[发明专利]一种改性的镁质不烧制品结合剂的制备方法和使用方法

说明书

本发明公开了一种改性的镁质不烧制品结合剂的制备方法和使用方法，制备方法：在无水酚醛树脂中外加入二茂铁，得到这种改性的镁质不烧制品结合剂；取重量为镁质不烧制品的骨料和粉料总重量的3‑5%的这种改性的镁质不烧制品结合剂；进行热混，并在150‑350MPa压强下成型，在1650℃还原气热处理4h后。本发明对无水酚醛树脂进行了改性，既保证结合剂固有的高粘度、碳化残碳量高、制品强度大的优点，又使其热处理温度下原位合成有机网架结构、碳化过程中形成抗氧化能力很强的晶体碳石墨、在中温还原气氛下形成碳纳米结构进一步增强镁质不烧制品的强度和热稳定性，对镁质不烧制品的生产和制备具有现实意义。

技术领域

本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种改性的镁质不烧制品结合剂的制备方法和使用方法。

背景技术

传统耐火材料的生产和制备过程往往需要进行高温烧结，才能满足使用要求，但这一过程需要消耗大量的能源。为了降低能源消耗，使耐火材料制品的生产更加环保，我国大力倡导不烧制品的研发和制备。镁质不烧耐火材料制品在生产过程中，因不需要烧结即可投入使用的耐火材料，又因在生产制备镁质不烧耐火材料制品时，主颗粒原料往往为瘠性料，所以需要采用提供粘结效果的粘结剂，使其在早期具有一定的强度。

而传统的结合剂一般为焦油、沥青、石蜡、酚醛树脂和无水酚醛树脂等，焦油、沥青和石蜡作为结合剂的时候，存在一些不足，逐渐被淘汰，而淘汰的主要原因是焦油、沥青、石蜡在使用过程中会产生大量刺激性气味的气体，对周围环境和从业人员的身心健康产生不利影响。

相对于焦油、沥青、石蜡结合剂来讲，酚醛树脂和无水酚醛树脂在使用过程中虽说同样有烟气和刺激性气味产生，但产生气体和刺激性气味的量相对较少，勉强满足环保要求。但是，随着我国的工业快速发展，耐火材料的消耗量增加，对耐火材料的要求逐渐提高。

在镁质不烧制品的生产和制备过程中，传统的结合剂已经无法满足生产需要，用传统的结合剂会存在酚醛树脂和无水酚醛树脂在干燥过程中分布不均、碳化后形成抗氧化能力不强的非晶体碳--即玻璃性碳的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决无水酚醛树脂作为镁质不烧制品结合剂在使用过程中，形成抗氧化能力不高的玻璃性碳、产生具有刺激性气味的问题。

本发明对镁质不烧制品生产和制备过程中常用到的酚醛树脂和无水酚醛树脂进行了改性，既保证结合剂固有的高粘度、碳化残碳量高、制品强度大的优点，又使其热处理温度下原位合成有机网架结构、碳化过程中形成抗氧化能力很强的晶体碳石墨、减少刺激性气味气体的排放、在中温还原气氛下形成碳纳米结构进一步增强镁质不烧制品的强度和热稳定性，对镁质不烧制品的生产和制备具有现实意义。

本发明提供一种在镁质不烧制品干燥过程原位合成有机网架结构，碳化产物具有高氧化性的石墨，200-1650℃还原气氛热处理后能够形成碳纳米结构，粘结性高、抗水化能力强且对环境友好的结合剂。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

这种改性的镁质不烧制品结合剂的制备方法：

步骤一、将无水酚醛树脂作为最初结合剂，在干燥、荫凉、避光、室温的环境中储藏；

步骤二、取一定量的无水酚醛树脂，外加入二茂铁，二茂铁加入的重量为无水酚醛树脂总重量的25-30%，将二茂铁溶于无水酚醛树脂中，进行充分的机械搅拌，搅拌时间为40min，并保证搅拌时周围的温度为60-70℃，即得到这种改性的镁质不烧制品结合剂。

本发明可以用于各种镁质不烧制品，包括不烧镁碳砖、不烧镁铝碳砖、不烧镁钙砖、不烧镁钙碳砖等镁质不烧制品。

这种改性的镁质不烧制品结合剂的使用方法：

步骤一、将镁质不烧制品的骨料、粉料按照一定配方进行分开混合，混合时间均为5min；