【Resum resin La resina fenòlica és un important aglutinant de materials refractaris. En comparació amb l’asfalt, la resina fenòlica té bones propietats humectants per als materials refractaris i el grafit, una elevada taxa de carboni residual, una bona adherència i es pot barrejar i modelar a temperatura ambient. El cos verd té els avantatges d’una alta resistència, un baix contingut de substàncies nocives i pot millorar l’ambient de treball. S'ha utilitzat àmpliament com a aglutinant per a refractaris que contenen carboni. Aquest article comença amb la resina fenòlica, analitza i analitza l’aplicació de la resina fenòlica en maons de magnesia-carboni, maons d’alumini-carboni i altres refractaris de forma composta de carboni, així com en materials secs tundish, fang de pistola anhidre d’alt forn i altres refractaris amorfs.
La investigació de la resina fenòlica utilitzada en els refractaris se centra principalment en la modificació de la resina. Entre ells, l’ús de reaccions catalítiques per millorar l’estructura i el rendiment del carboni residual de la resina és una tendència important en futures investigacions. L’aglutinant és un component indispensable en els materials refractaris, juga el paper de cimentar les partícules i la pols del material refractari. La síntesi d’un nou tipus de xarxa interpenetrant de resina fenòlica d’alt rendiment és una altra tendència en futures investigacions. Aquest mètode se centra principalment a canviar l'estructura de la mateixa resina perquè tingui una estructura de xarxa més complexa que la resina fenòlica ordinària després del curat. Milloreu la força de cocció a baixa temperatura i la resistència a mitja temperatura del material, reduint al mateix temps la quantitat de fenol i reduint el cost de la resina fenòlica.
1Resina fenòlica
Les resines fenòliques (Phenolicresins) són una gran classe de resines sintètiques preparades per policondensació de compostos fenòlics i compostos aldehídics. El compost aldehid utilitzat és principalment formaldehid i s’utilitzen habitualment altres aldehids com l’acetaldehid, el formaldehid, el furfural o una barreja de diversos aldehids. L’estructura química única de la resina fenòlica&# 39 i l’estructura de xarxa reticulada macromolecular li donen excel·lents propietats, com ara una excel·lent adherència, una excel·lent resistència a la calor, una resistència única a l’ablació i un bon retardador de flama. Per tant, les resines fenòliques s’utilitzen àmpliament en plàstics reforçats amb fibra de vidre, materials per emmotllar, adhesius, materials d’aïllament tèrmic i elèctric, recobriments, etc.
Les resines fenòliques es poden dividir en dos tipus: les resines fenòliques termoestables i les resines fenòliques novolac segons la seva estructura i forma de calefacció. La resina fenòlica termoestable es produeix utilitzant alcalins, com ara hidròxid de potassi, hidròxid de sodi, hidròxid de bari o hidròxid de calci com a catalitzador, amb una relació molar de formaldehid / fenol> 1, controlant el pH> 7, i reaccionant període de temps a una temperatura determinada. Resina que conté grups metilol reactius que poden reaccionar encara més. La resina fenòlica termoplàstica se sol denominar novolac o resina novolac. És una resina fenòlica produïda per la reacció del formaldehid (F) i l’excés de fenol (P) sota l’acció de catalitzadors àcids com l’àcid oxàlic, l’àcid clorhídric, l’àcid sulfúric i l’àcid fòrmic, entre els quals la relació dels mols (F / P)=0,6-0,9). Independentment de si es tracta d’una resina termoestable o d’una resina termoplàstica, l’estructura curada final és la mateixa, que és una estructura de xarxa tridimensional. El carboni residual obtingut de la carbonització de la resina a alta temperatura és una estructura important que dóna suport al treball dels refractaris i n’assegura la vida.
2 Aplicació de resina fenòlica en material refractari en forma de compost de carboni
En l'actualitat, a causa del desenvolupament de la indústria de fosa de metalls, especialment la siderúrgica, la demanda de materials refractaris ha augmentat molt, cosa que ha provocat un augment de l'aplicació de resina fenòlica a la indústria refractària. Els materials refractaris s’utilitzen àmpliament a la indústria de la fosa de metalls, la indústria del ciment i la indústria ceràmica. L’aglutinant és un component indispensable en la producció de materials refractaris i juga un paper en la unió de les partícules refractàries i la pols. A més, a la pràctica de producció de materials refractaris, la gent s’adona que la qualitat i l’estabilitat de les resines fenòliques són un dels principals factors que afecten el rendiment dels refractaris que contenen carboni i que la importància de les resines fenòliques ha esdevingut cada vegada més destacada.
2.1 Aplicació en maons de carboni de magnesia
El maó magnèsia-carboni és un material compost complex de carboni a alta temperatura cuit amb magnesi, grafit i aglutinant fusionats. Té una vida útil relativament llarga i l’edat del forn pot arribar a superar els 1600 forns. Per tant, ha assolit un ràpid desenvolupament en els darrers anys. Els maons de carboni de magnesia s’utilitzen àmpliament a la indústria metal·lúrgica de l’acer i de la siderúrgia, principalment per les seves bones propietats, però les propietats de la resina fenòlica aglutinant poden afectar el rendiment dels maons de carboni de magnesia. La resina fenòlica que s’utilitza per als maons de carboni de magnesia hauria de tenir les característiques d’un alt contingut en sòlids, baix pes molecular relatiu, alta taxa de carboni residual i baix contingut d’aigua.
En estudiar la relació entre les diverses propietats de la resina i la seva relació de matèries primeres i el seu procés de síntesi, es conclou que la millor relació de matèria primera de la resina fenòlica per a la síntesi de maons de carboni de magnesia és m (F) / m (P)=1,0 ~ 1,3; el catalitzador és w (NaOH)=50% de solució de NaOH, la quantitat afegida és de l'1% ~ 1,5% de la massa de fenol; el millor procés de síntesi és: primer reaccionar a 60 ~ 70 ℃ durant 1h, i després escalfar fins a 80 ~ 90 ℃ durant 1 ~ 2h. La resina fenòlica sintetitzada sota la millor relació de matèries primeres i condicions de procés té un pes molecular relatiu de 300 ~ 400, una viscositat de 15 ~ 20Pa · s, un contingut sòlid del 77,0% ~ 82,0% (w) i una taxa de carboni residual de 43,0% ~ 49,0% (w), que pot complir els requisits de rendiment de la resina fenòlica per a maons de carboni de magnesia.
Atès que el rendiment dels maons de carboni de magnesia depèn en gran mesura de l’estructura de carboni formada pel sistema d’unió, la piròlisi de la resina fenòlica forma una estructura trencada i homogènia de vidre-carboni fràgil, molt sensible a l’oxidació i l’estrès, de manera que els maons de carboni de magnesia són sovint combinat amb altres aglutinants com l’asfalt per millorar la resistència a l’oxidació i les propietats mecàniques.
2.2 Aplicació en maó d'alumini carboni
Els maons d’alumini-carboni estan fets de grafit i corindó com a matèries primeres, i s’afegeix una certa quantitat d’aglutinant i additius al mesclador i es premsa. Com que Al2O3 i C no experimenten una reacció en fase sòlida a la temperatura de cocció del producte, la força d’unió dels maons alumini-carboni prové principalment d’additius i aglutinants. La resina fenòlica s’utilitza àmpliament en maons de carboni d’alumini per les seves excel·lents propietats. Actualment, els refractaris d'alumini-carboni utilitzen àmpliament la resina fenòlica com a agent d'unió. El principi d’unió consisteix principalment a millorar la força d’unió entre l’agent d’unió i el material mitjançant la reticulació dels segments moleculars de resina fenòlica durant el procés de curat per formar una estructura de xarxa.
3 Aplicació de la resina fenòlica en productes refractaris sense forma
La resina fenòlica s'utilitza principalment com a agent d'unió en productes refractaris amb forma de carboni. En els darrers anys, el seu camp d'aplicació s'ha ampliat contínuament i s'ha utilitzat com a aglutinant en refractaris sense forma.
3.1 Aplicació en fang d’alts forns anhidres
En comparació amb altres refractaris sense forma, la resina fenòlica és la més utilitzada en l’argila de pistola. El primer fang de les pistoles es feia servir com a aglutinant, principalment usant quitrà i pitch, però en el seu ús, el pitch pitch produïa agents cancerígens i fum negre, que causaven grans danys al medi ambient, i també era difícil de sinteritzar i endurir-se lentament. . Com a aglutinant per al fang de pistola anhidre, la resina fenòlica no només evita el problema de contaminació causat pel quitrà com a aglutinant, sinó que també millora la resistència a la corrosió, la sinterització i la resistència al desgast del fang de la pistola.
3.2 Aplicació en materials secs tundish
Cada cop hi ha més aplicacions de materials secs. L’aglutinant més utilitzat en treballs secs a casa i a l’estranger és la resina fenòlica, que té bones propietats constructives i d’ús. Tanmateix, la resina fenòlica té els inconvenients d’augmentar el carboni i la hidrogenació de l’acer fos, té un cost elevat i baixa resistència a temperatures mitjanes i altes, cosa que fa que l’aplicació de resina fenòlica en materials secs tundish sigui, fins a cert punt, molt dificultada.
En general, aquest article analitza l’aplicació de la resina fenòlica en diferents tipus de materials refractaris, com ara maons de carboni de magnesia, maons de carboni d’alumini, materials secs tundish i fang de pistola sense aigua de l’alt forn. Com a primera resina sintètica, la resina fenòlica té els avantatges de ser termoestable, d’alta resistència en sec i d’alta temperatura. S'utilitza com a millor aglutinant en el camp dels materials refractaris en la preparació de refractaris compostos de carboni. Tanmateix, la resina fenòlica té dues deficiències importants: el cost elevat i el carbó vegetal de piròlisi és el carbó de vidre, que afecta fins a cert punt la seva aplicació en productes refractaris.
