耐火材料用酚醛树脂

酚醛树脂黏合剂在耐火材料中的应用如下图所示。酚醛树脂包括热固性和热塑性酚醛树脂黏合剂，主要用于制备含碳耐火砖，该类耐火砖大多数用于钢铁生产行业。如MgO-C砖常用酚醛树脂作为黏合剂，且以线型酚醛树脂加HMTA的黏合剂为主，较少使用固化太快的热固性酚醛树脂。Al2O3-C砖、Al2O3-SiO2-C砖主要使用液体热固性酚醛树脂，其树脂的分子量比较低，固化反应不太快，有利于浸润无机组分并减少黏合剂的用量。在镁铬砖制备中常使用糖浆和盐卤无机黏合剂，若结合使用酚醛树脂，可提高耐火砖的结合强度。相对来说，在不定型耐火材料生产中，较多使用沥青黏合剂，而较少使用酚醛树脂，但随环境要求的提高，酚醛树脂在不定型耐火材料的使用量将大幅度提高。

1、酚醛树脂黏合剂在定型耐火材料中的应用

用于定型耐火材料制备和生产的酚醛树脂黏合剂有热固性和热塑性酚醛树脂黏合剂，其品种比较多，可适用于不同加工方法，以及不同耐火材料的制备与生产。

（1）镁碳砖

镁碳砖具有良好的抗高温性和热传导性，广泛用于转炉内衬、电炉、HP电炉、UHP电炉。高档的镁碳砖还需加其他添加剂，如加入金属粉末Al、Be及Si、SiC、炭黑等，这些耐火砖对树脂黏合剂的PH值及浸润性有特殊要求。

高强镁碳砖的通用配方如下：

耐火骨料60%～70%

混合粉料20%430%

黏合剂3%～5%

固化剂0.2%～0.4%

添加剂2%～5%（普通型一般不加）

黏合剂最低用量（热塑性酚醛树脂）为3.1%，困料12h，可保存1个月。

黏合剂最低用量（热固性酚醛树脂）为3.5%，困料4h，可保存2天。高强镁碳砖中，镁的来源是含量大于96%的电熔镁砂或高纯镁砂，碳的来源是固定碳大于等于93%的鳞片石墨。

（2）铝碳砖和铝镁碳砖

①铝碳砖

铝碳砖是用含氧化铝的物质和含碳C物质，加入SiC和Si，用酚醛树脂或其他有机黏合剂混合、烧结而得的一类耐火砖，主要用于高炉内衬。

铝碳砖的参考配方如下：

粗骨料 40%～60%

细骨料 5%～20%

鳞片石墨 8%～15%

SiC 4%～10%

耐火粉料 15%～250%

酚醛树脂 4%～6%

②铝镁碳砖

铝镁碳砖是用高铝土熟料、刚玉、镁铝尖晶石、镁砂、石墨、酚醛树脂混合，低温热处理而得。主要用于钢包内衬砖、大中型钢包，特别是连铸炉外精炼用的钢包。黏合剂必须使用高性能酚醛树脂。

其组分参考配方如下：

耐火骨料 58%～68%

高铝粉 15%～30%

镁铝尖晶石 6%～12%

镁砂 6%～12%

碳素材料 3%～12%

酚醛树脂 5%～7%

2、酚醛树脂黏合剂在不定型耐火材料中的应用

不定型耐火材料在使用前不经高温烧结，原料颗粒之间只靠黏合剂的粘接作用使其成为聚集体，并使所形成的构筑物或制品具有一定的强度。颗粒料在不定型耐火材料中基本保持其原有特性，而由黏合剂将其粘接成构筑物或制品后，性能在很大程度上取决于黏合剂。因此，黏合剂是不定型耐火材料中的重要组分。酚醛树脂黏合剂具有不定型耐火材料理想的黏合和固化特性，在不定型耐火材料中将有不可取代的地位。由于不定型耐火材料占整个耐火材料总量的比例逐年上升，尤其在发达国家比例已达到50%左右，所以耐火材料酚醛树脂黏合剂的需求量在逐步增长。用酚醛树脂作为不定型耐火材料黏合剂时，可以在酚醛树脂中加入专用的增塑剂以及石蜡、油脂等，除可以防止树脂过早交联固化之外，还可改善不定型耐火材料的塑性。以酚醛树脂作为黏合剂的不定型耐火材料的混合过程通常是在常温下冷混合，这样制备的不定型耐火材料有较长的贮存期。

3、酚醛树脂耐火材料的发展

当今耐火材料将向低成本和环境友好两大方向发展，成本低廉有利于竞争取胜，环境友好有利于被人们所接受，如耐火材料对环境危险性和释放的减少可改进生产和使用工作环境，并减少对大气环境的影响，这是人们所希望的。就酚醛树脂耐火材料来说，提高产炭率、提高黏合强度、减少气孔率、减少对环境污染、使用改性偶联剂等将成为酚醛耐火材料将来发展的主要内容。

河南耐火材料厂 http://www.zzhoudd.com