛侵蚀，这是碳质耐火材料的唯一缺点。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出了一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法。通过对石墨进行酸化处理后，再加入苯酚、甲醛，并采用碱式钠盐作催化剂，制备出一种碳-碳结合新型耐火材料结合剂。
本发明所采用的技术方案：
一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其生产步骤如下：
A）将磷片石墨、浓硫酸、高锰酸盐、水，通过高温高压反应制得液体石墨胶熔液；
B）在步骤A制得的石墨胶熔液中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛，通过高温高压反应制得所述碳-碳结合耐火材料结合剂。
所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，步骤A中，磷片石墨、浓硫酸、高锰酸盐、水的质量比为1：(0.05-0.1) ：（0.005－0.01）：(0.05-0.2)。
所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，步骤B中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛的量按下述比例计算：鳞片石墨、苯酚、碱式钠盐、甲醛的质量比为1：（20－25）：（0.005－0.015）：（20－50）其中苯酚与甲醛的摩尔比为1：(1.3-1.5)。
所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，步骤A）中的反应温度为120-140℃，压力为1.15-1.2MPa，反应时间为160－210min。
所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，步骤B）中的反应温度为95℃-96℃, 压力为1.0-1.1MPa，反应时间为38－80min。
所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，步骤A）中，升温速度为1-1.5℃/min，当温度升至140℃，加压至1.15-1.2MPa。
所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，步骤B）中，加料顺序为：先在液体石墨胶熔液中加入笨酚、碱式钠盐，然后开始升温，升温速度为0.5-1℃/min，当温度升至42℃-45℃，让其保温25-28min；然后再开始升温，升温速度为0.5-0.8℃/min，当温度升至87℃后，将升温速度降至0.3℃/min，当温度升至96℃后，开始保温，保温期间温度应控制在95－96℃，保温30-60min后，开始进行冷却，在24分钟内要冷却至82℃，然后再加入甲醛，在80-82℃下保温30-60min，然后再开始升温，升温速度为0.3-04℃/min，当温度升至95-96℃，然后开始加压，当压力在1－1.1 MPa，温度在92℃-96℃期间，反应40-90min, 当粘度达到30－40mPa·s后，立即通水冷却，至40℃以下放料。
本发明的有益效果：
1、本发明碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，通过对石墨进行特殊的酸化处理后，再加入苯酚、甲醛、并采用碱式钠盐作催化剂，制备出一种强化效应突出的碳-碳结合新型耐火材料结合剂，通过以结合剂的形式将碳加入耐火、防火材料，可以较好减少和缓解含碳耐火材料在氧化气氛下碳易于氧化的缺点，并显著提高石墨在氧化气氛的抗氧化性能。
2、本发明碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，改变了含碳耐火、防火材料中碳的直接加入方式，通过对碳进行酸化处理，再以结合剂的形式加入含碳耐火、防火材料，可以显著提高耐火和防火材料的高温综合性能，可以较好减少和缓解含碳耐火材料在氧化气氛下碳易于氧化的缺点，有效提高耐火和防火材料的抗热冲击、抗侵蚀性、抗热震性及强度操持率等高温力学性能。
3、本发明碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，生产出的结合剂尤其适合于含碳耐火、防火材料的生产，该结合剂在加入耐火材料后，会形成独特的碳-碳结合结构，并具有碳化率高，黏结性好、成形后的坯体强度高、碳化速度可以有效控制，有害挥发物少，有助于改善作业环境。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其生产步骤如下：
A）将磷片石墨、浓硫酸、高锰酸盐、水，通过高温高压反应，磷片石墨在高温高压的作用下，通过化学作用，可促使石墨层间扩大，并将磷片石墨层间逐一分解，并形成由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜结构，制得液体氧化石墨胶熔胶；
B）在步骤A制得的石墨胶熔液中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛，通过高温高压反应制得所述碳-碳结合耐火材料结合剂。
实施例2
本实施例的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，与实施例1不同的是：步骤A中，磷片石墨、浓硫酸、高锰酸盐、水的质量比为1：(0.05-0.1) ：（0.005－0.01）：(0.05-0.2)。
实施例3、实施例4
此两个实施例的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其分别与实施例1和实施例2的不同之处在于：步骤B中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛的量按下述比例计算：鳞片石墨、苯酚、碱式钠盐、甲醛的质量比1：（20－25）：（0.005－0.015）：（20－50），其中苯酚与甲醛的摩尔比为1：(1.3-1.5)。
其中，步骤A）中的反应温度为120-140℃，压力为1.15-1.2MPa，反应时间为160－210min；步骤B）中的反应温度为95℃-96℃, 压力为1.0-1.1MPa，反应时间为40－90min。
实施例5
本实施例的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其步骤如下：
将100千克的磷片石墨放入压蒸釜中，添加5-10千克的浓硫酸，0.5-1千克的高锰酸盐，5-20千克的水，通过加压加温，在50-70分钟内，加压至1.15-1.2MPa, 升温度120-140℃，在此状态下保持160-210min，制备出液体石墨胶熔胶；
然后再添加2000－2500千克已熔化的苯酚，开动搅拌器搅拌均匀，再加人0.5-1.5千克的碱式钠盐，升温至42℃-45℃，让其保温25-28min；
然后再开始升温，在72-78分钟内由42-45℃升至87℃（即升温速度应为0.5-0.8℃/min），再在22-26分钟内由87℃升至温度到96℃（即升温速度为0.3℃/min），并在温度为95℃-96℃时保持18-20min。
保温后，在24min内冷却至82℃，再加入2000-5000千克甲醛，并在82℃温度下保持13-15min，其中，苯酚与甲醛的摩尔比控制在1：（1.3-1.5）。
然后开始第二次升温，在30min内由82℃升至95-96℃（即升温速度为0.3℃/min），然后开始加压，当压力在1-1.1MPa,温度92℃-96℃下，继续反应40 -90min, 当粘度达到30－40mPa·s后，立即通水冷却，至40℃以下放料。
所述高锰酸盐采用高锰酸锂、高锰酸钠、高锰酸钾、高锰酸铵、高锰酸钙、高锰酸钡、高锰酸锌或高锰酸镁。
所述碱式钠盐采用乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠盐、乙二胺四乙酸铁钠盐、乙二胺四乙酸二钠铜盐、乙二胺四乙酸铜二钠、乙二胺基四乙酸铜二钠盐、乙二胺四乙酸二钠锌盐、乙二胺四乙酸二钠锰盐、乙二胺四乙酸二钠钙盐、乙二胺四乙酸二钠镁盐或乙二胺四乙酸铁钠盐。
Claims (8)
1.一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其生产步骤如下：
A）将磷片石墨、浓硫酸、高锰酸盐、水，通过高温高压反应制得液体石墨胶熔液；
B）在步骤A制得的石墨胶熔液中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛，通过高温高压反应制得所述碳-碳结合耐火材料结合剂。
2. 根据权利要求1所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤A中，磷片石墨、浓硫酸、高锰酸盐、水的质量比为1：(0.05-0.1) ：（0.005－0.01）：(0.05-0.2)。
3. 根据权利要求1所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛的量按下述比例计算：鳞片石墨、苯酚、碱式钠盐、甲醛的质量比1：（20－25）：（0.005－0.015）：（20－50），其中苯酚与甲醛的摩尔比为1：(1.3-1.5)。
4. 根据权利要求2所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，加入苯酚、碱式钠盐、甲醛的量按下述比例计算：鳞片石墨、苯酚、碱式钠盐、甲醛的质量比1：（20－25）：（0.005－0.015）：（20－50），其中苯酚与甲醛的摩尔比为1：(1.3-1.5)。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤A）中的反应温度为120-140℃，压力为1.15-1.2MPa，反应时间为160－210min。
6. 根据权利要求5所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤A）中，升温速度为1-1.5℃/min，当温度升至140℃，加压至1.15-1.2MPa。
7. 根据权利要求6所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤B）中的反应温度为95℃-96℃, 压力为1.0-1.1MPa，反应时间为40－90min。
8. 根据权利要求1、2、3、4、6、7任一项所述的碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤B）中，加料顺序为：先在液体石墨胶熔液中加入笨酚、碱式钠盐，然后开始升温，升温速度为0.5-1℃/min，当温度升至42℃-45℃，让其保温25-28min；然后再开始升温，升温速度为0.5-0.8℃/min，当温度升至87℃后，将升温速度降至0.3℃/min，当温度升至96℃后，开始保温，保温期间温度应控制在95－96℃，保温30-60min后，开始进行冷却，在24分钟内要冷却至82℃，然后再加入甲醛，在80-82℃期间保温30-60min，然后再开始升温，升温速度为0.3-0.4℃/min，当温度升至95-96℃，然后开始加压，当压力在1－1.1 MPa，温度在92℃-96℃期间，反应40-90min, 当粘度达到30－40mPa·s后，立即通水冷却，至40℃以下放料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510092374.5A CN104628404B (zh) | 2015-03-02 | 2015-03-02 | 一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510092374.5A CN104628404B (zh) | 2015-03-02 | 2015-03-02 | 一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104628404A true CN104628404A (zh) | 2015-05-20 |
| CN104628404B CN104628404B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=53207701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510092374.5A Active CN104628404B (zh) | 2015-03-02 | 2015-03-02 | 一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104628404B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107216663A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-29 | 青岛美卡新型材料有限公司 | 一种光伏铸锭炉用碳碳复合材料的保护层及其制备方法 |
| CN112341993A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-09 | 新乡市炬能耐材有限公司 | 一种具有交叉晶体结构的复合非氧化物磨削材料生产工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102127197A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-07-20 | 山东圣泉化工股份有限公司 | 镁碳砖用酚醛树脂的制备方法 |
| CN103483516A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 厦门大学 | 一种氧化石墨烯-硼改性酚醛树脂的制备方法 |
| CN103570007A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 一种氧化石墨的制备方法 |
-
2015
- 2015-03-02 CN CN201510092374.5A patent/CN104628404B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102127197A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-07-20 | 山东圣泉化工股份有限公司 | 镁碳砖用酚醛树脂的制备方法 |
| CN103570007A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 一种氧化石墨的制备方法 |
| CN103483516A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 厦门大学 | 一种氧化石墨烯-硼改性酚醛树脂的制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107216663A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-29 | 青岛美卡新型材料有限公司 | 一种光伏铸锭炉用碳碳复合材料的保护层及其制备方法 |
| CN112341993A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-09 | 新乡市炬能耐材有限公司 | 一种具有交叉晶体结构的复合非氧化物磨削材料生产工艺 |
| CN112341993B (zh) * | 2020-11-23 | 2021-10-29 | 新乡市炬能耐材有限公司 | 一种具有交叉晶体结构的复合非氧化物磨削材料生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104628404B (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101423403B (zh) | 一种碳硅化铝和碳化硅复合材料及其制备方法 | |
| CN101423404B (zh) | 一种Al4SiC4/SiC复合耐火材料及其制备方法 | |
| CN112028613A (zh) | 一种应用添加催化剂酚醛树脂的镁碳砖 | |
| CN103980003A (zh) | 真空气相沉积反应法制备硅化石墨的方法 | |
| CN101381242A (zh) | 一种钛和钛合金熔炼用坩埚的制备方法 | |
| CN104628404B (zh) | 一种碳-碳结合耐火材料结合剂的制备方法 | |
| CN102628149A (zh) | 一种石墨晶须增强铜基复合材料的制备方法 | |
| CN104263988A (zh) | 一种TiB2颗粒增强泡沫铝/铝合金的制备方法 | |
| CN101423406B (zh) | 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法 | |
| CN106634744A (zh) | 一种碳材料用的耐高温胶粘剂及其制备方法 | |
| CN101905294A (zh) | 一种高性能发热剂的制备方法 | |
| CN103289618B (zh) | 复合改性抗氧化酚醛树脂结合剂及其制备方法 | |
| CN107760905A (zh) | 一种ZrB2颗粒增强泡沫铝/铝合金的制备方法 | |
| CN102286681A (zh) | 铝硅合金电梯电机制动环及其制造方法 | |
| CN114149269B (zh) | 铝电解槽侧墙用AlN-SiC固溶体结合SiC复合耐火材料及制备方法 | |
| CN104709889B (zh) | 快速去除硅化石墨中游离硅的方法 | |
| CN101343753A (zh) | 涂覆高温抗氧化多孔陶瓷涂料的电极及其制备方法 | |
| CN101423407B (zh) | 一种Al4SiC4-Al2OC复合耐火材料及其制备方法 | |
| CN103480796A (zh) | 镁及镁合金铸锭脱模剂及制备方法 | |
| CN103708845B (zh) | 一种连铸中间包工作层涂料 | |
| CN101429600A (zh) | 碲铜排(板、棒、管)的生产工艺 | |
| CN103184371A (zh) | 一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金及其制备工艺 | |
| CN108083776B (zh) | 一种镁碳砖及其制备方法 | |
| CN110282960A (zh) | 一种碳复合耐火材料的制备方法 | |
| CN106588049B (zh) | 一种连铸用无硅无碳刚玉质水口塞棒制品及其制备工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160627 Address after: 453000 No. two, No. 2, weft Road, Xinxiang economic and Technological Development Zone, Henan, China Applicant after: XINXIANG JUNENG REFRACTORIES CO., LTD. Address before: 453000 Henan province Xinxiang City train station 200 meters north Zhongjie pharmaceutical factory Applicant before: XINXIANG RONGXIN REFRACTORIES CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |