酚醛树脂在耐火材料中的应用

酚醛树脂在耐火材料中的应用
什么事耐火材料
热塑性酚醛树脂的分子中不存在未反响的羟甲基，故在长期或重复加热条件下，它自身不会互相交联转变成体型构造的大分子，因此具有热塑性特性。但其分子中苯环上的羟基的临位和对位上还存在未作用的活性反响点，所以这类树脂在六亚甲基四胺(又名乌洛托品)，或甲阶酚醛树脂，或多聚甲醛的作用下会再进一步反响交联，构成不溶不熔的体型构造的大分子。
热固性酚醛树脂分子中含有羟甲基，继续受热时还会进一步缩合构成高度交联的体型构造大分子，即不溶不熔状态的丙阶酚醛树脂(亦称末期酚醛树脂)。因而，这类含羟甲基的酚醛树脂为热固性树脂。
酚醛树脂既可作含碳和碳化硅质复合耐火制品(如镁碳、镁钙碳、铝碳、铝碳化硅等不烧制品)的分离剂，又可作含碳和碳化硅质复合不定形耐火资料的分离剂。但不同的耐火资料产品的形态(烧成制品、不烧制品、不定形资料)应选用不同类型和不同形态的酚醛树脂(包括其有机溶剂和促硬剂等)。
耐火度不低于1580℃的一类无机非金属资料。耐火度是指耐火资料锥形体试样在没有荷重状况下，抵御高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描绘耐火资料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下运用的资料称为耐火资料。耐火资料普遍用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业范畴，在冶金工业中用量大，占总产量的50%～60%。
　　作用
　　耐火资料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个范畴，是保证上述产业消费运转和技术开展必不可少的根本资料，在高温工业消费开展中起着不可替代的重要作用。
　　分类
　　耐火资料种类繁多、用处各异，有必要对耐火资料停止科学分类，以便于科学研讨、合理选用和管理。耐火资料的分类办法很多，其中主要有化学属性分类法、化学矿物组成分类法、消费工艺分类法、资料形态分类法等多种办法。
　　1、依据耐火度的上下分：
　　普通耐火资料：1580℃～1770℃
　　高级耐火资料：1770℃～2000℃
　　特级耐火资料：>2000℃
　　2、根据制品外形及尺寸的不同分：
　　规范型：230mm×114mm×65mm；
　　不多于4个量尺，（尺寸比）Max:Min<4:1；
　　异型：不多于2个凹角，（尺寸比）Max:Min<6:1；
　　或有一个50～70°的锐角；
　　特异型：（尺寸比） Max:Min<8:1；
　　或不多于4个凹角；或有一个30～50°的锐角；
　　特殊制品：坩埚、器皿、管等。
　　3、按制造办法耐火资料可分为：
　　烧成制品、不烧成制品、不定形耐火资料
　　4. 按资料化学属性分类：
　　酸性耐火资料、中性耐火资料、碱性耐火资料
　　5.按化学矿物质组成停止分类
　　此种分类法可以很直接地表征各种耐火资料的根本组成和特性，在消费、运用、科研上是常见的分类法，具有较强的实践应意图义。
　分为：硅质（氧化硅质）、硅酸铝质、刚玉质、镁质、镁钙质、铝镁质、镁硅质、碳复合耐火资料、锆质耐火资料。特种耐火资料
　　6. 不定形耐火资料分类（依据运用办法分类）：浇注料、喷涂料、捣打料、可塑料、压住料、投射料、涂抹料、干式振动料、自流浇注料、耐火泥浆。
　　构造
　　酸性耐火资料以氧化硅为主要成分，常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅94%以上的硅质制品，运用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣腐蚀才能强，荷重软化温度高，反复煅烧后体积不收缩，以至略有收缩；但其易受碱性渣的腐蚀，抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30%～46%的氧化铝，属弱酸性耐火资料，抗热振性
　　中性耐火资料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝95%以上的刚玉制品是一种用处较广的优质耐火资料。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性较差，高温荷重变形温度较低。碳质耐火资料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品，其热收缩系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高，抗酸碱和盐的腐蚀，特别是弱酸碱具有较好的抵御才能，不受金属和熔渣的润湿，质轻。普遍用作高温炉衬资料，也用作石油、化工的高压釜内衬。
　　碱性耐火资料以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的是镁砖。含氧化镁80%～85%以上的镁砖，对碱性渣和铁渣有很好的抵御性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。
　　在特殊场所应用的耐火资料有高温氧化物资料，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等，难凝结合物资料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高温复合资料，主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维加强陶瓷等。
　　经常运用的耐火资料有AZS砖、刚玉砖、直接分离镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅分离碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火资料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火资料。
经常运用的隔热耐火资料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。
　　经常运用的不定形耐火资料有补炉料、捣打料、浇注料、可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。
　　散状耐火资料(不定形耐火资料)：不定形耐火资料是由合理级配的粒状和粉状料与分离剂共同组成的不经成型和烧成而直接供运用的耐火资料。通常，对构成此种资料的粒状料称骨料，对粉状料称掺合料，对分离剂称胶结剂。这类资料无固定的外形，可制成浆状、泥膏状和松懈状，因此也通称为散状耐火资料。用此种耐火资料可构成无接缝的整体构筑物，故还称为整体耐火资料。
　　不定形耐火资料的根本组成是粒状和粉状的耐火物料。依其运用请求，可由各种材质制成。为了使这些耐火物料分离为整体，除极少数特殊状况外，普通皆参加恰当种类和数量的分离剂。为改良其可塑性或减少用水量，可参加少量恰当增塑减水剂，为满足其他特殊请求，还可分别参加少量恰当其他外加剂。
耐火资料工业用酚醛树脂取代焦油和沥青作含碳或碳化硅耐火资料的分离剂，其主要特性是:
①碳化率高(52%);
②黏结性好，成型好的坯体强度高;
③热处置后强度高;
④碳化速度能够控制;
⑤有害挥发物少，有助于改善作业环境。
酚醛树脂分离剂随所用的原料成分、配比、催化剂，以及制备工艺不同而不同，酚醛树脂分离剂有如下几种分类法：
①按加热性状和构造形态分。热固性酚醛树脂(甲阶酚醛树脂)和热塑性酚醛树脂(线型酚醛树脂，又称酚醛清漆)。
②按产品形态分。有液态酚醛树脂(又可分为水溶性酚醛树脂和醇溶性酚醛树脂)和固态酚醛树脂(有粒状、块状和粉状之分)。
③按固化温度分。有高温固化型酚醛树脂，固化温度130〜150℃;中温固化型酚醛树脂，固化温度105〜110℃;常温固化型酚醛树脂，固化温度20〜30℃。
此外，还有各种改性型酚醛树脂，如间苯二酸改性酚醛树脂、甲酚改性酚醛树脂、烷基酚醛树脂、蜜胺改性酚醛树脂、尿素改性酚醛树脂和沥青改性酚醛树脂等。

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