谁知道 酚醛树脂 具体是怎么做成的?
一、酚醛树脂
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。
以酚醛树脂与干性油脂熬炼而成的一类合成树脂涂料。涂膜具有坚硬、耐磨、耐水、耐潮、耐化学腐蚀、绝缘和干燥快等特点,制造方便,品种较多,且原料易得,价格适中,易于施工,已广泛用于木器、家具、建筑、机械、电机、船舶和化工防腐蚀涂装等,但涂膜较脆、易泛黄,不宜作白漆和浅色漆。
大致可分为3类:醇溶性酚醛树脂漆,改性酚醛树脂漆,油溶性纯酚醛树脂漆。
1、醇溶性酚醛树脂,酚与经在酸性或碱性催化剂存在下缩合得到的一类能溶于醇类的酚醛树脂,可制成固体,为便一于便用,通常都制成醇溶液。以碱为催化剂的热固性树脂,在使用时)f'3热或以酸性物质作催化刹。可以得到坚硬的薄膜。主要用作防腐蚀漆,也可用作层压板、胶合板之勃合剂等。以酸为催化剂的热塑性树脂,使川时在加热条件下以物质或在甲醛存在下(如加六亚甲基四胺)使之固化。主要用作电木粉、砂轮等的私合剂,翻砂浇模和提高橡胶耐磨性的添加剂,也用于防腐蚀漆、防腐蚀胶泥等。
2、改性酚醛树脂漆与未改性的醇酸树脂相比,耐水性、硬度、耐碱性、耐溶剂性和耐化学药品性得到了明显提高,但耐候性、保色性较差。主要用于一些木制品、藤器的罩光。
3、油溶性酚醛树脂常用对苯基苯酚和对叔丁基酚制造,按与油比例不同可分为短,中,长油度3钟,短油度的以二甲苯为溶剂,中长油度的除二甲苯外还可适量加入200号溶剂汽油或松节油。纯酚醛树脂具有很好的耐水性,耐酸性,耐溶剂性和电绝缘性。与干性油热炼时,所制涂料的漆膜硬而有韧性,干燥快,附着力好,耐气候性稍次于醇酸树脂漆,而耐水性,耐化学腐蚀性比醇酸树脂漆好得多。因此酚醛树脂漆适宜于水下,室外,防腐蚀用。它在船舶,罐头,化工设备,电器绝缘使用的各种涂料中有比较显著特点。如,纯酚醛树脂罐头内壁漆膜坚韧,附着力墙,能耐酸,耐碱。主要品种有纯酚酚醛树脂船壳漆,水线漆。春分全底漆与金属的附着力强,耐水,耐湿热,耐化学腐蚀,可与各种面漆配套,是金属底漆的重要品种之一。纯酚醛树脂涂料的缺点是贮存容易结皮,漆膜易变黄,烘烤后颜色更深。
焦化苯酚的品质稍差。但是价格便宜。
苯酚用于合成酚醛树脂、改性脲醛树脂、配制尼龙胶粘剂。还可用作防腐剂。贮存于通风、干燥、温度不超过35℃的库房内,远离火种、热源,防止日晒、雨淋贮存期3个月。
酚醛树脂也叫电木,又称电木粉
是一种以酚类化合物和醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。
所用酚类主要是苯酚,其他还可用甲酚、shang酚A或几种酚的混合物等;所用醛类化合物主要是甲醛,其他还可用多聚甲醛、糠醛、乙醛或几种醛的混合物。苯酚-甲醛树脂是酚醛树脂中最典型和最重要的一种。
生产酚醛树脂,根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比以及合成反应催化剂,反应物系PH值不同又分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两大产品,热塑酚醛树脂(或称两步法酚醛树脂),为浅色至暗褐色脆性固体,溶于乙醇、丙酮等溶剂中,长期具有可溶可熔性,仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下,才固化(加热时可快速固化)。主要用于制造压塑粉,也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。热固性酚醛树脂(或称一步法酚醛树脂),可根据需要制成固体、液体和乳液,都可在热或(和)酸作用下不用交联剂即可交联固化。热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、层压塑料;制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料;制造日用品、装饰品;制造隔音、隔热材料等。
更具体的步骤可参考 :http://wenku.baidu.com/link?url=S4g9Wn-OSfrMvknv3FJE9fvgS9VjlbCZJ6ZDIyMVsHVQwwg9Wy705QJtGDkOcaysxOquVf9_jgrBi3rN3-GygdVyFFzrXZaWIcc-75FUlDq
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。
1、苯酚过量时在酸性条件下制取酚醛树脂
操作方法:
取大试管,向其中加入2.5克苯酚,2.5毫升40%甲醛溶液,1毫升浓盐酸,用带玻璃导管的塞好,在沸水浴中加热。观察混和物的变化。待剧烈沸腾时从水浴中取出试管,等不再剧烈进行时,继续加热,直到混和物生成不溶于水的液体,从水浴中取出试管,使它冷却,倒去试管里上层的液体,下层即是酚醛树脂,观察树脂的颜色、状态。
2、甲醛过量碱性条件下的酚醛树脂的制取
操作方法:
把盛苯酚和甲醛的试管放在水浴里加热,加入浓氨水以代替上述反应中浓盐酸。其它步骤同1。观察生成树脂的颜色、状态。
演示实验:
http://www.tsedu.net/syys/chuhuashiyan/chsy10_5.htm
酚醛树脂
酚醛树脂有多少种类
酚醛树脂是由酚(苯酚、甲酚、二甲酚、问苯二酚等)与醛(甲醛、乙醛、糠醛等)在酸性或碱性催化剂存在下作用所生成的缩聚物。酚醛树脂除用于胶黏剂外,尚有许多重要用途。用不同的酚和甲醛及两者不同配比、催化剂,可制得不同性质和用途的酚醛树脂产品。
就酚醛树脂而言,通过控制酚与醛的摩尔比及酚的官能度,以及催化剂的类型(酸性或碱性),可制得热塑性和热固性酚醛树脂。热固性酚醛树脂又称可溶酚醛树脂或称一阶酚醛树脂、Resol酚醛树脂或甲阶树脂,它是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂,该树脂在加热或在酸性条件下就可交联固化。如果合成反应不加控制,则会使缩聚反应一直进行至形成不溶不熔的具有三向网络结构的树脂。用于胶黏剂的主要是热固性酚醛树脂。另一类称为热塑性酚醛树脂,又称线型酚醛树脂、二阶酚醛树脂、Novolac树脂或乙阶树脂,该树脂要加入固化剂如六亚甲基四胺后才可反应形成具有三向网络结构的固化树脂。
胶黏剂用酚醛树脂的相对分子质量在700~1000左右。它分为线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂。线型酚醛树脂是在酸性催化剂作用下制备的,使用时加入六亚甲基四胺、甲醛等固化剂,在加热条件下固化,如3201酚醛树脂、2123酚醛树脂等。甲阶酚醛树脂是在碱性催化剂的作用下制备的,它能直接溶于丙酮、乙醇和水中。加热固化,也可加入酸性催化剂(石油磺酸、对氯苯磺酸、磷酸的乙二醇溶液、盐酸的乙醇溶液等)室温固化,如2122酚醛树脂、2127酚醛树脂、264酚醛树脂和219酚醛树脂等。
酚醛树脂有毒吗
酚醛树脂是有毒的,因为酚醛树脂在缩聚和加工过程中,因不同的供需而有不同的毒性反应。在缩聚过程中,原料甲醇和苯酚都是有毒的物质,故反应锅要密闭,加料时可从计量槽经管道压进反应锅,用碱(或酸)作催化剂进行缩聚。反应达到终点后用稀盐酸中和,用清水洗涤呈中性,得到酚醛胶。在缩聚过程中,如果操作不当或密封不严,容易产生甲醇蒸气散发,长期接触会使职业性皮炎的发病率增高,特别是夏季,皮肤暴露面广,会加剧皮损,个别人是过敏性皮炎发作,间接接触甲醇蒸气,皮炎也会继续发生。苯酚的作用较甲醇为小,可能与其挥发性较低有关。