专利名称：一种无水型酚醛树脂及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子聚合物，尤其是一种用于生产炼铁高炉的炮泥的无水型酚醛树 脂，及其制备方法。
背景技术：
随着我国钢铁工业的技术进步，高炉冶炼不断强化，炼铁高炉朝着大型化、高效和 长寿命方向发展，对高炉出铁口用炮泥的要求也越来越高1、炮泥的作业性好，能使铁口充 分装填；2、体积稳定性好，在烧结过程中不发生收缩；3、烧结性能好，能快速烧透，具有快 干速硬及较高的高温强度；4、开口性能要好，容易开孔；5、具有耐渣、铁液侵蚀、冲刷、抗氧 化性的特性。炮泥性能的好坏跟生产炮泥时用的结合剂有着密不可分的关系。炮泥按结合剂分 通常可以分为有水炮泥和无水炮泥，此外还有同时用油和水作结合剂的炮泥。有水炮泥是 由碳素材料、耐火骨料、软质粘土等混合碾制而成，炮泥的加水量通常多达20%左右，因此 往往存在高温强度低、抵抗炉渣化学侵蚀能力不够的缺陷。而无水炮泥，如中国专利申请公 开号为CN1188752A、CN1290671A和CN1523120A，报道了采用焦油或蒽油做结合剂的炮泥的 使用情况，虽然获得了一定的使用效果，但也存在一些不足炮泥的早期强度低且产生慢， 必须较长的压炮时间，同时也产生较严重的环境污染问题。
发明内容
本发明针对不足，提出一种无水型酚醛树脂，适用于作为高炉炮泥的结合剂，得到 的炮泥使用寿命长、工作效率高，并且环保。并提出了该无水型酚醛树脂的制备方法和用 途。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案一种无水型酚醛树脂，采用下 述步骤制备得到a、将酚和醛按摩尔比1 0. 5 0. 9加入反应釜，再加入酸性催化剂，搅拌，升温 至70 100°C，且维持1 8小时，得酚醛树脂；b、步骤a得到的酚醛树脂在常压下脱水至小于0. Iwt% ；加入有机溶剂溶解，调粘 度至 1000 8000mPa · s/25°C ；C、向步骤b中的酚醛树脂溶液加入固化剂，其中固化剂的用量占总重量5 IOwt %，混勻。本发明还提出了无水型酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤a、将酚和醛按摩尔比1 0. 5 0. 9加入反应釜，再加入酸性催化剂，搅拌，升温 至70 100°C，且维持1 8小时，得酚醛树脂；b、步骤a得到的酚醛树脂在常压下脱水至小于0. Iwt% ；加入有机溶剂溶解，调粘 度至 1000 8000mPa · s/25°C ；C、向步骤b中的酚醛树脂溶液加入固化剂，其中固化剂的用量占总重量5 IOwt %，混勻。还提出了该无水型酚醛树脂用于制备炼铁高炉炮泥的结合剂。本发明产品在制备过程中，对酚醛缩聚得到的酚醛树脂进行脱水处理，直至含水 量低于0. Iwt %，然后再加入有机溶剂进行溶解，最后加入固化剂，得到无水型酚醛树脂。该 无水型酚醛树脂用于炼铁高炉中炮泥制备的结合剂，能使炮泥在具有良好塑性的前提下， 提高其高温强度及耐机械冲刷、耐化学侵蚀性能，满足高炉炼铁生产的需要，并且降低对环 境的污染问题。
具体实施例方式一种无水型酚醛树脂，采用下述步骤制备得到a、将酚和醛按摩尔比1 0. 5 0. 9加入反应釜，再加入酸性催化剂，搅拌，升温 至70 100°C，且维持1 8小时，得酚醛树脂；b、步骤a得到的酚醛树脂在常压下脱水至小于0. Iwt% ；加入有机溶剂溶解，调粘 度至 1000 8000mPa · s/25°C ；C、向步骤b中的酚醛树脂溶液加入固化剂，其中固化剂的用量占总重量5 IOwt %，混勻。优选的，步骤a中的酸性催化剂选自盐酸、草酸、磷酸、硫酸、硫酸二乙酯、卤代磺 酸和苯磺酸及其烷基取代物中的一种或多种。采用酸性催化剂可使制得的酚醛树脂为热固 性酚醛树脂。优选的，步骤b中的有机溶剂选自乙二醇、二乙二醇、糠醇、丙三醇或乙二醇碳酸 酯。采用上述有机溶剂既可溶解酚醛树脂，同时对酚醛树脂的水分有一定的吸收作用，进一 步降低酚醛树脂中的含水率。优选的，步骤c中的固化剂选自六次甲基四胺、三聚氰胺或脲醛。优选的，步骤b脱水为蒸馏脱水。下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释 性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。实施例1将苯酚、甲醛、草酸按物质的比1 0.9 0.02加入反应釜中，加热搅拌至80°C， 在此温度范围内恒温1小时，常压脱水蒸馏，最后加入二乙二醇把酚醛树脂的粘度调至 3000mPa · s。本实施例生产的二乙二醇酚醛树脂的固含量为75. 0wt%，残碳为35. ，水分 为0. 04wt %，游离酚为4. Owt %。将六次甲基四胺按总重量5 %的加入量加入到该二乙二醇 酚醛树脂制得高炉炮泥用酚醛树脂。实施例2将苯酚、甲醛、盐酸按物质的比1 0.6 0.01加入反应釜中，加热搅拌至 90°C，在此温度范围内恒温4小时，常压脱水蒸馏，最后加入糠醇把酚醛树脂的粘度调至 5000mPa · s。本实施例生产的糠醇酚醛树脂的固含量为72.0%，残碳为43.0%，水分为 0. 08%，游离酚为3. 5%。将三聚氰胺按总重量7%的加入量加入到该糠醇酚醛树脂制得高炉炮泥用酚醛树脂。实施例3将苯酚、甲醛、硫酸按物质的比1 0. 75 0.015加入反应釜中，加热搅拌至 70°C，在此温度范围内恒温8小时，常压脱水蒸馏，最后加入丙三醇把酚醛树脂的粘度调至 7000mPa · s。本实施例生产的丙三醇酚醛树脂的固含量为78.0%，残碳为39.0%，水分为 0. 01%，游离酚为2. 0%。将脲醛按总重量5%的加入量加入到该丙三醇酚醛树脂制得高炉 炮泥用酚醛树脂。对比实施例采用上述实施例所得的酚醛树脂，与国内常用的炮泥结合剂焦油和蒽油，分别生 产的泡泥，在钢厂使用所得到的对比实验，结果见表1和2。表1高炉炮泥的成分 表2不同结合剂的泡泥对比试验结果 由表1可以看出，上述高炉泡泥只是结合剂不同，其他组分、含量都一样；利用这 样的泡泥在钢厂进行对比试验，所得结果由表2列出。由表2结果可知，本发明的所生产的 泡泥出铁时间比一般泡泥长，即使用寿命长；开口时间短，提高了工作效率；不漏铁、无潮
5泥，安全性高；气味小，符合环保要求。 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
权利要求
一种无水型酚醛树脂，采用下述步骤制备得到a、将酚和醛按摩尔比1∶0.5～0.9加入反应釜，再加入酸性催化剂，搅拌，升温至70～100℃，且维持1～8小时，得酚醛树脂；b、步骤a得到的酚醛树脂在常压下脱水至小于0.1wt％；加入有机溶剂溶解，调粘度至1000～8000mPa·s/25℃；c、向步骤b中的酚醛树脂溶液加入固化剂，其中固化剂的用量占总重量5～10wt％，混匀。
2.根据权利要求1所述的无水型酚醛树脂，其特征在于步骤a中的酸性催化剂选自 盐酸、草酸、磷酸、硫酸、硫酸二乙酯、卤代磺酸和苯磺酸及其烷基取代物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的无水型酚醛树脂，其特征在于步骤b中的有机溶剂选自乙 二醇、二乙二醇、糠醇、丙三醇或乙二醇碳酸酯。
4.根据权利要求1所述的无水型酚醛树脂，其特征在于步骤c中的固化剂选自六次 甲基四胺、三聚氰胺或脲醛。
5.根据权利要求1或3所述的无水型酚醛树脂，其特征在于步骤b脱水为蒸馏脱水。
6.一种如权利要求1所述无水型酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤a、将酚和醛按摩尔比1 0.5 0.9加入反应釜，再加入酸性催化剂，搅拌，升温至 70 100°C，且维持1 8小时，得酚醛树脂；b、步骤a得到的酚醛树脂在常压下脱水至小于0.Iwt% ；加入有机溶剂溶解，调粘度至 1000 8000mPa · s/25°C ；c、向步骤b中的酚醛树脂溶液加入固化剂，其中固化剂的用量占总重量5 10衬％，混勻。
7.根据权利要求6所述的无水型酚醛树脂的制备方法，其特征在于步骤a中的酸性 催化剂选自盐酸、草酸、磷酸、硫酸、硫酸二乙酯、卤代磺酸和苯磺酸及其烷基取代物中的一 种或多种。
8.根据权利要求6所述的无水型酚醛树脂的制备方法，其特征在于步骤b中的有机 溶剂选自乙二醇、二乙二醇、糠醇、丙三醇或乙二醇碳酸酯。
9.根据权利要求6所述的无水型酚醛树脂的制备方法，其特征在于步骤c中的固化 剂选自六次甲基四胺、三聚氰胺或脲醛。
10.如权利要求1所述无水型酚醛树脂用于制备炼铁高炉炮泥的结合剂。
全文摘要
本发明公开了一种无水型酚醛树脂，采用下述步骤制备得到a、将酚和醛按摩尔比1∶0.5～0.9加入反应釜，再加入酸性催化剂，搅拌，升温至70～100℃，且维持1～8小时，得酚醛树脂；b、步骤a得到的酚醛树脂在常压下脱水至小于0.1wt％；加入有机溶剂溶解，调粘度至1000～8000mPa·s/25℃；c、向步骤b中的酚醛树脂溶液加入固化剂，其中固化剂的用量占总重量5～10wt％，混匀。本发明无水型酚醛树脂用于炼铁高炉中炮泥制备的结合剂，能使炮泥在具有良好塑性的前提下，提高其高温强度及耐机械冲刷、耐化学侵蚀性能，满足高炉炼铁生产的需要，并且降低对环境的污染问题。
文档编号C08L61/06GK101880434SQ201010230480
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者唐路林, 胡伟, 魏务翠 申请人:山东圣泉化工股份有限公司