铝电解槽用复合砖粘接剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种有色金属行业—铝电解槽侧墙复合砖粘接剂的技术，具体为铝电解槽用复合砖粘接剂及其制备方法，由以下原料按照重量份数配制制备所得：石墨碎39?44份，固体环氧树脂31?33份，固体热塑性酚醛树脂15?17份，添加剂7?8份，结合剂2?3份；以上原料与结合水混合，结合水的用量为原料重量的30?40%。本发明提供的铝电解槽用复合砖粘接剂，强度高，用于铝电解槽的侧墙部分，以保证复合砖在运输和施工过程中不脱落。
【专利说明】
铝电解槽用复合砖粘接剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种有色金属行业一铝电解槽侧墙复合砖粘接剂的技术，具体为铝电解槽用复合砖粘接剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]氮化硅结合碳化硅耐火材料于上世纪五十年代中期首先在美国的高炉最易损毁的炉身中下部应用成功以来，就以其优异的机械强度，特别是高温强度；良好地抗氧化性和抗碱侵蚀性;高的导热率和低的热膨胀率和耐磨损性等优良性能迅速在其它冶炼行业推广应用并取得良好地经济效益和社会效益。如在国外上世纪七八十年代就已开始在铝电解槽侧墙部位取代无烟煤基的炭块。这时SiC基侧墙材料与传统炭块相比，其主要优点是抗氧化性远好于炭块。它的机械强度更是高于炭块的数量级强度。由此可以减薄侧墙的厚度。减薄的侧墙使散热量增多，熔融的电解质可在侧墙壁凝固，使生产过程趋于稳定。而且槽膛面积的增大又可使阳极块加长，使电流增大，电解铝产量提高。
[0003]随着生产实践的不断深入，人们对侧墙与阴极之间所采用冷捣糊材料结构上又有新的认识一如果采用半石墨化炭块(增大导热率和抗侵蚀性)与Si3N4-SiC侧墙砖粘接成复合砖这可以产生更好的效果；即以密度较高的半石墨炭块取代密度较低的冷捣糊的空间，使此部位的结耕强度得以提高。而减少了空间冷捣糊侧部利于提高的捣打密度从而提高了此部位的整体强度，为防渗漏打下基础。另密度的提高使阴极与侧墙的导热率增大，使其散热性更好，可以延长阴极的使用寿命。
[0004]为确保环境不受污染，在制备粘接剂工艺过程中采用固体粉状有机结合剂方式加入。另采用常规结合剂与水做临时结合剂，所以生产中没有异味的出现。在复合砖的热处理过程中，我们改造了生产线的排烟系统，采用先进的活性炭吸附方式。将热处理时排出的废气通过新增的吸附箱中活性炭吸附(过滤)后周围环境没有异味的出现，环境问题等到解决。
[0005]由于复合砖在电解铝槽使用时必须紧密地排列。以防止电解质的渗漏，所以复合砖所以“粘接剂”与“耐火泥”施工有较大的不同。复合砖粘接剂还应有较好的导热性。以配合Si3N4_SiC砖与半石墨块之间的热传递，使电解质在侧墙边凝固从而使生产过程稳定。此夕卜，在电解槽100tC左右的生产过程中还应具有一定的机械强度以保持复合砖在此温度下的结构稳定性。
【发明内容】
[0006]针对上述技术问题，本发明提供一种高强度的粘接剂，以保证复合砖在运输和施工过程中不脱落。
[0007]本发明采取的技术方案是:
铝电解槽用复合砖粘接剂，由以下原料按照重量份数配制制备所得:石墨碎39-44份，固体环氧树脂31-33份，固体热塑性酚醛树脂15-17份，添加剂7-8份，结合剂2-3份；以上原料与结合水混合，结合水的用量为原料重量的30-40%。
[0008]所述的石墨碎粒度小于0.5mm的占95%以上;碳含量彡98.5%。
[0009]所述的固体环氧树脂粒度小0.5mm的占95%以上。
[0010]所述的固体热塑性酚醛树脂粒度<0.088mm的占90以上。
[0011]所述的添加剂采用高温沥青粒度<0.088mm的占90以上，软化点>80°C。
[0012]所述的结合剂为粉状木质素磺酸钙。
[0013]所述的结合水为质量浓度5%的磷酸钠水溶液，pH值为2-3。
[0014]环氧树脂主要用于提高粘接剂常温强度。固体热塑性酚醛树脂做为环氧树脂的固化剂并且碳化率较多(可达52%左右)。添加剂采用高温沥青，在热处理过程中增加强度，另外热处理后沥青的碳含量也大于50%，可以提高粘接剂的碳含量。水溶液呈酸性，可以促进酚醛树脂的凝固。
[0015]铝电解槽用复合砖粘接剂的制备方法，包括以下过程:
(1)将石墨碎、环氧树脂、固体热塑性酚醛树脂、添加剂及结合剂按比例加入混碾机先干混3-5分钟，停机将边角末混合均匀的料用勺翻搅，再开机混碾10-15分钟，直到表面颜色均匀即可出料备用；
(2)配制结合水为，PH值=2-3;
(3)将配好的料与结合水混合，静置1-2小时，待表面泡沫消失后即可得。
[0016]将SiC砖和半石墨块表面清理干净，均匀抹上泥浆后黏上并前后移动2-3次，然后用振动器在上加压振动，量复合砖四个角直到符合尺寸标准。最后清理挤出的泥浆并擦干净后放置干燥车上。
[0017]将粘接后的复合砖进入电热式干燥窑中。接升温曲线进行加热到220°C，并保温24小时后自然冷却至<50°C出窑。
[0018]将已出窑的复合砖放置平台上，用橡皮锤用力敲打3-4次，未脱落的为合格品。而敲掉的砖则重新经热处理后粘接。
[0019]本发明提供的铝电解槽用复合砖粘接剂，强度高，用于铝电解槽的侧墙部分，以保证复合砖在运输和施工过程中不脱落。
【具体实施方式】
[0020]结合实施例说明本发明【具体实施方式】。
[0021]实施例1:
粘接剂原料为:
原料名称质量份石墨碎39
环氧树脂33
酚醛树脂17
高温沥青8
木质素磺酸钙3
水溶液(外加)30-40%
实施例2: 粘接剂原料为:
原料名称质量份石墨碎44
环氧树脂31
酚醛树脂15
高温沥青7
木质素磺酸钙3
水溶液(外加)30-40%
以上配方经称量后，按以下方案进行。
[0022]铝电解槽用复合砖粘接剂的制备方法，包括以下过程:
(1)将石墨碎、环氧树脂、固体热塑性酚醛树脂、添加剂及结合剂按比例加入混碾机先干混3-5分钟，停机将边角末混合均匀的料用勺翻搅，再开机混碾10-15分钟，直到表面颜色均匀即可出料备用；
(2)配制结合水为，PH值=2-3;
(3)将配好的料与结合水混合，静置1-2小时，待表面泡沫消失后即可得。
[0023]由实施例1、实施例2制备的粘接剂性能指标如下:
项目实施例1 实施例2
冷态抗折(Mp)230°C*24h 9.96.7
冷态抗折(Mp)970°C*3h2.42.25
导热率(W/M.K)3.66
C 含量(％)57.57
由上结果可知，所制成的铝电解槽氮化硅结合碳化硅与半石墨块(或全石墨块)用粘接剂具有较高的粘接强度和良好的导热率，并在生产中不生产污染环境的异味，是一种高强度和无污染的优良粘接剂。
【主权项】
1.铝电解槽用复合砖粘接剂，其特征在于，由以下原料按照重量份数配制制备所得:石墨碎39-44份，固体环氧树脂31-33份，固体热塑性酚醛树脂15-17份，添加剂7-8份，结合剂2-3份；以上原料与结合水混合，结合水的用量为原料重量的30-40%。2.根据权利要求1所述铝电解槽用复合砖粘接剂，其特征在于，所述的石墨碎粒度小于0.5mm的占95%以上;碳含量彡98.5%。3.根据权利要求1所述铝电解槽用复合砖粘接剂，其特征在于，所述的固体环氧树脂粒度小0.5mm的占95%以上。4.根据权利要求1所述铝电解槽用复合砖粘接剂，其特征在于，所述的固体热塑性酚醛树脂粒度< 0.088mm的占90以上。5.根据权利要求1所述铝电解槽用复合砖粘接剂，其特征在于，所述的添加剂采用高温沥青粒度<0.088mm的占90以上，软化点>80°C。6.根据权利要求1所述铝电解槽用复合砖粘接剂，其特征在于，所述的结合剂为粉状木质素磺酸钙。7.根据权利要求1所述铝电解槽用复合砖粘接剂，其特征在于，所述的结合水为质量浓度5%的磷酸钠水溶液，pH值为2-3。8.根据权利要求1到7所述的铝电解槽用复合砖粘接剂的制备方法，其特征在于，包括以下过程: (1)将石墨碎、环氧树脂、固体热塑性酚醛树脂、添加剂及结合剂按比例加入混碾机先干混3-5分钟，停机将边角末混合均匀的料用勺翻搅，再开机混碾10-15分钟，直到表面颜色均匀即可出料备用； (2)配制结合水为，PH值=2-3; (3)将配好的料与结合水混合，静置1-2小时，待表面泡沫消失后即可得。
【文档编号】C09J163/00GK106085320SQ201610425724
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】金重, 许滔
【申请人】宜兴新威利成耐火材料有限公司, 无锡新威高温陶瓷有限公司