酚醛树脂特点和用途.doc

1、粘 结 强 度酚 醛 树 脂 一 个 重 要 的 应 用 就 是 作 为 粘 结 剂 。 酚 醛 树 脂 是 一 种 多 功 能 ， 与各 种 各 样 的 有 机 和 无 机 填 料 都 能 相 容 的 物 质 。 设 计 正 确 的 酚 醛 树 脂 ， 润 湿 速度 特 别 快 。 并 且 在 交 联 后 可 以 为 磨 具 、 耐 火 材 料 ， 摩 擦 材 料 以 及 电 木 粉 提供 所 需 要 的 机 械 强 度 ， 耐 热 性 能 和 电 性 能 。 水 溶 性 酚 醛 树 脂 或 醇 溶 性 酚 醛 树 脂 被 用 来 浸 渍 纸 、 棉 布 、 玻 璃 、 石 棉和 其 它 类

2、 似 的 物 质 为 它 们 提 供 机 械 强 度 ， 电 性 能 等 。 典 型 的 例 子 包 括 电 绝 缘和 机 械 层 压 制 造 ， 离 合 器 片 和 汽 车 滤 清 器 用 滤 纸 。 高 残 碳 率在 温 度 大 约 为 1000 的 惰 性 气 体 条 件 下 ， 酚 醛 树 脂 会 产 生 很 高 的 残 碳 ，这 有 利 于 维 持 酚 醛 树 脂 的 结 构 稳 定 性 。 酚 醛 树 脂 的 这 种 特 性 ， 也 是 它 能 用 于耐 火 材 料 领 域 的 一 个 重 要 原 因 。 低 烟 低 毒与 其 他 树 脂 系 统 相 比 ， 酚 醛 树 脂 系 统

3、 具 有 低 烟 低 毒 的 优 势 。 在 燃 烧 的 情况 下 ， 用 科 学 配 方 生 产 出 的 酚 醛 树 脂 系 统 ， 将 会 缓 慢 分 解 产 生 氢 气 、 碳 氢 化合 物 、 水 蒸 气 和 碳 氧 化 物 。 分 解 过 程 中 所 产 生 的 烟 相 对 少 ， 毒 性 也 相 对 低 。这 些 特 点 使 酚 醛 树 脂 适 用 于 公 共 运 输 和 安 全 要 求 非 常 严 格 的 领 域 ， 如 矿 山 ，防 护 栏 和 建 筑 业 等 。 抗 化 学 性交 联 后 的 酚 醛 树 脂 可 以 抵 制 任 何 化 学 物 质 的 分 解 。 例 如 汽

4、油 ， 石 油 ， 醇 ，乙 二 醇 和 各 种 碳 氢 化 合 物 。 热 处 理热 处 理 会 提 高 固 化 树 脂 的 玻 璃 化 温 度 ， 可 以 进 一 步 改 善 树 脂 的 各 项 性 能 。玻 璃 化 温 度 与 结 晶 固 体 如 聚 丙 烯 的 熔 化 状 态 相 似 。 酚 醛 树 脂 最 初 的 玻 璃 化 温度 与 在 最 初 固 化 阶 段 所 用 的 固 化 温 度 有 关 。 热 处 理 过 程 可 以 提 高 交 联 树 脂 的流 动 性 促 使 反 应 进 一 步 发 生 ， 同 时 也 可 以 除 去 残 留 的 挥 发 酚 ， 降 低 收 缩 、 增

5、强 尺 寸 稳 定 性 、 硬 度 和 高 温 强 度 。 同 时 ， 树 脂 也 趋 向 于 收 缩 和 变 脆 。 树 脂 后处 理 升 温 曲 线 将 取 决 于 树 脂 最 初 的 固 化 条 件 和 树 脂 系 统 。 影 响 树 脂 合 成 和 性 能 的 主 要 因 素 为 酚 与 醛 的 化 学 结 构 、 摩 尔 比 和 反 应 介质 的 pH。 酚 与 醛 的 摩 尔 比 大 于 或 等 于 1 时 ,初 始 产 物 为 一 羟 甲 基 酚 ,缩 聚 时生 成 线 型 树 脂 ;小 于 1 时 ， 生 成 多 羟 甲 基 酚 衍 生 物 ,形 成 的 缩 聚 树 脂 可 交

6、 联固 化 。 反 应 介 质 的 pH 小 于 7 时 ,生 成 的 羟 甲 基 酚 很 不 稳 定 ， 易 缩 聚 成 线 型 树脂 ； 大 于 7 时 ,缩 聚 缓 慢 ， 有 利 于 多 羟 甲 基 酚 衍 生 物 的 生 成 。 生 产 热 塑 性 酚醛 树 脂 常 用 盐 酸 、 磷 酸 、 草 酸 作 催 化 剂 (见 酸 碱 催 化 剂 )使 介 质 pH 为0.5 1.5。 为 避 免 剧 烈 沸 腾 ,催 化 剂 可 分 次 加 入 。 沸 腾 反 应 时 间 一 般 为3 6h。 脱 水 可 在 常 压 或 减 压 下 进 行 ， 最 终 脱 水 温 度 为 140 16

7、0 。 树 脂分 子 量 为 500 900。 生 产 热 固 性 酚 醛 树 脂 可 用 氢 氧 化 钠 、 氢 氧 化 钡 、 氨 水和 氧 化 锌 作 催 化 剂 ， 沸 腾 反 应 时 间 1 3h， 脱 水 温 度 一 般 不 超 过 90 ， 树脂 分 子 量 为 500 1000。 强 碱 催 化 剂 有 利 于 增 大 树 脂 的 羟 甲 基 含 量 和 与 水 的相 溶 性 。 氨 催 化 剂 能 直 接 参 加 树 脂 化 反 应 ， 相 同 配 方 制 得 的 树 脂 分 子 量 较 高 ，水 溶 性 差 。 氧 化 锌 催 化 剂 能 制 得 贮 存 稳 定 性 好 的

8、 高 邻 位 结 构 酚 醛 树 脂 。 5.酚 醛 树 脂 的 应 用酚 醛 树 脂 主 要 用 于 制 造 各 种 塑 料 、 涂 料 、 胶 粘 剂 及 合 成 纤 维 等 。 压 塑 粉生 产 模 压 制 品 的 压 塑 粉 是 酚 醛 树 脂 的 主 要 用 途 之 一 。 采 用 辊 压 法 、 螺 旋挤 出 法 和 乳 液 法 使 树 脂 浸 渍 填 料 并 与 其 他 助 剂 混 合 均 匀 ， 再 经 粉 碎 过 筛 即 可制 得 压 塑 粉 。 常 用 木 粉 作 填 料 ， 为 制 造 某 些 高 电 绝 缘 性 和 耐 热 性 制 件 ， 也 用云 母 粉 、 石 棉

9、粉 、 石 英 粉 等 无 机 填 料 。 压 塑 粉 可 用 模 压 、 传 递 模 塑 和 注 射成 型 法 制 成 各 种 塑 料 制 品 。 热 塑 性 酚 醛 树 脂 压 塑 粉 主 要 用 于 制 造 开 关 、 插 座 、插 头 等 电 气 零 件 ， 日 用 品 及 其 他 工 业 制 品 。 热 固 性 酚 醛 树 脂 压 塑 粉 主 要 用 于制 造 高 电 绝 缘 制 件 。 增 强 酚 醛 塑 料 以 酚 醛 树 脂 （ 主 要 是 热 固 性 酚 醛 树 脂 ）溶 液 或 乳 液 浸 渍 各 种 纤 维 及 其 织 物 ， 经 干 燥 、 压 制 成 型 的 各 种

10、增 强 塑 料 是重 要 的 工 业 材 料 。 它 不 仅 机 械 强 度 高 、 综 合 性 能 好 ， 而 且 可 进 行 机 械 加 工 。以 玻 璃 纤 维 、 石 英 纤 维 及 其 织 物 增 强 的 酚 醛 塑 料 主 要 用 于 制 造 各 种 制 动 器 摩擦 片 和 化 工 防 腐 蚀 塑 料 ； 高 硅 氧 玻 璃 纤 维 和 碳 纤 维 增 强 的 酚 醛 塑 料 是 航 天 工业 的 重 要 耐 烧 蚀 材 料 。 酚 醛 涂 料 以 松 香 改 性 的 酚 醛 树 脂 、 丁 醇 醚 化 的 酚 醛 树 脂 以 及 对 叔 丁 基酚 醛 树 脂 、 对 苯 基 酚

11、 醛 树 脂 均 与 桐 油 、 亚 麻 子 油 有 良 好 的 混 溶 性 ， 是 涂 料 工业 的 重 要 原 料 。 前 两 者 用 于 配 制 低 、 中 级 油 漆 ， 后 两 者 用 于 配 制 高 级 油 漆 。 酚 醛 胶热 固 性 酚 醛 树 脂 也 是 胶 粘 剂 的 重 要 原 料 。 单 一 的 酚 醛 树 脂 胶 性 脆 ， 主 要用 于 胶 合 板 和 精 铸 砂 型 的 粘 结 。 以 其 他 高 聚 物 改 性 的 酚 醛 树 脂 为 基 料 的 胶 粘剂 ， 在 结 构 胶 中 占 有 重 要 地 位 。 其 中 酚 醛 -丁 腈 、 酚 醛 -缩 醛 、 酚

12、 醛 -环 氧 、酚 醛 -环 氧 -缩 醛 、 酚 醛 -尼 龙 等 胶 粘 剂 具 有 耐 热 性 好 、 粘 结 强 度 高 的 特 点 。酚 醛 -丁 腈 和 酚 醛 -缩 醛 胶 粘 剂 还 具 有 抗 张 、 抗 冲 击 、 耐 湿 热 老 化 等 优 异 性 能 ，是 结 构 胶 粘 剂 的 优 良 品 种 。 酚 醛 纤 维主 要 以 热 塑 性 线 型 酚 醛 树 脂 为 原 料 ， 经 熔 融 纺 丝 后 浸 于 聚 甲 醛 及 盐 酸的 水 溶 液 中 作 固 化 处 理 ， 得 到 甲 醛 交 联 的 体 型 结 构 纤 维 。 为 提 高 纤 维 强 度 和模 量 ，

13、 可 与 5 10 聚 酰 胺 熔 混 后 纺 丝 。 这 类 纤 维 为 金 黄 或 黄 棕 色 纤 维 ,强度 为 11.5 15.9cN/dtex， 抗 燃 性 能 突 出 ， 极 限 氧 指 数 为 34,瞬 间 接 触 近7500 的 氧 -乙 炔 火 焰 ， 不 熔 融 也 不 延 燃 ,具 有 自 熄 性 ， 还 能 耐 浓 盐 酸 和 氢氟 酸 ,但 耐 硫 酸 、 硝 酸 和 强 碱 的 性 能 较 差 。 主 要 用 作 防 护 服 及 耐 燃 织 物 或 室内 装 饰 品 ， 也 可 用 作 绝 缘 、 隔 热 与 绝 热 、 过 滤 材 料 等 ， 还 可 加 工 成

14、低 强 度 、低 模 量 碳 纤 维 、 活 性 炭 纤 维 和 离 子 交 换 纤 维 等 。 防 腐 蚀 材 料热 固 性 酚 醛 树 脂 在 防 腐 蚀 领 域 中 常 用 的 几 种 形 式 ： 酚 醛 树 脂 涂 料 ； 酚 醛树 脂 玻 璃 钢 、 酚 醛 -环 氧 树 脂 复 合 玻 璃 钢 ； 酚 醛 树 脂 胶 泥 、 砂 浆 ； 酚 醛 树 脂浸 渍 、 压 型 石 墨 制 品 。 热 固 性 酚 醛 树 脂 的 固 化 形 式 分 为 常 温 固 化 和 热 固 化 两种 。 常 温 固 化 可 使 用 无 毒 常 温 固 化 剂 NL， 也 可 使 用 苯 磺 酰 氯

15、或 石 油 磺 酸 ，但 后 两 种 材 料 的 毒 性 、 刺 激 性 较 大 。 建 议 使 用 低 毒 高 效 的 NL 固 化 剂 。 填 料可 选 择 石 墨 粉 、 瓷 粉 、 石 英 粉 、 硫 酸 钡 粉 ， 不 宜 采 用 辉 绿 岩 粉 。 隔 热 保 温 材 料主 要 是 酚 醛 树 脂 的 发 泡 材 料 ， 酚 醛 泡 沫 产 品 特 点 是 保 温 、 隔 热 、 防 火 、质 轻 ， 作 为 绝 热 、 节 能 、 防 火 的 新 材 料 可 广 泛 应 用 于 中 央 空 调 系 统 、 轻 质 保温 彩 钢 板 、 房 屋 隔 热 降 能 保 温 、 化 工

16、管 道 的 保 温 材 料 （ 尤 其 是 深 低 温 的 保 温 ）、 车 船 等 场 所 的 保 温 领 域 。 酚 醛 泡 沫 因 其 导 热 系 数 低 ， 保 温 性 能 好 ， 被 誉 为保 温 之 王 。 酚 醛 泡 沫 不 仅 导 热 系 数 低 、 保 温 性 能 好 ， 还 具 有 难 燃 、 热 稳 定 性好 、 质 轻 、 低 烟 、 低 毒 、 耐 热 、 力 学 强 度 高 、 隔 音 、 抗 化 学 腐 蚀 能 力 强 、 耐侯 型 好 等 多 项 优 点 ， 酚 醛 泡 沫 塑 料 原 料 来 源 丰 富 ， 价 格 低 廉 ， 而 且 生 产 加 工简 单 ， 产 品 用 途 广 泛 。