环氧树脂中含苯酚如何分离

我国生产的松香酚醛树脂种类

我国主要生产有210、211、2112、2116、2118及2119等牌号。

211树脂是用甲酚与甲醛缩合、松香改性、甘油酯化工艺得到；

2118树脂由二酚基丙烷与甲醛缩合、松香改性、季戊四醇酯化工得到；

2119树脂由二甲酚与甲醛缩合、松香改性、甘油酯化工艺得到；

2112与2116树脂均采用一酚醛浆配制，只是加成、酯化过程的配方不同；

210树脂松香苯酚甲醛甘油一步法生产制的。

各牌号的技术指标不同

210 颜色<=12(鉄钴色)酸值<=20mgKOH/g软化点:135~150 ℃ 溶解度(苯1:1):全溶

211 颜色<=12(鉄钴色)酸值<=20mgKOH/g软化点:>=133 ℃ 溶解度(苯1:1):清

2112 颜色<=12(鉄钴色)酸值<=20mgKOH/g软化点:>=135℃ 溶解度(苯1:1):清

2116 颜色<=12(鉄钴色)酸值<=18mgKOH/g软化点:151~162 ℃ 溶解度(亚麻油1:1加热到240℃):全溶

2118 颜色<=12(鉄钴色)酸值<=20mgKOH/g软化点:157~165℃ 象2116全溶

2119 颜色<=12(鉄钴色)酸值<=20mgKOH/g软化点:>=130℃

酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸、碱触媒作用下合成的。由于工艺不同可以制成液体酚醛树脂和粉状酚醛树脂两种。

1、制造酚醛树脂的原材料

（1）苯酚

苯酚又称石炭酸，纯白无色针状晶体，在空气中可氧化成浅粉色。

分子式

C6H5OH

分子量

94.11

比重

1.0545g/cm3

熔点

40.8℃

沸点

182℃

苯酚能溶于热水，溶于酒精，碱等。有弱酸性，易渗入皮肤，引起过敏现象。将2%左右的苯酚肥皂水溶液用于消毒，医用名称“来苏儿”。

表1 制造酚醛树脂用的苯酚的技术条件

名称

苯酚（又名石炭酸）

分子式

C6H5OH

外观

有特殊气味的无色结晶，在空气中显粉红色

酸碱性

呈弱酸性

含量要求

苯酚含量96%

（2）甲醛

甲醛为无色气体，用于制造酚醛树脂的是甲醛的水溶液。

甲醛分子式

HCHO

分子量

30.03

气体比重

1.067 即比空气略重

液体比重

（-20℃）0.815

熔点

-92℃

沸点

-21℃

甲醛溶于水和酒精，40%的水溶液医学上称 “福尔马林”，做防腐剂使用。长期存放的甲醛易聚合沉淀出白色块状物，加入8-12%的甲醇（CH3OH）可防聚合。甲醛具有强烈的刺激性气味，能刺激眼睛和呼吸道粘膜，并引起皮肤过敏现象。甲醛的技术条件见表2

表2 甲醛的技术条件

名称

甲醛（水溶液）

分子式

HCHO

分子量

30.03

溶解性

能溶于水，最大浓度可达50%

使用要求

甲醛含量 >34%，沉淀物<1%

（3）催化剂

① 碱性催化剂 氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铵等都可以做合成酚醛树脂的催化剂生成液体酚醛树脂。

磨料磨具行业用的液体酚醛树脂通常是用氢氧化铵作催化剂，因氢氧化铵属于弱碱性。对不耐碱地酚醛树脂影响不大。残留部分在硬化加热时大部分挥发掉了，所以用氢氧化铵作催化剂的酚醛树脂具有较高的强度，耐水性较好。氢氧化钡也是较好的催化剂；而氢氧化钠是一种强碱，残留在磨具的结合剂中对磨具有破坏作用，因此在磨具制造中很少使用氢氧化钠作催化剂的酚醛树脂。

苯酚与甲醛生成树脂的反应速度随催化剂的用量增多而加快，但是反应太快则不易控制，通常氢氧化铵的水溶液用量为苯酚的3-6%。

作为催化剂的氢氧化铵含量不小于17%，比重为0.88-0.92 g/cm3。

②酸性催化剂 生产粉状的酚醛树脂通常使用盐酸作催化剂。盐酸是氯化氢的水溶液。工业盐酸的氯化氢含量为25-40%，比重为1.12-1.20。用量以苯酚为100%计，盐酸加入量，以纯HCl计为0.1-0.3%。残留在树脂中的盐酸在硬化加热过程中几乎全部挥发掉，对树脂性能没有明显影响。

2124酚醛树脂质量技术指标

项目

外

观

固体含量(%)

粘度(涂-4,25℃,秒)

游离酚(%)

2124

红棕色透明粘稠液体

≥

50

30

-

40

≤

14

特点与应用

2124酚醛树脂由于用氨催化,不带进金属离子,因而树脂纯度高,电气绝缘性能好,常用于电气绝缘、浸渍等。可加热固化或热压成型。

在一定温度下,2124酚醛树脂可作为环氧树脂的固化剂和改性剂,用于制造电气绝缘制品等,可提高环氧树脂的耐热性且降低成本。

2124酚醛树脂是热固性树脂,不能长期存放,应现购现用低温存放,运输是切忌阳光暴晒,远离热源。

保质期:自生产日起30天,如有条件冷藏储存可延长储存时间。

2124

可以用做泡沫板。

酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸、碱触媒作用下合成的.由于工艺不同可以制成液体酚醛树脂和粉状酚醛树脂两种.

1、制造酚醛树脂的原材料

（1）苯酚

苯酚又称石炭酸,纯白无色针状晶体,在空气中可氧化成浅粉色.

分子式

C6H5OH

分子量

94.11

比重

1.0545g/cm3

熔点

40.8℃

沸点

182℃

苯酚能溶于热水,溶于酒精,碱等.有弱酸性,易渗入皮肤,引起过敏现象.将2%左右的苯酚肥皂水溶液用于消毒,医用名称“来苏儿”.

表1 制造酚醛树脂用的苯酚的技术条件

名称

苯酚（又名石炭酸）

分子式

C6H5OH

外观

有特殊气味的无色结晶,在空气中显粉红色

酸碱性

呈弱酸性

含量要求

苯酚含量96%

（2）甲醛

甲醛为无色气体,用于制造酚醛树脂的是甲醛的水溶液.

甲醛分子式

HCHO

分子量

30.03

气体比重

1.067 即比空气略重

液体比重

（-20℃）0.815

熔点

-92℃

沸点

-21℃

甲醛溶于水和酒精,40%的水溶液医学上称 “福尔马林”,做防腐剂使用.长期存放的甲醛易聚合沉淀出白色块状物,加入8-12%的甲醇（CH3OH）可防聚合.甲醛具有强烈的刺激性气味,能刺激眼睛和呼吸道粘膜,并引起皮肤过敏现象.甲醛的技术条件见表2

表2 甲醛的技术条件

名称

甲醛（水溶液）

分子式

HCHO

分子量

30.03

溶解性

能溶于水,最大浓度可达50%

使用要求

甲醛含量 >34%,沉淀物

n C6H6O+ n HCHO = -[-CH2-C6H4O-]n- + n H2O

苯酚脱去两个H原子,甲醛脱去一个O原子,结合成H2O 分子

（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%。