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酚醛樹脂

酚醛樹脂由于具有熱硬性、干燥強(qiáng)度大、在高溫下有較高的強(qiáng)度等多方面優(yōu)點(diǎn)，已作為新一代環(huán)保型結(jié)合劑廣泛應(yīng)用于干式料、修補(bǔ)料、壓入料、炮泥等不定形耐火制品以及鋁碳磚、鎂碳磚等碳復(fù)合耐火材料中，其低溫固化后的結(jié)合性能及炭化后熱解碳的性能直接影響了耐火材料制品的性能。以下是酚醛樹脂在不定形耐火材料中的應(yīng)用研究：

在中間包干式料中的應(yīng)用研究

中間包干式料的運(yùn)用日益廣泛，其中鎂質(zhì)中間包干式料運(yùn)用最多，這類材料早在十幾年前就在美國(guó)等國(guó)家得到應(yīng)用。酚醛樹脂是國(guó)內(nèi)外中間包干式工作襯中使用最為廣泛的結(jié)合劑，其具有良好的使用性能和施工性能。用于中間包干式料，可以起到耐鋼水和渣夜侵蝕的作用，并且使用后易與永久層分離，有利于翻包。但由于酚醛樹脂具有使鋼水增碳、增氫、中高溫強(qiáng)度低和高成本等缺陷，一定程度上阻礙了酚醛樹脂在中間包干式料中的應(yīng)用。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于干式料用酚醛樹脂的研究還不多，大都是采用無(wú)機(jī)結(jié)合劑與酚醛樹脂混合應(yīng)用于中間包干式料以提高其中溫強(qiáng)度。有研究表明，將硼玻璃與酚醛樹脂混合應(yīng)用于鎂質(zhì)干式料，可以較好的提高干式料的低溫烘烤強(qiáng)度和中溫強(qiáng)度，但是硼玻璃在高溫時(shí)也會(huì)形成低熔相影響材料的性能。

在修補(bǔ)料中的應(yīng)用研究

修補(bǔ)料作為一種抗剝落、高強(qiáng)耐火噴涂料廣泛的應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐大面和爐底的修補(bǔ)上。酚醛樹脂由于具有污染小，硬化時(shí)間短，熱態(tài)流動(dòng)性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于修補(bǔ)料中。但酚醛樹脂結(jié)合強(qiáng)度不如瀝青，為了克服這一缺陷，當(dāng)前的研究大都是將酚醛樹脂和瀝青復(fù)合作為修補(bǔ)料的結(jié)合劑，當(dāng)兩種結(jié)合劑混合時(shí)可以發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)或縮聚反應(yīng)使材料產(chǎn)生一定的強(qiáng)度。

以改性粉狀瀝青和酚醛樹脂混合作為修補(bǔ)料的結(jié)合劑，改性粉狀瀝青可以很好的與樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)提高修補(bǔ)料的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)可以提高其高溫流動(dòng)性、縮短其硬化時(shí)間?？梢院芎玫膬?yōu)化修補(bǔ)料的結(jié)合強(qiáng)度和硬化時(shí)間。但瀝青的加入不僅會(huì)降低修補(bǔ)料的流動(dòng)性和硬化時(shí)間，同時(shí)瀝青帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也急需解決。

在壓入料中的應(yīng)用研究

酚醛樹脂作為結(jié)合劑可用于無(wú)水高爐壓入料，以提高壓入料的流動(dòng)性能和與基體之間良好的粘結(jié)性能。此外，酚醛樹脂也可作為高爐熱修補(bǔ)硬質(zhì)壓入料用結(jié)合劑，以定期的對(duì)高爐爐壁實(shí)施壓入修補(bǔ)，來(lái)消除爐壁紅區(qū)。

但隨著高爐朝著大型化、高效化和長(zhǎng)壽化方向發(fā)展，普通的樹脂結(jié)合劑已經(jīng)不能滿足鋼鐵業(yè)的需要。將有機(jī)硅改性酚醛樹脂作為結(jié)合劑應(yīng)用于硬質(zhì)壓入料上，經(jīng)有機(jī)硅改性后的酚醛樹脂同時(shí)具有熱固性和熱塑性，所制壓入料在壓入過(guò)程中既具有流動(dòng)性又能在高溫時(shí)迅速固化產(chǎn)生強(qiáng)度，同時(shí)耐侵蝕性強(qiáng)，適于用在高爐修補(bǔ)上。

在無(wú)水炮泥中的應(yīng)用研究

早期的炮泥主要是采用焦油和瀝青作為結(jié)合劑，但其在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生黑煙和致癌物質(zhì)不利于環(huán)保。酚醛樹脂作為無(wú)水炮泥的結(jié)合劑，不僅消除了焦油作結(jié)合劑產(chǎn)生的污染，同時(shí)也改善了炮泥的燒結(jié)性、耐蝕性和耐磨性。相對(duì)于其他不定形耐火材料，酚醛樹脂在炮泥中的應(yīng)用前景最為廣泛。

國(guó)外對(duì)炮泥用結(jié)合劑的研究比較早，早期也是用焦油作結(jié)合劑，但由于焦油作結(jié)合劑存在著環(huán)境污染、難于燒結(jié)和硬化速度慢等一系列問(wèn)題，不少國(guó)家已將酚醛樹脂作為一種新的結(jié)合劑應(yīng)用到無(wú)水炮泥中。日本名古屋廠分別將酚醛樹脂和焦油作為為結(jié)合劑應(yīng)用于Al2O3-SiC-C系無(wú)水炮泥，并對(duì)其性能進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以酚醛樹脂結(jié)合的無(wú)水炮泥其各項(xiàng)性能較以煤焦油結(jié)合的有明顯提高;法國(guó)TRB公司生產(chǎn)的以酚醛樹脂結(jié)合的炮泥可在35℃下保存一年，且使用性能不變，在世界上處于領(lǐng)先地位;近年來(lái)歐洲國(guó)家設(shè)計(jì)將改性酚醛樹脂作為結(jié)合劑應(yīng)用于無(wú)水炮泥，使其顯氣孔率在25%~32%之間，且1450℃高溫抗折強(qiáng)度達(dá)到3.2~4.5Mpa，將其試用于頂壓達(dá)到0.15Mpa的3800m3的高爐上，使用效果良好。

目前國(guó)內(nèi)高爐用無(wú)水炮泥大多是以焦油和蒽油作為結(jié)合劑，也有將酚醛樹脂作為一種新的結(jié)合劑應(yīng)用到無(wú)水炮泥的研究。不少學(xué)者將焦油、改性樹脂和焦油-樹脂復(fù)合物應(yīng)用于無(wú)水炮泥中，并對(duì)炮泥的使用性能進(jìn)行了探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以焦油-樹脂復(fù)合結(jié)合的無(wú)水炮泥性能優(yōu)，以改性樹脂結(jié)合的次之。除了作為結(jié)合劑外，酚醛樹脂也可以作為增碳劑應(yīng)用到無(wú)水炮泥中。

就當(dāng)前無(wú)水炮泥用結(jié)合劑來(lái)說(shuō)，以焦油-樹脂復(fù)合結(jié)合的使用性能要好于以樹脂結(jié)合的，但隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，酚醛樹脂完全替代焦油作為結(jié)合劑用于無(wú)水炮泥是必然的趨勢(shì)，而研究的重點(diǎn)應(yīng)放在酚醛樹脂的改性和低成本化上。