工业酚醛树脂
❶ 酚醛树脂是什么东西
酚类和醛类的缩聚产物通称为酚醛树脂,一般常指由苯酚和甲醛回经缩聚反应而得的合成树脂,答它是最早合成的一类热固性树脂。
酚醛树脂虽然是最老的一类热固性树脂,但由于它原料易得,合成方便,以及酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热性能,尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能,而且树脂本身又有广泛改性的余地,所以目前酚醛树脂仍广泛用于制造玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料。酚醛树脂复合材料尤其在宇航工业方面(空间飞行器、火箭、导弹等)作为瞬时耐高温和烧蚀的结构材料有着非常重要的用途。
酚醛树脂的合成和固化过程完全遵循体型缩聚反应的规律。控制不同的合成条件(如酚和醛的比例,所用催化剂的类型等),可以得到两类不同的酚醛树脂:一类称为热固性酚醛树脂,它是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂,如果合成瓜不加控制,则会使体型缩聚反应一直进行至形成不熔、不溶的具有三向网络结构的固化树脂,因此这类树脂又称为一阶树脂;另一类称为热塑性酚醛树脂,它是线型树脂,在合成过程中不会形成三向网络结构,在进一步的固化过程中必须加入固化剂,这类树脂又称为二阶树脂。这两类树脂的合成和固化原理并不相同,树脂的分子结构也不同。
❷ 酚醛树脂,酚醛树脂有什么作用
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色内剂而呈红、黄、黑容、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得。
固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离酚而呈微红色,实体的比重平均1.7左右,易溶于醇,不溶于水,对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。
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、酚醛胶、酚醛纤维、防腐蚀材料、隔热保温材料等。
❸ 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。
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。
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。
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。
❹ 工业生产酚醛树脂苯酚浓度是多少
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加版着色剂而呈红、黄权、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得。
合成原理
1 加成反应
在适当条件下,一元羟甲基苯酚继续进行加成反应,就可生成二元及多元羟甲基苯酚:
2 缩合及缩聚反应
缩合及缩聚反应,随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间,也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间。
缩合反应不断进行的结果是缩聚形成一定分子量的酚醛树脂,由于缩聚反应具有逐步的特点,中间产物相当稳定因而能够分离而加以研究。
❺ 酚醛树脂的生产技术
1905~1909年L.H.贝克兰对酚醛树脂及其成型工艺进行了系统的研究,1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司,实现了工业生产。1911年J.W.艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂,并制得了性能良好的塑料制品,获得了广泛的应用。1969年,由美国金刚砂公司开发了以苯酚-甲醛树脂为原料制得的纤维,随后由日本基诺尔公司投入生产。现美国、苏联和中国也有生产。酚醛树脂的生产至今不衰,1984年世界总产量约1946kt,居热固性树脂的首位。中国自20世纪40年代开始生产,1984年产量为77.6kt。 生产方法常用的原料为苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚和甲醛、糠醛等。生产过程包括缩聚和脱水两步。按配方将原料投入反应器并混合均匀,加入催化剂,搅拌,加热至55~65℃,反应放热使物料自动升温至沸腾。此后,继续加热保持微沸腾(96~98℃)至终点,经减压脱水后即可出料。开发成功连续缩聚生产酚醛树脂新工艺。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;pH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140~160℃,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高邻位结构酚醛树脂。
❻ 酚醛树脂成分及用途
酚+甲醛===酚醛树脂(C.H.O催化剂只会也影响酚醛树脂的形状),酚醛树脂是高分子化合物,原理如下:苯酚上的酚OH会影响苯环上邻位上的氢,使邻位上H变的更活泼,更容易反应,所以反应时相当于苯环是还有俩个半键,而甲醛中的碳氧双键同时断开,与苯环是的俩个半键结合,有多个这样的单体的聚合体就形成了酚醛树脂.
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。
❼ 请问酚醛树脂都是用在哪些领域,它的利润空间到底有多大
我国酚醛树脂产业发展迅速,其主要原因是:1.酚醛树脂生产新技术的引进;2.苯酚和甲醛等原料充足;3.以大型木材加工基地生产线和绝缘耐火材料生产线、复合材料、泡沫塑料等为代表的生产迅速发展。
我国在1989年以前,酚醛树脂仅仅是作为酚醛塑料生产的原料,由于后来国民经济的发展及各种应用技术的成熟,酚醛树脂的应用进入了其它工业领域,主要是木材加工、涂料、研磨摩擦材料、绝缘耐火材料、石油钻井、铸造材料、复合材料、玻璃钢、泡沫塑料等方面。目前虽然酚醛塑料对酚醛树脂的需求仍占首位,但其消费比例已由1996年的38%,下降到2004年的34%,而其它用途的需求量逐渐增加。表6表明了2004年我国酚醛树脂树脂的需求结构。
表6 2004年我国酚醛树脂树脂的需求结构(见图1)
需求领域
比例(%)
1. 酚醛塑料
2. 木材加工,层压板
3. 涂料
4. 研磨摩擦材料
5. 绝缘耐火材料
6. 石油钻井
7. 铸造材料
8. 其它
34
16
5
8
15
7
8
7
总计
100
2004年中国酚醛模塑料消费量为28万吨,其中国内生产20万吨左右(消费苯酚9万吨左右),其中30%为注塑料,需进口酚醛模塑料8万吨左右,主要是高性能(高机械强度、电气性能优良等各种规格)注射型材料。主要从中国台湾长春塑胶公司、美国Plenco公司、比利时Vyncolit公司、德国Bakelite公司、德国Raschig公司、日本住友、日本松下等公司进口。
随着近年来市场开发的深入要求,酚醛树脂在酚醛塑料以外的其它行业的需求也已显示出良好的发展趋势。酚醛树脂因其独特的性能价格比,至今仍在热固性材料中独占鳌头。主要表现在以下方面:
1. 汽车、电子、建筑、冶金、铸造等行业对工业用酚醛树脂的需求明显增加;
2. 铸造业的砂型材料、冶金业的耐火材料、石油钻采业的固砂材料、电子工业的塑封材料等均显示出对酚醛树脂的特殊要求;
3. 部分行业的产品结构由此得到改善,如铸造业的型砂粘接剂,自我国大量改用酚醛树脂后,明显改善了铸造制件成型和提高了铸件品质,有良好的效果。目前,铸造用酚醛树脂的需求量正在以每年15%的速度增长。
4. 新型酚醛树脂及其复合材料和酚醛泡沫塑料的发展前景看好。
如果苯酚价格和供应趋势平衡合理,预计2005年我国酚醛树脂的市场需求量将达到22万吨(可消费苯酚20万吨左右)。2010年市场需求量将达到35万吨。
❽ 工业用酚醛树脂如何来的
由苯酚和甲醛缩聚而成
❾ 酚醛树脂的工业产品种类及用途,寻求一种
机床导轨及其它摩擦副,在长期的使用过程中,由于两个接触面存在不同程度的摩擦,使摩擦副表面产生不同程度的磨损,严重时影响机床的加工精度和生产效率。对机床和其它磨损部位的修复,通常采用金属板和高分子材料镶贴或更换等方法,不仅需要进行大量精确的加工制造,而且常需要对加工面进行人工刮研,修复工作工序多,工期长。近年来,在对龙门铣床导轨的修复中,洛铜对耐磨涂料进行了探讨和实验,获得了成功。 一、耐磨涂料的概念 耐磨涂料在摩擦副中的作用是有效地保护另一面不被磨损或减少磨损。 而机床导轨耐磨涂料是一种自身具有良好润滑条件和相应抗机械作用力的固体涂料,它既能弥补两接触面由于摩擦而造成的磨损缺陷,又能使两个相对运动面具有良好的润滑减磨作用。同时,耐磨涂料对进入摩擦副两接触面间的金属杂物还应当具有一定的预埋性。 二、耐磨涂料的组成 1、粘结剂粘结剂是组成耐磨涂料的重要成分,其作用是将涂料中其它组分牢固地粘结在一起,并与基体产生良好的粘结力,使之在基体表面形成牢固的涂层。为便于施工,粘结剂应具有较好的流动性和室温固化性能。耐磨涂料用的粘结剂,一般采用典型的结构粘结剂,如环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等。 2、润滑剂润滑剂是提高耐磨涂料润滑减磨性能的主要组分,使涂料具有较小的摩擦系数和自润滑特性。用于耐磨涂料的固体润滑材料有胶体二硫化钼、胶状石墨粉和一些粉状高分子聚合物等。 3、增强剂增强剂一般采用还原铁粉、氧化铜粉、石英粉和一些其它金属粉末,可在一定程度上提高涂料的机械强度和表面硬度,改善涂料的抗磨性能。 三、耐磨涂料的反应机理 1、粘结剂的反应机理在组成涂料的所有成分中,最主要的活性成分材料是粘结剂,其它材料都是非活性填充材料,故耐磨涂料的固化反应机理主要在于粘结剂。实践中,我们选用的粘结剂为双酚A型低分子量环氧树脂。 环氧树脂固化后的技术性能与采用的固化剂品种和固化用量有关,不同的固化剂与环氧树脂的反应机理不同。最常用的固化剂为多元胺类固化剂。当环氧树脂与脂肪族多元胺类固化剂反应时,其反应类型如下。 当伯胺与环氧树脂反应时,使树脂的环氧基破坏生成仲胺;仲胺继续与环氧基反应生成叔胺;仲胺与叔胺分子中的羟基与环氧基起醚化反应;最后生成巨大的网状结构,使环氧树脂不熔,具有优良性能的环氧塑料。 2、润滑原理耐磨涂料中的固体润滑材料通常选用二硫化钼和石墨。二硫化钼是一种金属硫化物,一般用作润滑材料的二硫化钼颗粒很细,其直径约在10μm以下,属于分散系中的胶体物质,也叫胶体二硫化钼。二硫化钼具有优良的润滑性能,呈六角形晶体层状结构,其分子排列的规律为外层是硫原子,中间是钼原子。当胶体二硫化钼分子分布于一对摩擦副的接触面时,即在表面形成分子层。 由于MoS2颗粒很细,与基体有良好的吸附能力,而Mo原子和S原子的结合是化学键结合,因此非常牢固。但分子层之间的S原子自身间的结合能力极弱,从而产生了界面分子极易移动的良好润滑条件。其实,二界面之间基体表面各吸附一层分子层。从微观角度讲,虽然只是极薄的一层,亦形成了极易滑动的界面。实际应用中,MoS2层要厚得多,存在n个分子层,这样,就有(n-1)个极易滑动的界面,从而使二摩擦面具有十分良好的润滑条件。 3、填料作用耐磨涂料中加入适量的增强剂(主要成分是铁粉和石英粉)和稀料,可增强涂料的机械强度和耐磨性,以及改善涂料的耐冲击韧性和不均匀剥离性能。施工中,如果填料的用量不当,会引起涂料的粘结能力和机械强度的降低。 四、耐磨涂料在龙门铣床导轨修复中的应用 洛铜龙门铣床是"一五"期间前苏联制造的设备,导轨总长8.5m。传动原理见图1。 1、耐磨涂层厚度的确定测量磨损厚度,以确定修复的加工量及所需耐磨涂料的厚度。导轨的截面形状见图2。 耐磨涂料层的厚度:H=H1-H2(mm) 通过认真测绘,考虑蜗杆、蜗轮的正常啮合条件,确定耐磨涂料层的厚度为(9.9±0.1)mm。施工时,为了精确控制耐磨涂料层的厚度,制作了厚度为(9.7±0.05)mm的压条,预先粘贴在床身上。 先将压条贴在床身导轨面上,将配好且搅拌均匀的耐磨涂料均匀地涂复在导轨面上,压上压板,用手锤不停地沿箭头方面敲击压板,使多余涂料从外侧溢出。 2、床身(基体)表面脱油清洗脱油清洗是保证耐磨涂料层与基体牢固粘合的重要一环。在旧设备上施工时,一般先用汽油进行粗洗,对基体表面的浮油脏物进行一般的清洗,然后再用NaOH、Na3PO4、Na2CO3和水配制的清洗液(加热至60℃~80℃)进行碱洗脱油,直至全部去油,再用热水冲洗两遍擦干,最后用四氯化碳和丙酮擦试1~2遍。 3、涂复隔离剂涂料固化后,为了便于起模,施工前应在压板的工作面上涂抹隔离剂。隔离剂一般由有机玻璃屑和氯仿或过氯乙烯树脂和丙酮配制而成。 4、配制、涂复耐磨涂料按比例将各种成分配合搅拌均匀,涂复在修复面处,用压板压实,固化后(一般为24h~36h)起模。 5、修复起模后,修复存在的缺陷部分,确保涂层表面光洁平整,色泽一致,质量均匀,无大的气孔等缺陷。 为了改善耐磨涂料的润滑条件,根据原设备的润滑原理,在涂层表面设计了一次成型的润滑油槽,减少了机加工程序。 润滑原理:床身在导轨上往复运动时,耐磨涂料层将喷油钢球压下,润滑油喷出,充溢喷油槽4,随着床身的滑动,润滑油充满润滑油槽1,润滑整个摩擦面。施工时,制作了油槽模型,粘在压板的工作面上,直接成型。为了起模后易于取出油槽模型,将油槽模型制作成梯形(油槽截面),并且在模型的四周涂擦隔离剂。 洛铜于1993年、2004年两次利用耐磨涂料修复法对龙门铣床导轨面进行修复,第一次修复后使用了10年。另还对C630车床、G607锯床、C616车床的导轨面进行了修复,一般使用寿命为5~6年。实践证明,使用耐磨涂料修复法,不仅工艺简单,维修方便,节省时间,而且施工不受温度、湿度等外界环境条件限制。并且达到了设备的加工精度,可用于快速修复在用的磨损件,具有推广价值。
❿ 酚醛树脂的合成生产工艺及流程(落后的不要)
2、液体酚醛树脂的生产工艺
(1)生产液体酚醛树脂时甲醛的加入量要比正常的需要量略多一些,甲醛量多一些树脂的生产速度快,产量高,游离酚减少。通常取苯酚与甲醛的克分子比为:6 :7;催化剂氨水加入量为苯酚加入量的4%,(氨水中氢氧化铵含量按25%计时)。当混合物料加热到85℃左右时,可停止加热,物料以缩聚反应放出的热量自行升温到98℃左右,并开始沸腾,当反应过于激烈时应通水冷却。
(2)液体酚醛树脂的生产工艺流程,见图1
氨水
苯酚
甲醛
加热熔化
反应釜
加热缩聚
脱水
液体树脂
图1 液体酚醛树脂生产工艺流程
树脂合成后采用真空脱水,水分和挥发分脱除的比较干净,过多的水分和挥发分残留在树脂中在磨具硬化时易发泡。酚醛树脂生产设备示意图见图2。
图2 酚醛树脂生产装置示意图
1-反应釜; 2-反应釜夹套;3-进料口;4-电机、减速器;5-温度计;6-锚式搅拌器;7-出料口;8-冷凝器
9-放空阀;10-脱水缸;11-真空泵
(3)液体酚醛树脂的性质 液体酚醛树脂常温下是棕红色粘稠液体,有刺激性气味。比重1.15-1.2。能溶于乙醇、丙酮、糠醛等溶剂中。树脂中游离酚含量为10-18%。
液体酚醛树脂在100℃的温度下保持2个小时仍有流动性,属甲阶,称A型,A型的特点是能溶于酒精中。
在120℃保持2小时则失去流动性,变为乙阶、称B型。B型树脂的特点是不溶于酒精,但略有膨胀,成弹性体。在130℃以上保持2个小时则成坚硬的固体,属丙阶,称C型。C型树脂的特点是不溶于酒精,不变形;加热不溶化;加热到230℃以上则炭化。
(4)液体酚醛树脂的性质对磨具性能的影响
① 树脂粘度 液体树脂的粘度和温度和固体含量有关,固体含量高、温度低则粘度高,反之则粘度低。作为粉状酚醛树脂润湿剂使用时,低粘度的溶解能力较强,生产的磨具机械强度较高;树脂的粘度用落球法或杯流法测定。作为粉状润湿剂使用的液体酚醛树脂的粘度一般用杯流法测定,数值在40-400秒之间。
② 游离酚的影响 液体酚醛树脂中有一部分没有参加反应的苯酚,称为游离酚。游离酚在做为润湿剂的树脂中应控制在28%以下。虽然游离酚的这个数值较高,但因为苯酚可以溶解粉状树脂,使型料有较好的可塑性,有利于树脂对磨粒的粘结,可以提高磨具的强度。
③ 固体含量 将重量为W1(约5-10克)的树脂在150℃-180℃的温度下加热1小时的剩余量W2,按式(1),(2)计算出x称固含量,y为聚合损耗。
(1)
(2)
x ——固体含量
y ——聚合损耗
W1——加热前树脂量
W2——加热后树脂量
对于用粉状树脂生产磨具,作为润湿剂的液体酚醛树脂只占树脂总量的1/3左右,而且也可以和粉状树脂的数量互换,因液体量大时对磨料润湿好,对粉状树脂的溶解增强,所以虽然液体树脂的固体含量较低,但液体酚醛树脂用量增加并不降低磨具的强度和硬度。作为润湿剂的酚醛树脂其固体含量要求大于65%,聚合损耗小于35%。