实施例3
[0036]1、原料净化
[0037]将400g中温沥青与520g甲苯、40g氧化镁粉末混合均匀，其中中温沥青与甲苯、氧化镁粉末的质量比为1:1.3:0.1，所得混合物装入铺设有2000目滤网的1500mL热过滤釜内，升温至120°C，通入氮气加压过滤，压力控制在0.2MPa，得到净化沥青。
[0038]2、减压缩聚
[0039]将150g净化沥青、18g已熔化的苯酚和22g质量分数为37 %的甲醛水溶液混合均匀，其中净化沥青与苯酚、甲醛水溶液的质量比为1:0.12:0.15，所得混合物在搅拌状态下加热至140°C，再加入3g浓盐酸(质量分数为37.5% )，恒温反应150分钟，然后升温至200°C，常压蒸馏60分钟，得到改性沥青。
[0040]将100g改性沥青加入反应釜中，加热至100°C后开始300转/分钟搅拌，继续加热至温度达到330°C后，调节真空度为0.0SOMPa,恒温搅拌反应40分钟，得到含碳耐火材料结合剂，其软化点为278。。、QI含量为12.27%、结焦值为79.3%、苯并[a]芘含量为54ppm、粘结强度为7.7MPa。
[0041]实施例4
[0042]1、原料净化
[0043]将400g中温沥青与800g煤油、15g细沙混合均勾，其中中温沥青与煤油、细沙的质量比为1:2.0:0.0375，所得混合物装入铺设有2000目滤网的1500mL热过滤釜内，升温至120°C，通入氮气加压过滤，压力控制在0.2MPa，得到净化沥青。
[0044]2、减压缩聚
[0045]将150g净化沥青、6g已熔化的苯酚和36g质量分数为37%的甲醛水溶液混合均匀，其中净化沥青与苯酚、甲醛水溶液的质量比为1:0.04:0.24，所得混合物在搅拌状态下加热至140°C，再加入1.5g浓盐酸(质量分数为37.5% )，恒温反应150分钟，然后升温至210°C，常压蒸馏60分钟，得到改性沥青。
[0046]将100g改性沥青加入反应釜中，加热至100°C后开始300转/分钟搅拌，继续加热至温度达到310°C后，调节真空度为0.0SOMPa，恒温搅拌反应60分钟，得到含碳耐火材料结合剂，其软化点为265°C、QI含量为14.40%、结焦值为76.2%、苯并[a]芘含量为108ppm、粘结强度为7.3MPa。
[0047]实施例5
[0048]1、原料净化
[0049]将400g中温沥青与400g萘油、30g细沙混合均匀，其中中温沥青与萘油、细沙的质量比为1:1.0:0.075，所得混合物装入铺设有2000目滤网的1500mL热过滤釜内，升温至120°C，通入氮气加压过滤，压力控制在0.2MPa，得到净化沥青。
[0050]2、减压缩聚
[0051 ] 将150g净化沥青、10g已熔化的苯酚和20g质量分数为37 %的甲醛水溶液混合均匀，其中净化沥青与苯酚、甲醛水溶液的质量比为1:0.067:0.13，所得混合物在搅拌状态下加热至140°C，再加入1.3g浓盐酸(质量分数为37.5% )，恒温反应140分钟，然后升温至210°C，常压蒸馏60分钟，得到改性沥青。
[0052]将100g改性沥青加入反应釜中，加热至100°C后开始300转/分钟搅拌，继续加热至温度达到370°C后，调节真空度为0.0SOMPa,恒温搅拌反应50分钟，得到含碳耐火材料结合剂，其软化点为323°C、QI含量为19.83%、结焦值为82.4%、苯并[a]芘含量为35ppm、粘结强度为7.1MPa。
[0053]实施例6
[0054]1、原料净化
[0055]将400g中温沥青与480g煤油、20g酸性白土混合均匀，其中中温沥青与煤油、酸性白土的质量比为1:1.2:0.05，所得混合物装入铺设有2000目滤网的1500mL热过滤釜内，升温至120°C，通入氮气加压过滤，压力控制在0.2MPa，得到净化沥青。
[0056]2、减压缩聚
[0057]将100g净化沥青加入反应釜中，加热至100°C后开始300转/分钟搅拌，继续加热至温度达到360°C后，调节真空度为0.092MPa，恒温搅拌反应40分钟，得到含碳耐火材料结合剂，其软化点为297°C、QI含量为16.87%、结焦值为81.1%、苯并[a]芘含量为43ppm、粘结强度为7.0MPao
[0058]实施例7
[0059]1、原料净化
[0060]将400g中温沥青与320g煤油、35g细沙混合均匀，其中中温沥青与煤油、细沙的质量比为1:0.8:0.0875，所得混合物装入铺设有2000目滤网的1500mL热过滤釜内，升温至120°C，通入氮气加压过滤，压力控制在0.2MPa，得到净化沥青。
[0061]2、减压缩聚
[0062]将100g净化沥青加入反应釜中，加热至100°C后开始300转/分钟搅拌，继续加热至温度达到330°C后，调节真空度为0.08MPa，恒温搅拌反应50分钟，得到含碳耐火材料结合剂，其软化点为293°C、QI含量为17.59%、结焦值为80.5%、苯并[a]芘含量为68ppm、粘结强度为7.2MPa。
[0063]实施例8
[0064]在实施例1?5的步骤2中，所用的苯酚用等质量的对苯二酚替换，质量分数为37%的甲醛水溶液用等质量聚合度为8?100的多聚甲醛替换，浓硫酸用等质量浓盐酸或市售磷酸，其他步骤与相应实施例相同，得到含碳耐火材料结合剂。
【主权项】
1.一种含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于它包括下述步骤: (1)原料净化 将沥青与稀释剂、助滤剂按质量比为1:0.2?5.0:0.01?0.2混合均匀后加入热过滤釜内的滤网上，升温至80?200°C，用氮气加压过滤，压力控制在0.1?0.4MPa，得到净化沥青； 上述的沥青为中温沥青或高温沥青；稀释剂为萘油、甲苯、煤油中的任意一种，助滤剂为硅藻土、细砂、珍珠粉、酸性白土、氧化镁中的任意一种； (2)减压缩聚 将步骤(1)得到的净化沥青加入反应釜中，在温度为230?390°C、真空度为0.060?0.096MPa下恒温搅拌反应30?60分钟，得到含碳耐火材料结合剂。2.根据权利要求1所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(2)中，将步骤(1)得到的净化沥青先制备成改性沥青再加入反应釜中，在温度为230?390°C、真空度为0.060?0.096MPa下恒温搅拌反应30?60分钟，得到含碳耐火材料结合剂，其中改性沥青的制备方法为:将净化沥青与已熔化的酚类化合物、醛类化合物按质量比为1:0.03?0.2:0.1?0.3混合，所得混合物在搅拌状态下加热至80?160°C，再加入净化沥青质量0.3%?3%的酸，恒温反应120?210分钟，然后在150?240°C下蒸馏60?120分钟，得到改性沥青； 上述的酚类化合物为苯酚或对苯二酚；醛类化合物为质量分数为37%的甲醛水溶液或聚合度为8?100的多聚甲醛；酸为浓硫酸、浓盐酸或市售磷酸。3.根据权利要求1或2所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(1)中，将沥青与稀释剂、助滤剂按质量比为1:0.5?1.5:0.01?0.10混合均匀后加入热过滤釜内的滤网上，升温至110?150°C，用氮气加压过滤，压力控制在0.2?0.3MPa，得到净化沥青。4.根据权利要求3所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于:所述滤网的目数为1500?2000目。5.根据权利要求1所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(2)中，将步骤(1)得到的净化沥青加入反应釜中，在温度为290?370°C、真空度为0.075?0.096MPa下恒温搅拌反应30?60分钟，得到含碳耐火材料结合剂。6.根据权利要求1所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(2)中，将步骤(1)得到的净化沥青加入反应釜中，在温度为330?360°C、真空度为0.090?0.096MPa下恒温搅拌反应60分钟，得到含碳耐火材料结合剂。7.根据权利要求2所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于:将步骤(1)得到的净化沥青先制备成改性沥青再加入反应釜中，在温度为290?370°C、真空度为0.075?0.096MPa下恒温搅拌反应30?60分钟，得到含碳耐火材料结合剂。8.根据权利要求2所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(2)中，将步骤(1)得到的净化沥青先制备成改性沥青再加入反应釜中，在温度为330?360°C、真空度为0.090?0.096MPa下恒温搅拌反应60分钟，得到含碳耐火材料结合剂。9.根据权利要求2、7、8中任意一项所述的含碳耐火材料结合剂的合成方法，其特征在于制备改性沥青的方法为:将净化沥青与已熔化的酚类化合物、醛类化合物按质量比为1:0.08?0.2:0.15?0.2混合，所得混合物在搅拌状态下加热至120?140°C，再加入净化沥青质量1%?2.5%的酸，恒温反应150?210分钟，然后在180?220°C下蒸馏60?120分钟，得到改性沥青。
【专利摘要】本发明公开了一种含碳耐火材料结合剂的合成方法，该方法采用沥青为原料，将沥青热过滤后得到的净化沥青直接进行减压缩聚或者将净化沥青与酚醛缩合反应后再进一步减压缩聚，制备成软化点高于235℃、结焦值高于75％、QI低于20％和苯并[a]芘含量低于300ppm的含碳耐火材料结合剂，其中酚醛化合物在沥青基体上合成酚醛-沥青缩合产物可进一步提高耐火材料的抗氧化性、结构韧性和高温性能，且成本低，对环境污染小。
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105272299
【申请号】CN201510724680
【发明人】刘春玲, 冉晨旭, 董文生, 李芝灵, 王俊东, 赵博文
【申请人】陕西师范大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月29日