一种连铸三大件用高强度酚醛树脂的制备方法与流程

本发明涉及酚醛树脂制备，具体涉及一种连铸三大件用高强度酚醛树脂的制备方法。

背景技术：

1、国家《产业结构调整指导目录(2019年)》提出连铸工艺取代模铸工艺是钢铁行业大幅提高效率的重大技术创新，连铸工艺必然会取代模铸工艺，连铸“三大件”虽然功能不同，但生产原料和生产工艺基本相同。三大件是指连铸生产过程中所使用的塞棒、长水口和浸入式水口三种功能性耐火材料。主要起保护浇铸，与控流的作用。三大件的主原料为刚玉或高铝原料，添加剂有铝粉，碳化硅等，结合剂是酚醛树脂。然后通过一定工艺处理，形成碳结合，制成有一定强度的产品。在连铸耐火材料的生产过程中，或者是在三大件安装过程中，会发生断棒，掉棒头的情况。本发明提出一种连铸三大件用高强度酚醛树脂的制备方法，用于开发高性能连铸用酚醛树脂，对保证连铸工艺所用连铸件的性能具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种连铸三大件用高强度酚醛树脂的制备方法，制备的高强度酚醛树脂作为连铸三大件胶黏剂，润湿性好，保湿性好，耐热性好，固化后的制品气孔率低，抗折强度高。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连铸三大件用高强度酚醛树脂，所使用原料按份数计包括：

3、苯酚：100份；

4、双酚a：5-15份；

5、42%甲醛：82-90份；

6、催化剂：4-6份；

7、糠醇：2-5份；

8、硼酸：3-10份；

9、苯基三乙氧基硅烷：3-5份；

10、苯胺：3-10份；

11、乙二醇：0.5-3份；

12、甲醇：20-40份；

13、硅烷偶联剂kh-550：0.5-5份。

14、优选的，所述所使用原料按份数计包括：

15、苯酚：100份；

16、双酚a：5份；

17、42%甲醛：82份；

18、催化剂：4份，催化剂为25%氨水；

19、糠醇：2份；

20、硼酸：3份；

21、苯基三乙氧基硅烷：3份；

22、苯胺：3份；

23、乙二醇：0.5份；

24、甲醇：20份；

25、硅烷偶联剂kh-550：0.5份。

26、优选的，所述所使用原料按份数计包括：

27、苯酚：100份；

28、双酚a：10份；

29、42%甲醛：85份；

30、催化剂：5份，催化剂为25%氨水；

31、糠醇：3份；

32、硼酸：6份；

33、苯基三乙氧基硅烷：4份；

34、苯胺：6份；

35、乙二醇：2份；

36、甲醇：30份；

37、硅烷偶联剂kh-550：3份。

38、优选的，所述所使用原料按份数计包括：

39、苯酚：100份；

40、双酚a：15份；

41、42%甲醛：90份；

42、催化剂：6份，催化剂为25%氨水；

43、糠醇：5份；

44、硼酸：10份；

45、苯基三乙氧基硅烷：5份；

46、苯胺：10份；

47、乙二醇：3份；

48、甲醇：40份；

49、硅烷偶联剂kh-550：5份。

50、优选的，所述催化剂为25%氨水。

51、本发明还包括一种制备连铸三大件用高强度酚醛树脂的方法，具体步骤如下：

52、步骤一：称取100份的预热好的苯酚投入反应釜内，加入5-15份的双酚a，抽入4-6份的催化剂，25-30min内升温至60℃，到60-65℃时滴加一半份数的甲醛，滴加60-65min；

53、步骤二：滴完第一部分甲醛后，20min内升温至75-90℃，75-90℃保温反应60-120min；

54、步骤三：真空脱水，脱水至70℃，加入3-10份硼酸和3-5份苯基三乙氧基硅烷，70-75℃保温30-60min，然后抽入3-10份苯胺，抽完后，补加剩余的甲醛；

55、步骤四：74-76℃保温反应，保温反应直至聚合速度达到145-155秒/150℃，然后真空脱水；

56、步骤五：脱水至水分合格后，加入0.5-3份乙二醇和2-5份糠醇，用甲醇调节粘度至700-1000cp/25℃，降温至40℃以下，加入0.5-5份的硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀，放料得高强度酚醛树脂。

57、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

58、本发明引入了硼元素、硅元素，有机硅的主链有si-o键组成，键能大于c-c键和c-o键，含活性单体的有机硅水解通常得到有机硅醇，硅醇是具有反应活性的中间体，硅醇与酚醛树脂中的的酚羟基或羟甲基反应，能够得到杂化改性的聚合物。有机硅改性的酚醛树脂具有优异的耐热性能，良好的疏水性能和力学性能。硼酸与羟甲基反应，接到酚醛树脂中，c-c键的键能是334.72kj/mol，引人b-0键的键能是774.04kj/mol。相比传统酚醛树脂，在酚醛树脂的分子结构中引入硼元素，可使改性酚醛树脂具有更优的耐热性、瞬时耐高温性和力学性能。硼硅双改性，树脂活性基团减少，使树脂反应活性降低，延长了树脂的保质期；

59、通过添加双酚a和苯胺，与甲醛反应，生成苯并噁嗪结构，在酚醛结构中引入苯并噁嗪结构，树脂在固化时，苯并噁嗪结构开环聚合，不放出小分子物，降低了气孔率，且制品力学强度提高；

60、引入糠醇作为保湿剂，使混出的料保湿性好，松散性好，使制品压制时物料均匀，制品成型性好；

61、加入硅烷偶联剂，偶联剂使树脂与无机物间的断裂方式由附着断裂转变为内聚断裂，偶联剂能改善无机物与树脂的粘附性，使树脂更为牢固地附着在无机物表面，充分发挥酚醛树脂的粘结效率。当树脂作为粘结剂与其他碳化硅，刚玉等材料混料成型后，制品机械强度较高，耐热性好，致密性高，抗折强度高，对钢水的耐受能力强，延长了连铸件的使用寿命。

技术特征：

1.一种连铸三大件用高强度酚醛树脂，其特征在于，所使用原料按份数计包括：

2.根据权利要求1所述的一种连铸三大件用高强度酚醛树脂，其特征在于，所述所使用原料按份数计包括：

3.根据权利要求1所述的一种连铸三大件用高强度酚醛树脂，其特征在于，所述所使用原料按份数计包括：

4.根据权利要求1所述的一种连铸三大件用高强度酚醛树脂，其特征在于，所述所使用原料按份数计包括：

5.根据权利要求1所述的一种连铸三大件用高强度酚醛树脂，其特征在于，所述催化剂为25%氨水。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的连铸三大件用高强度酚醛树脂的方法，其特征在于，具体步骤如下：

技术总结本发明公开了一种连铸三大件用高强度酚醛树脂的制备方法，具体涉及酚醛树脂制备技术领域，具体方法：在负压条件下将预热的苯酚抽入反应釜中，加入双酚A、催化剂氨水，在60‑65℃将甲醛滴加到反应釜中，升温至75‑90℃，75‑90℃保温反应一段时间后真空脱水，真空脱水至一定程度后，加入苯基三乙氧基硅烷，加入硼酸，70‑75℃保温30‑60min，抽入苯胺，加入剩余甲醛，74‑76℃反应，聚速测至145‑155秒/150℃，指标达到后，真空降温至后进行真空脱水，然后加入乙二醇和糠醇，再加溶剂调节粘度，降温至40℃以下后加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，放料得高强度酚醛树脂。该树脂产品作为连铸三大件胶黏剂，润湿性好，保湿性好，耐热性好，固化后的制品气孔率低，抗折强度高。技术研发人员：胡春红,王国正,孙国秀,李世聪,刘康,吴秋佳,颉忠义受保护的技术使用者：河北泽田化工有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10