專利名稱：：用于耐火混合物的生態(tài)粘合劑體系的改進(jìn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及獲取一種新型耐火粘合劑體系的原材料，特別涉及根據(jù)隨后提及的特定蒸餾曲線啟動(dòng)加熱改性煤焦油浙青，達(dá)到約470°c的最終蒸餾溫度，從而獲得具有小于600ppm苯并[a]芘濃度的終組合物。
背景技術(shù)：
：近年來已經(jīng)發(fā)展出對(duì)具有更佳性能的耐火材料作為對(duì)環(huán)境和職業(yè)健康影響更小的原材料的需求。為此目的做了大量努力以試圖降低在用于制造耐火材料的某些原材料中所存在的危害健康的化合物濃度。在用于煉鋼的耐火材料市場中，提供簡單材料應(yīng)用的粘合劑體系的出現(xiàn)是非常重要的并保證了使用期間對(duì)不同要求的適宜性能。如果是用于封閉高爐(豎爐)出鋼口的耐火混合物，材料可加工性是用于制造期間質(zhì)量控制的主要參數(shù)以保證出鋼口封閉的時(shí)刻高效的材料注入。用于封閉的混合粘合劑體系除適宜可加工性之外應(yīng)具有一旦注入出鋼口內(nèi)之后的最小機(jī)械阻力值，發(fā)展暫時(shí)熟化或聚合反應(yīng)，查找保證從生鐵出鋼口移除注入槍之后出鋼口區(qū)域的操作安全性且由于高爐內(nèi)部壓力無需實(shí)現(xiàn)注入混合物泄漏。通常的用于封閉混合物的粘合劑體系是基于煤焦油和酚醛樹脂。這兩種原材料在它們的制作中都具有基于芳族多環(huán)烴的強(qiáng)烈致癌元素。因此，采用不同方法發(fā)展替代這些原材料的備選方法第一種方法是基于通過改變經(jīng)導(dǎo)入適宜分餾曲線獲得終產(chǎn)物生態(tài)煤焦油的改良工藝而改性煤焦油，其具有低濃度的有強(qiáng)烈致癌特性的芳族多環(huán)烴。第二種方法是基于采用改性植物油，植物焦油和具有與常規(guī)粘合劑相似特性的有機(jī)化合物添加劑。第三種方法是基于采用生態(tài)煤焦油和改性植物油和具有與常規(guī)粘合劑相似特性的有機(jī)化合物添加劑的混合物。由SumitomoMetalIndustriesLimited在1975年5月30日提交的PI7503432-8描述了修復(fù)高爐的耐火材料。這種材料由大約100重量份的主要基于粉末狀耐火材料的材料所組成，所述粉末狀耐火材料含有4-40重量份的粘合劑化合物(例如煤焦油浙青)的浙青材料和10-35重量份的作為流動(dòng)劑的液體油。油可以是礦物油，魚油和植物油，例如菜籽油，大豆油和亞麻籽油。如果是這樣，它是失效的。該參考文獻(xiàn)不同于本發(fā)明，因?yàn)樗婕昂杏烧闱嗖牧虾吞峁┝鲃?dòng)性的油組成的耐火材料混合物的耐火材料。而本發(fā)明涉及一種含有特定原材料例如改性浙青，蒽油(AO)，大豆油，生物浙青(植物焦油)，石蠟，硬脂酸，糊精(玉米淀粉)和植物脂(大花可可脂[類似可可脂]，牛油果脂，星實(shí)棕櫚脂)的新型粘合劑體系。CarboderivadosS/A禾口ErnestoMosanerJunior在12/20/1999提交的PI9908663-8主張了一種衍化產(chǎn)物和電極浙青的煤焦油和/或石油蒸餾工藝。該工藝表征為在工藝中采用感應(yīng)加熱器作為熱源以加熱的材料。按以上參考(PI7503432-8)對(duì)本參考文獻(xiàn)作相同的觀測。RepsolPetroleoS.A在02/23/2001提交的PI0102355-1描述了獲得無污染石油焦油以用于電極制造和其他石墨混合物的程序。其包括將剩余物或石油餾分進(jìn)行熱處理優(yōu)選在370-430°C，小于60分鐘且壓力小于1.OlMPa0在該工藝中，熱處理階段之前，加入在質(zhì)量上含有10-90%重量，優(yōu)選30-70%重量的煤焦油。這種情況已被提交。該參考文獻(xiàn)不同于本發(fā)明，因?yàn)樗婕矮@得具有400ppm級(jí)別的苯并[a]芘濃度的無污染石油焦油。而本發(fā)明涉及獲得一種耐火材料粘合劑體系的新型原材料，根據(jù)隨后提及的特定蒸餾曲線啟動(dòng)加熱改性煤焦油浙青，達(dá)到約470°C的最終蒸餾溫度，從而獲得具有小于600ppm苯并[a]芘濃度的終組合物。IndustrialQuimicaDelNalonS.A在02/17/2005提交的PI0507215-8涉及了焦油生產(chǎn)，其由蒸餾區(qū)在260°C以上且小于400°C的煤焦油蒸餾衍生物開始，特別是蒽油，通過在中間溫度低于400°C壓力低于IObar條件下依次應(yīng)用3個(gè)階段。階段是熱氧化處理；在惰性氣體中的熱處理和分餾。該參考文獻(xiàn)不同于本發(fā)明，因?yàn)樗婕坝烧麴s區(qū)在260°C以上且小于400°C的煤焦油特別是蒽油蒸餾而得的衍生物啟動(dòng)而獲得浙青。本發(fā)明涉及不同地獲得一種耐火材料粘合劑體系的新型原材料，根據(jù)隨后提及的原煤焦油的特定蒸餾曲線啟動(dòng)加熱改性煤焦油浙青，達(dá)到約470°C的最終蒸餾溫度，從而獲得具有小于600ppm苯并[a]芘濃度的終組合物。美國專利US2868713描述了一種煤焦油連續(xù)分餾工藝，其目的在于富集煤焦油中的個(gè)別化合物。該參考文獻(xiàn)不同于本發(fā)明，因?yàn)樗枋隽四康脑谂c富集個(gè)別煤焦油化合物的煤焦油連續(xù)分餾工藝。本發(fā)明涉及不同的獲取一種新型耐火粘合劑體系的原材料，改性煤焦油浙青啟動(dòng)原煤焦油加熱處理，根據(jù)隨后提及的特定蒸餾曲線，達(dá)到470°C級(jí)別的最終蒸餾溫度，從而獲得具有小于600ppm苯并[a]芘濃度的終化合物，以及用于粘合劑體系組分的其他原材料的組合，例如蒽油，大豆油，生物浙青(植物焦油)，石蠟，硬脂酸，糊精(玉米淀粉)，和植物蠟(大花可可(cupuassuseed)，牛油果，星果(murumuru)棕櫚蠟)。專利CA1236789描述了一種來自煤焦油的浙青粘合劑，其在軟化點(diǎn)130°C_140°C下具有低含量的揮發(fā)性物質(zhì)，具有低濃度的致癌化合物。其是通過在360°C-400°C溫度區(qū)的濃縮由真空分餾而獲得的。該參考文獻(xiàn)不同于本發(fā)明，因?yàn)樗婕傲擞擅航褂瞳@得的浙青粘合劑，其在軟化點(diǎn)130°C-140°C下具有低含量的揮發(fā)性物質(zhì)，具有低濃度的致癌化合物，其是通過在360°C400°C溫度區(qū)的濃縮由真空分餾而獲得的。但是，本發(fā)明涉及獲得一種耐火材料粘合劑體系的原材料，根據(jù)隨后提及的原煤焦油的特定蒸餾曲線啟動(dòng)加熱改性煤焦油浙青，達(dá)到約470°C的最終蒸餾溫度，從而獲得具有小于600ppm苯并[a]芘濃度的終組合物。美國專利US5262043描述了來自煤焦油的浙青的發(fā)明，其具有低含量的致癌化合物，是通過在溫度區(qū)300-380°C且壓力小于Imbar(真空)的蒸發(fā)器中蒸餾2_10分鐘時(shí)間而制備的。所獲的浙青含有小于50ppm的苯并[a]芘。按以上參考(專利CA1236789)對(duì)本參考文獻(xiàn)作相同的觀測。專利申請(qǐng)PCT/EP05/00147涉及了模鑄碳鍵合粘合產(chǎn)品，其來自耐火顆粒和具有小于500ppm苯并[a]芘含量和至少80%的焦化值的粉末狀石墨煤焦油浙青的有機(jī)粘合劑，以具有至少15%的焦化值和小于500ppm的苯并[a]芘含量且環(huán)境溫度下為液體的石墨粘合劑作為有機(jī)粘合劑，將其與其他組分混合并轉(zhuǎn)移至模型中，之后在150°C400°C溫度區(qū)中作熱處理。按以上參考(專利CA1236789)對(duì)本參考文獻(xiàn)作相同的觀測，并結(jié)合它涉及模鑄材料和非整體的事實(shí)，如本發(fā)明所述的，其中在使用之前熟化該材料(之前在150°C-400°C溫度區(qū)中熱處理)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及獲取一種新型耐火粘合劑體系的原材料，加熱煤焦油啟動(dòng)改性煤焦油浙青，根據(jù)特定蒸餾曲線，隨后達(dá)到約470°C的最終蒸餾溫度，從而獲得具有600ppm級(jí)別苯并[a]芘濃度的終化合物，以及用于粘合劑體系組分的其他原材料的混合物，例如蒽油(AO)，大豆油，亞麻籽油，蓖麻油，柴油，菜籽油，生物柴油，生物浙青(植物焦油)，石蠟，糊精(玉米淀粉)，硬脂酸，石蠟，植物蠟(大花可可(cupuassuseed)，牛油果，星果(murumuru)棕櫚蠟)，酚醛樹脂，呋喃樹脂，烏拉坦，環(huán)氧樹脂，氯乙烯，聚乙烯和聚對(duì)苯二酸乙酯。更確切地，本發(fā)明涉及含有特定原材料例如改性浙青，蒽油，大豆油，生物浙青(植物焦油)，石蠟，硬脂酸，糊精(玉米淀粉)和植物脂(大花可可，牛油果，星實(shí)棕櫚脂)的新型粘合劑體系。總而言之，本發(fā)明涉及用于耐火混合物的生態(tài)粘合劑體系的改進(jìn)方法，其包括以下步驟a)_在大約180°C溫度下蒸餾具有12000ppm級(jí)別的苯并[a]芘濃度的煤焦油以獲得具有高含量苯并[a]芘的焦油；b)_將步驟a)獲的焦油在470°C+/_20°C溫度和0.01-1.5bar壓力下進(jìn)行分餾以獲得具有600ppm或更低苯并[a]芘濃度的改性浙青c)-在40%-70%區(qū)間加入蒽油，以獲得具有在60°C的220-1000cps粘度，1-1.3的容積密度，小于500ppm的苯并[a]芘濃度的材料。本發(fā)明工藝也包括將所獲的浙青與其他原材料例如植物油，植物焦油和有機(jī)化合物添加劑混合。用于粘合劑體系組分的其他原材料是大豆油，亞麻籽油，蓖麻油，柴油，菜籽油，生物柴油，生物浙青(植物焦油)，糊精(玉米淀粉)，硬脂酸，石蠟，植物蠟，植物蠟(大花可可(cupuassuseed)，牛油果，星果(murumuru)棕櫚蠟)，酚醛樹脂，呋喃樹脂，烏拉坦，環(huán)氧樹脂，氯乙烯，聚乙烯和聚對(duì)苯二酸乙酯，每種所占比例為0至70%重量。圖1描述了煤焦油蒸餾曲線以獲得石腦油，雜酚油，蒽油，重蒽油和改性浙青。圖2顯示了蒽油的典型化學(xué)組成。圖3顯示了改性浙青的典型化學(xué)組成。具體實(shí)施例方式以下列出了與上圖相關(guān)的表格，作為本發(fā)明的具體實(shí)施的例子。表1.煤焦油的分餾曲線<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2.蒽油的典型化學(xué)組成<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3.改性浙青的典型化學(xué)組成<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>圖1和表1描述了所開發(fā)的分餾曲線以在0.01-1.5bar壓力條件下由煤焦油啟動(dòng)獲得蒽油和改性浙青。圖和表2-4描述了主要聚環(huán)芳族類化合物的濃度，特別是苯并[a]芘，顯示了與常規(guī)煤焦油12000ppm級(jí)別的濃度相比，致癌化合物濃度的降低。表5.粘合劑體系的組成<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求用于耐火混合物的生態(tài)粘合劑體系的改進(jìn)方法，特征在于包括以下步驟a)-在大約180℃溫度下蒸餾具有12000ppm級(jí)別的苯并[a]芘濃度的煤焦油以獲得具有高含量苯并[a]芘的焦油；b)-將步驟a)獲的焦油在470℃+/-20℃溫度和0.01-1.5bar壓力下進(jìn)行分餾以獲得具有600ppm或更低苯并[a]芘濃度的改性瀝青；c)-在40％-70％區(qū)間加入蒽油，以獲得具有在60℃的220-1000cps粘度，1-1.3的容積密度，小于500ppm的苯并[a]芘濃度的材料。2.如權(quán)利要求1所述的方法，特征在于其包括將所獲的浙青與其他原材料例如植物油，植物焦油和有機(jī)化合物添加劑混合。3.如權(quán)利要求2所述的方法，特征在于用于粘合劑體系組分的其它原材料是大豆油，亞麻籽油，蓖麻油，柴油，菜籽油，生物柴油，生物浙青(植物焦油)，糊精(玉米淀粉)，硬脂酸，石蠟，植物蠟，植物蠟(大花可可(cupuassuseed)，牛油果，星果(murumuru)棕櫚蠟)，酚醛樹脂，呋喃樹脂，烏拉坦，環(huán)氧樹脂，氯乙烯，聚乙烯和聚對(duì)苯二酸乙酯，每種所占比例為0至70%重量。全文摘要本發(fā)明涉及獲取一種新型耐火粘合劑體系的原材料，加熱煤焦油啟動(dòng)改性煤焦油瀝青，根據(jù)特定蒸餾曲線，隨后達(dá)到約470℃的最終蒸餾溫度，從而獲得具有600ppm級(jí)別苯并[a]芘濃度的終化合物，以及用于粘合劑體系組合物的其他原材料的混合物，例如蒽油(AO)，大豆油，亞麻籽油，蓖麻油，柴油，菜籽油，生物柴油，生物瀝青(植物焦油)，石蠟，糊精(玉米淀粉)，硬脂酸，石蠟，植物蠟(大花可可(cupuassuseed)，牛油果，星果(murumuru)棕櫚蠟)，酚醛樹脂，呋喃樹脂，烏拉坦，環(huán)氧樹脂，氯乙烯，聚乙烯和聚對(duì)苯二酸乙酯。文檔編號(hào)C10C1/16GK101809121SQ200980100579公開日2010年8月18日申請(qǐng)日期2009年3月5日優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日發(fā)明者塞爾吉奧·穆里羅·賈斯特斯申請(qǐng)人:巴西圣-戈班產(chǎn)品實(shí)業(yè)有限公司