Связующее для огнеупоров

 

СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ОГНЕУПОРОВ, включающее фен.ольную смолу и растворитель , отличающееся тем, что, с целью повышения предела . прочности при сжатии огнеупоров, оно в качестве ферольной смолы содержит продукт поликонденсации сланцевых фенолов с кубовыми остатками ректификации фурфурола при следующем ссЗотношении компонентов, мас.%: Продукт поликонденсации сланцевых фенолов с кубовыми остатками ректификации фурфурола. 75-95 Растворитель , 25, причем растворитель имеет спёдующий состав, мас.%: Кубовые остатки ректификации фурфурола5-92 Кубовые остатки . ректификации фурфурилэвого 8 спирта5-92 с/) Высокотемпературные побочньк продукты синтеза диметилдиоксана1 ,5-20 Гликоль и/или , . жирная .кислота 1,5-50 9 X) ел р

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (д) С 04 В 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по ДелАм изОВРетений v ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5-92

5-92

1,5-20

Гликоль и/или жирная, кислота

1,5-50 (:21) 3585076/29-33 (22) 28.04.83 (46) 30.12.84. Бюл. К - 48 (72) С.А. Суворов, А.M. Смиловицкий, К.А. Беэк, К.Э. Кийс и Ю.Д.Кузнецов (71) Ленинградский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового

Красного .Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 666.763(088.8) (56) 1.. Патент США й- . 4248638, кл..106-56, 1981.

2.. Заявка Японии 1(- 54-30212, кл. С 04 B 35/56, 1979 (прототип). (54) (57) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ОГНЕУПОРОВ, включающее фенольную смолу и растворитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью пьвышения предела прочности при сжатии огнеупоров, оно в качестве феиольной смолы содержит продукт поликонденсации сланцевых фенолов с кубовыми остатками ректификации фурфурола при следующем сботношении компонентов, мас.X:

Продукт поликонденсации сланцевых фенолов с кубовыми остатками ректификации фурфурола. 75-95 Растворитель 5-25, причем растворитель имеет следующий состав, мас.Е:

Кубовые остатки ректификации фурфурола

Кубовые остатки . ректификации фурфурилъвого спирта

Высокотемпературные побочньа продукты синтеза диметилдиоксана

1131850

Гликоль и/или жирная кислота

1,5-50

Продукт поликонденсации сланцевых фенолов с кубовыми остатками ректификации фурфурола

75-95

5-25

45 следующий

Растворитель

Кубовые остатки ректификации фурфурола

5-92

Кубовые остатки ректификации фурфурилового спирта

1,8

5-92

Резорцин

Высокотемпературные побочные продукты синтеза диметилдиоксана

1,5"20

Изобретение относится к огнеупор- ной промышленности и может быть использовано в качестве связующего материала оксидных, оксидно-карбидных, оксидно-нитридных, оксидно-углеродистых огнеупорных изделий, масс обмазок и паст.

Известно фенольное связующее для огнеупоров, состоящее из 40-80% новолачных фенольных смол и 20-60% 10 растворителя (этиленпропилен, диэтилен-, полиэтилен гликоль или их смесь или глицерин). Новолачную смолу получают поликонденсацией ,фенола с альдегидом. (формальдеги- 15 дом) (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является фенольное связующее для огнеупоров, содержащее 30-70 вес.% новолачной фенольной смолы и 30 — 20

70 вес.% растворителя — фурфурилового спирта (2J, Недостатком известного связующего является низкая механическая прочность огнеупорных изделий. 25

Цель изобретения — повышение предела прочности при сжатии огнеупоров.

Поставленная цель достигается

30 тем, что связующее для огнеупоров, включ,пощее фенольную смолу и растворитель, в качестве фенольной смолы содержит продукт поликонденсации, ела цевых фенолов с кубовыми остатками ректификации фурфурола при сле- З дующем соотношении компонентов, мас.l: причем растворитель имеет состав, мас.%: По сравнению со смесью сланцевых фенолов и фурфурола продукт поликонденсации сланцевых фенолов с KOP фурфурола содержит меньшее количество воды поликонденсации, которая во втором случае удаляется в процессе сушки фенольной смолы, а в первом случае выделяется в процессе отверждения в изделии. Вследствие этого применение продукта поликонденсации позволяет снизить количество газов, выделяющихся в процессе термообработки изделия, сократить продолжительность термообработки, повысить механическую прочность.

Введение более 25 мас.% растворителя приводит к снижению количества коксового остатка и снижению проч,ности и шлакоустойчивости скоксованных изделий.

При количестве растворителя менее

5 мас.% снижается стабильность во времени вязкости связующего. То же са.мое наблюдается при введении в растворитель кубовых остатков ректификации фурфурола, кубовых остатков ректификации фурфурилового спирта в количестве, выходящем за указанные пределы, ВПП синтеза ДМД выше 20 мас.% или гликоля и/или жирной кислоты ниже

1,5 мас.%.

Введение менее 1,5 мас.% ВПП синтеза ДМД или гликоля и/или жирной кислоты приводит к значительному снижению прочности термообработанных изделий, а превышение их количества в растворителе более 20 и 50 мас.% соответственно приводит к обильному газовыделению в процессе термообработки за счет испарения не связываемых компонентов и, следовательно, также к снижению прочности термообработанных изделий.

Сланцевые фенолы представляют собой сложную смесь различных, в основном двухатомных, фенолов — алкил.— резорцинов.

Примерный состав суммарных сланцевых фенолов следующий, мас.%:

2-Метилрезорцин 3,4

5-Метилреэорцин 30, 1

2,4-Метилрезорцин 1,4 г

1131850

4,6-Диметилрезорцин

Диоксановые спирты

Прочие ВПП

34,6

1,9

29,0

2,5-Диметилрезорцин

9,5

14,3

5-Этилрезорцин

4, 5-Диметилрезорцин

9,9

2-Метил-51О

3,0 этилрезорцин

Неидентифицированные соединения

9-10

Условная вязкость при 100 С

2-4

1,3

Изомерные диоксаны

Эфиры З-метил-1,3бутан-диола (эфиры МБД) 45

10,5.

Пирановый спирт и формаль метанола и МБД

5,7

Эфиры метанола и диоксановых спиртов

i 3

2,1

8,2

4,6

2,4,5-Триметилрезорцин 3,3

1-Атомные фенолы 11,0

Нейтральные масла 2,0

8,4

Примерный фракционный состав суммарных фланцевых фенолов:

До 240 С перегоняется о не более, Е

До 300 С.перегоняется о не менее, 7 70

В качестве гликоля связующее содержит этиленгликоль, диэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин или их смесь. В качестве жирной кислоты — непредельные или синтетичес- .35 кие жирные кислоты — олеиновую, линолевую, СЖК С -С, С 7 -С 9, кубовые остатки СЖК..

Высокотемпературные побочные продукты синтеза ДМД имеют следую- 40 щий состав, мас.Х:

Эфиры триметилкорбинола (ТМК) и диоксановых спиртов

Пиранилспиродиоксан

Неидентифицированные соединения 2,7

В состав кубовых остатков ректификации фурфурола и кубовых остатков ректификации фурфурилового спирта входит 20-80Х основного вещества, при ректификации которого они образуются. Остальную часть составляют так называемые осмолы, т.е. продукты термической конденсации основного вещества.

Применяемые в изобретении кубовые остатки являются сжигаемым отходом производства фурановых соединений, имеют низкую себестоимость, что снижает стоимость связующего. Их использование обеспечивает утилизацию кубовых остатков и тем самым способствует охране окружающей среды.

Синтез продукта поликонденсации сланцевых фенолов с КОР фурфурола осуществляют путем нагревания смеси мономеров, взятых в мольном. соотношении (1 — 1,3) — (1 — 5) до 50— о

80 С с выдержкой 2 ч. Вследствие высокой реакционной способности сланцевых фенолов, в отличие от способа приготовления связующего по прототипу, в процессе синтеза не требуется добавления катализатора поликонденсации.

После синтеза продукт сушат при той же температуре под вакуумом 10300 мм рт.ст. в течение не более

2 ч и при необходимости корректируют его рН до 6,5-8.

Полученный таким образом продукт растворяют в предлагаемом растворителе. Растворитель готовят смешением отдельных компонентов при обычной температуре.

Конкретные составы связующего и прочность при сжатии термообработаиных при 200 С в течение 2 ч образцов представлены в таблице, Образцы готовят смешением плавле" ного периклаза или спеченного доломита или электрокорунда фракции

3-1 мм (50 мас.X), фракции 1-0,5 мм (20 мас.Ж) и фракции менее 0,063мм (30 мас.X) с предлагаемым связующим в количестве 6 мас.Х (сверх 100X), Образцы прессуют при удельном дав1131850

Состав растворителя, мас.З

Прочность

Состав

Количест во раст ворителя мас.Ж связующеro

ВПП синтеза ДМД

Жирная кислота

Гликоль

Кубовые остатки ректификации при сжатии термообра-. ботанфурфурилового спирта

Фурфурола ных из делий, MIIa

8,5

101,5

1,5 (олеиновая) 40

102,0

10 (диэтиленгликоль) 10

20

99,0

10 (глицерин) 10

101,0

10 (этиленгликоль) 10

40

4 - 20

98,0

1, 5

25

100,0

1,5 (СЖК

7 19

1,5

100,0

10 (олеиновая кислота) 10

40

101,0

10 (глицерин) 40

20

98,0, 20

1,5 (олеиновая кислота) 18,5

25

3 ленин 100 МПа на гидравлическом прессе в металлической форме.

В приведенных примерах используют продукт поликонденсации суммарных сланцевых фенолов с KOP фурфурола в мольном соотношении 1:2. Темперао тура синтеза 65 С, продолжительность

1 ч. Температура сушки 65 С, продоло жнтельность сушки f ч.

Из приведенных в таблице данных следует, что состав предлагаемого связующего позволяет повысить прочность термообработанных изделий на

5 40-457 по сравнению с прототипом.

По сравнению с базовым объектом (смолодоломитовыми изделиями) экономия от применения составляет 20 р/т огнеупора.

1,5 (смесь 1:1 диэтиленгликоля с глицерином) 11 31850

Продолжение таблицы

Прочность

Состав Количест

Состав растворителя, мас,X связую- во раст щего ворителя мас.7

Кубовые остатки ректификации

ВПП синтеза ДМД

Гликоль

Жирная кислота при сжатии термообработанфурфу- фурфурирола нового спирта ных из делий, МПа

99,5

1,5

18,5

10

100,0

50 (диэтиленгликоль) 1,5

18,5

10

98,0

10 (11 ) 35

12 „ 20

78,0

1,0 (диэтиленгликоль) 20

13

55 (91 ) 76,0

1,0

34

20

70,0

15 (прототип) П р и м е ч а н и е. В предлагаемом связующем в качестве фенольной смолы используют продукт поликонденсации суммарных сланцевых фенолов с фурфуролом, в прототипе-фенола с формальдегидом. В образцах состава 2 и 3 наполнитель спеченный доломит, 4 и 8 — электрокорунд, в остальных — плавленный периклаз.

Составитель P. Малькова

Редактор Н. Киштулинец . Техред С.Легеза Корректор О. Луговая, .а

Заказ 9710/19 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-"5, Раушская наб., д. 4/5

100 (фурфуриловый спирт) Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4

20 (СЖК

Су-С<У) 10 (олеиновая кислота)