关键词：
中温煤沥青
改性
对叔丁基苯甲醛
碳化硅晶须
摘要：
炭素捣打料是一种重要的高炉用耐火材料,要求具有较高强度及导热系数。本论文以对叔丁基苯甲醛改性中温煤沥青,将其作为炭素捣打料的结合剂,并在炭素捣打料中加入含硅原料,使炭素捣打料中生成碳化硅晶须,进而提高炭素捣打料的性能。
本论文首先以亲电取代反应为基础,采用化学交联-减压蒸馏法,以中温煤沥青为原料,对叔丁基苯甲醛作改性剂,对甲苯磺酸作催化剂,分别在氩气气氛及减压环境下对中温煤沥青进行改性,并考察各种工艺条件对沥青的软化点、残炭率、喹啉不溶物、元素组成等的影响。结果表明,改性沥青性能受改性剂的加入量、反应温度、反应时间和真空度改性沥青性能影响较大。在改性剂加入量为20%、催化剂加入量为5%、反应温度180℃、反应压力20kPa下反应8h,制得了软化点最高为151.5℃,残炭率为75%的优质沥青。其次,研究改性中温沥青及焦油加入量对炭素捣打料性能的影响。结果表明,当沥青加入量为6%,焦油加入量为10%时,试样常温抗折强度及耐压强度较高,显气孔率较低,体积密度较低,性能较好。
最后,通过研究不同二氧化硅微粉加入量、催化剂及不同硅源对炭素捣打料性能的影响,结果表明,加入二氧化硅微粉后,试样在1350℃和1550℃热处理后炭素捣打料中可以生成碳化硅晶须,且在1550℃热处理后产率最大。炭素捣打料中加入催化剂硝酸镍后,在1350℃和1550℃热处理后的试样相比未加催化剂的试样碳化硅晶须的产率更高,但由于催化剂加入时带入了易挥发的乙醇导致试样气孔较多,强度较低,导热性能较差;与加入二氧化硅微粉试样相比,加入白炭黑不易生成碳化硅晶须,加入熔融石英和硅粉均可以生成碳化硅晶须,以加入硅粉时试样性能最佳。生成碳化硅晶须的试样导热性能较空白样有一定提高。
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