【Absztrakt】 A fenolgyanta a tűzálló anyagok fontos kötőanyaga. Az aszfalttal összehasonlítva a fenolgyanta jó nedvesítő tulajdonságokkal rendelkezik a tűzálló anyagok és a grafit esetében, magas a maradék szénmennyiség, jó tapadás, szobahőmérsékleten keverhető és formázható. A zöld test előnyei a nagy szilárdság, a káros anyagok alacsony tartalma, és javíthatja a munkakörnyezetet. Széles körben használják széntartalmú tűzálló anyagok kötőanyagaként. Ez a cikk a fenolgyantával kezdődik, elemzi és megvitatja a fenolgyanta alkalmazását magnézium-szén téglákban, alumínium-szén téglákban és más szén kompozit alakú tűzálló anyagokban, valamint alföldi száraz anyagokban, nagyolvasztó vízmentes ágyúiszapban és más amorf tűzálló anyagokban.
A tűzálló anyagokban használt fenolgyanta kutatása elsősorban a gyanta módosítására összpontosít. Közülük a katalitikus reakciók felhasználása a gyanta maradék szén szerkezetének és teljesítményének javítására a jövőbeli kutatások egyik fő tendenciája. A kötőanyag a tűzálló anyagok nélkülözhetetlen alkotóeleme, a tűzálló anyag részecskéinek és a pornak a cementálásában játszik szerepet. A nagy teljesítményű fenolgyantákon áthatoló új típusú hálózatok szintézise a jövőbeni kutatások másik irányzata. Ez a módszer főként maga a gyanta szerkezetének megváltoztatására összpontosít, hogy a kikeményedés után bonyolultabb hálózati szerkezetű legyen, mint a közönséges fenolos gyanta. Javítsa az anyag alacsony hőmérsékletű sütési szilárdságát és közepes hőmérsékletű szilárdságát, miközben csökkenti a fenol mennyiségét és csökkenti a fenol gyanta költségeit.
1Fenolgyanta
A fenolgyanták (fenolrezrezinek) a szintetikus gyanták nagy csoportja, amelyeket fenolos vegyületek és aldehidvegyületek polikondenzációjával állítanak elő. Az alkalmazott aldehid-vegyület elsősorban formaldehid, és más aldehideket, például acetaldehidet, formaldehidet, furfurolt vagy több aldehid keverékét szokás használni. A fenolgyanta' egyedülálló kémiai szerkezete és a makromolekuláris térhálósított hálózat szerkezete kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, például kiváló tapadással, kiváló hőállósággal, egyedülálló ablációs ellenállással és jó égésgátló képességgel. Ezért a fenolgyantákat széles körben használják üvegszállal erősített műanyagokban, formázó anyagokban, ragasztókban, hő- és elektromos szigetelő anyagokban, bevonatokban stb.
A fenolgyantákat két típusra lehet osztani: hőre keményedő fenolgyantákra és novolac fenolgyantákra szerkezetük és hevítésük alakja szerint. A hőre keményedő fenolgyantát alkáli, például kálium-hidroxid, nátrium-hidroxid, bárium-hidroxid vagy kalcium-hidroxid katalizátorként történő alkalmazásával állítják elő formaldehid / fenol> 1 mólaránnyal, a pH-t> 7 szabályozásával és reakcióval. időtartam egy bizonyos hőmérsékleten. Reaktív metilolcsoportokat tartalmazó gyanta, amely tovább reagáltatható. A hőre lágyuló fenolgyantát általában novolac vagy novolac gyantának hívják. Ez egy fenolgyanta, amelyet formaldehid (F) és felesleges fenol (P) reakciójával állítanak elő savas katalizátorok, például oxálsav, sósav, kénsav és hangyasav hatására, amelyek között mólarány (F / P)=0,6-0,9). Függetlenül attól, hogy hőre keményedő gyantáról vagy hőre lágyuló műgyantáról van szó, a véglegesen kikeményedett szerkezet ugyanaz, amely egy háromdimenziós hálózati szerkezet. A magas hőmérsékleten a gyanta karbonizálásakor nyert maradék szén fontos szerkezet, amely támogatja a tűzálló anyagok munkáját és biztosítja azok életét.
2Fenolgyanta alkalmazása szén kompozit alakú tűzálló anyagban
Jelenleg a fémolvasztó ipar, különösen a vas- és acélipar fejlődése miatt a tűzálló anyagok iránti kereslet nagymértékben megnőtt, ami a fenolgyanta tűzálló iparban való alkalmazásának növekedését eredményezte. A tűzálló anyagokat széles körben használják a fémolvasztó iparban, a cementiparban és a kerámiaiparban. A kötőanyag nélkülözhetetlen alkotóelem a tűzálló anyagok előállításában, és szerepet játszik a tűzálló részecskék és a por összekapcsolásában. Sőt, a tűzálló anyagok gyártási gyakorlatában az emberek rájönnek, hogy a fenolgyanták minősége és stabilitása az egyik fő tényező, amely befolyásolja a széntartalmú tűzálló anyagok teljesítményét, és a fenolgyanták jelentősége egyre hangsúlyosabbá vált.
2.1 Alkalmazás magnézium-karbon téglában
A magnézium-szén tégla egy magas hőmérsékletű szén komplex kompozit anyag, amelyet olvasztott magnéziával, grafittal és kötőanyaggal égetnek el. Viszonylag hosszú élettartama van, és a kemence kora meghaladja az 1600 kemencét. Ezért az elmúlt években gyors fejlődést ért el. A magnézium-karbon téglákat főként jó tulajdonságaik miatt széles körben használják a vas- és acélkohászati iparban, de a kötő fenolgyanta tulajdonságai befolyásolhatják a magnézium-karbon téglák teljesítményét. A magnézium-karbon téglákhoz használt fenolgyantának magas szilárdanyag-tartalommal, alacsony relatív molekulatömeggel, magas maradék széntartalommal és alacsony víztartalommal kell rendelkeznie.
A gyanta különféle tulajdonságai, valamint a nyersanyagarány és a szintézisfolyamat közötti kapcsolat tanulmányozásával arra a következtetésre jutunk, hogy a fenolgyanta legjobb nyersanyagaránya a magnézium-karbon téglák szintéziséhez m (F) / m (P)=1,0 ~ 1,3; a katalizátor w (NaOH)=50% NaOH oldat, a hozzáadott mennyiség a fenol tömegének 1-1,5% -a; a legjobb szintézisfolyamat: először reagáljon 60 ~ 70 ℃ -on 1 órán át, majd melegítse fel 80 ~ 90 ℃ -on 1 ~ 2 órán át. A legjobb nyersanyag-arányban és az eljárás körülményei között szintetizált fenolgyanta relatív molekulatömege 300 ~ 400, viszkozitása 15 ~ 20Pa · s, szilárdanyag-tartalma 77,0% - 82,0% (w) és maradék szénarány 43,0% - 49,0% (w), amely megfelel a fenolgyanta magnézium-karbon téglák teljesítménykövetelményeinek.
Mivel a magnézium-karbon téglák teljesítménye nagymértékben függ a kötőrendszer által képzett szénszerkezettől, a fenolgyanta pirolízise rendezetlen, törékeny homogén üveg-szénszerkezetet képez, amely nagyon érzékeny az oxidációra és a stresszre, ezért a magnézium-karbon téglák gyakran más kötőanyagokkal, például aszfalttal kombinálva az oxidációs ellenállás és a mechanikai tulajdonságok javítása érdekében.
2.2 Alkalmazás alumínium széntéglában
Az alumínium-szén téglák alapanyagként grafitból és korundból készülnek, és a keverőhöz bizonyos mennyiségű kötőanyagot és adalékot adnak, majd préselnek. Mivel az Al2O3 és C a termék égési hőmérsékletén nem megy át szilárd fázisú reakcióban, az alumínium-szén téglák kötési szilárdsága elsősorban adalékanyagokból és kötőanyagokból származik. A fenolgyantát kiváló tulajdonságai miatt széles körben használják az alumínium széntéglákban. Jelenleg az alumínium-szén tűzálló anyagok gyakran kötőanyagként fenolgyantát használnak. A kötési elv főleg a kötőanyag és az anyag közötti kötőerő javítására szolgál a fenolgyanta molekulaszegmensek térhálósításával a kikeményedési folyamat során, hogy hálózati struktúrát képezzen.
3 A fenolgyanta alkalmazása formázatlan tűzálló anyagokban
A fenolgyantát főként széntartalmú alakú tűzálló termékek kötőanyagaként használják. Az utóbbi években alkalmazási területe folyamatosan bővült, és kötőanyagként alkalmazták a formázatlan tűzálló anyagokban.
3.1 Vízmentes kohókiszapban történő alkalmazás
A többi formázatlan tűzálló anyaggal összehasonlítva a fenolgyantát használják a legszélesebb körben a fegyveragyagban. Kötőanyagként a korai fegyveriszapot használták, főleg kátrányt és szurokot használva, de a felhasználás során a kátrányszurok rákkeltő anyagokat és fekete füstöt termelt, ami nagy kárt okozott a környezetben, emellett nehéz volt szinterelni és lassan megkeményedni. . A vízmentes fegyverszap kötőanyagaként a fenolgyanta nemcsak elkerüli a kátrány, mint kötőanyag okozta szennyezési problémát, hanem javítja a fegyveriszap korrózióállóságát, szinterelhetőségét és kopásállóságát is.
3.2. Alkalmazás szárazföldi anyagokban
Egyre több a száraz műtrágya-alkalmazás. A belföldi és külföldi érzékeny száraz munkák során a legelterjedtebb kötőanyag a fenolgyanta, amelynek jó szerkezeti és használati tulajdonságai vannak. A fenolgyanta hátránya azonban a megnövekedett szén-dioxid és az olvadt acél hidrogénezése, magas költség és alacsony szilárdság közepes és magas hőmérsékleten, ami a fenolgyanta felhordását az ásványi anyag szárazanyagaiban bizonyos mértékben akadályozza.
Általában ez a cikk elemzi a fenolgyanta alkalmazását különböző típusú tűzálló anyagokban, például magnézium-karbon téglákban, alumínium-szén-téglákban, ónszáraz anyagokban és nagyolvasztó víz nélküli fegyveriszapban. A legkorábbi szintetikus gyantaként a fenolgyanta előnyei a hőre keményedő, nagy száraz szilárdságú és magas hőmérsékletű szilárdságúak, és széles körben használják. Jobb kötőanyagként használják a tűzálló anyagok területén a szén kompozit tűzálló anyagok előállításánál. A fenolgyantának azonban két fő hiányossága van: magas költség és pirolízisszénje üvegszén, ami bizonyos mértékben befolyásolja tűzálló anyagokban való alkalmazását.
