[发明专利]一种改性酚醛树脂、制备方法及含有该改性酚醛树脂的耐火材料

说明书

本发明公开了一种耐火材料用改性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：将造纸废弃物、酚、酸性催化剂加入反应釜共混；升温后向反应釜中滴加醛，加入完毕后充分反应；真空脱水，温度为100‑130℃时解除真空，继续反应；再次进行减压脱水，得到所述耐火材料用酚醛树脂。本发明进一步提供一种耐火材料，其成分包括如下重量份的组分：镁钙砂40‑75份；氧化铝20‑50份；碳素7‑18份和改性酚醛树脂3‑9份。本发明改性酚醛树脂采用造纸废弃物对酚醛树脂进行化学改性，有效提高树脂的耐热性，同时使树脂残碳率和粘结强度提高，制备的耐火材料高温强度高于常规酚醛树脂。

技术领域

本发明涉及酚醛树脂应用技术领域，具体涉及一种改性酚醛树脂及其制备方法，以及含有该改性酚醛树脂的耐火材料。

背景技术

酚醛树脂是世界上最早工业化生产的合成树脂，其优良的阻燃性、电性能和绝缘性，在复合材料、涂料、泡沫材料、胶黏剂、油墨等领域有广泛用途。另外酚醛树脂特别是以其高的残碳率和耐温性在耐火材料粘结剂方面用量非常大。

作为耐火材料的粘结剂，要求树脂具有高的耐温性和热稳定性，并在碳化后有较高的残碳率，才能保证材料的高温下强度。但目前普遍使用的苯酚基的酚醛树脂残碳在60％左右，耐热性还有待提高。

发明内容

本发明旨在提供一种改性酚醛树脂及其制备方法，以及含有该改性酚醛树脂的耐火材料，以解决背景技术存在的上述缺陷。

本发明是通过如下的技术方案实现的：

一种改性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将造纸废弃物、酚、酸性催化剂加入反应釜共混；

步骤二，升温后向反应釜中滴加醛，加入完毕后充分反应；

步骤三，真空脱水，温度为100-130℃时解除真空，继续反应；

步骤四，再次进行减压脱水，得到所述耐火材料用酚醛树脂。

各组分的重量份数如下：造纸废弃物30-50份、酚50-70份、酸性催化剂1-8份、醛45-55份。

所述造纸废弃物为木材水解工业、造纸工业废弃物中的稀酸水解液、稀浓黑液、浓酸水解液、水解木素、磺酸盐、酶解木素或其衍生物中的任意一种。

所述酚选自苯酚、甲酚、间甲酚、双酚A中的至少一种，优选苯酚。

所述酸性催化剂选自草酸、盐酸、硫酸、磷酸、膦酸、苯磺酸、醋酸、碳酸、氯化铵和对甲苯磺酸中的至少一种，优选草酸、盐酸、磷酸中的至少一种。

所述醛选自甲醛、多聚甲醛、乙醛，丙醛、丁醛中的至少一种，优选甲醛。

优选的，步骤二中，升温至60-85℃后滴加甲醛，加入完毕后保持温度在90-120℃，反应2-4h。

优选的，步骤三中，减压0.09MPa进行真空脱水，解除真空后继续反应1-3h。

本发明提供上述方法制备的改性酚醛树脂，其游离酚≤0.5％，游离醛≤0.3％。

本发明进一步提供一种耐火材料，所述耐火材料的成分包括如下重量份的组分：镁钙砂40-75份、氧化铝20-50份、碳素7-18份和改性酚醛树脂3-9份。

优选的，所述碳素为石墨或炭黑。

本发明进一步提供上述耐火材料的制备方法，包括如下步骤：将镁钙砂和氧化铝先混合得到预混料，混料机中加入预混料、改性酚醛树脂和碳素混合，得到混合物料，将混合物料放入等静压压机模具中，加压成型，将所得成型制品放进窑道中烧至300-400℃，出窑后的产品经过修磨，涂刷抗氧化材料后得到耐火材料。

本发明相比现有技术，具有如下有益效果：