热固性树脂有哪些
除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外,热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体,大分子主链上主要包含1,2-结构,又称为1,2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链,所以,在游离基引发剂存在下,可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1,2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘体系)引发剂引发下,按阴离子型聚合历程合成。1,2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成,因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中,具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体(如有机卤硅烷)经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成,侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物,称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料,在较高的温度范围内(200~250℃)长时间连续使用后,仍能保持优良的电性能,同时,还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。
以酚醛树脂或改性酚醛树脂为主要成膜物质制成的一类涂料称酚醛漆类。 酚醛树脂是最早发展的合成树脂之一,被应用于制造涂料已有将近70年历史。虽然目前合成树脂已相当发达,但由于它成本低,并赋予涂料以一定硬度、光泽、快千、耐水、耐酸碱及绝缘等性能,因此在涂料工业中仍占有较大的比重,广泛应用于木器、建筑、船舶、机械、电气及防化学腐蚀涂料等方面。 酚醛树脂是由酚与醛经缩聚反应制得的树脂,主要原料是苯酚及甲醛。此外,也可以用其他的酚类,如甲酚、二甲酚、问苯二酚及其他的醛如糠醛,有时也有用苯胺、苯酚与甲醛缩聚。生成酚醛缩合物的常用反应是甲醛与酚生成羟甲基酚,然后再进一步缩合,去除水分,产生缩合物而成亚甲基桥,反应式如下: 按照所用原料的化学结构,酚与醛的克分子比以及催化剂的性质不同,所制成的酚醛树脂具有不同的性质。下面讨论涂料用酚醛树脂类型、酚醛树脂涂料及其应用。 1.涂料用酚醛树脂的类型 涂料用酚醛树脂有三类:醇溶性酚醛树脂、改性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。 这三种树脂中,100%油溶性纯酚醛树脂与桐油炼制的油漆性能最好,但树脂来源较缺、成本也高,未大量使用;松香改性酚醛树脂来源广泛、成本低廉、炼制时易于操作,与桐油炼制的漆仍部分地保留酚醛树脂的抗化学药品性、耐候性、耐水性、绝缘性,漆膜光亮坚硬,可白干或烘干,在酚醛树脂漆中占有很大比重;醇溶性酚醛的使用范围不太广。 2.酚醛树脂漆用途 1)醇溶性酚醛树脂漆 这类漆是由醇溶性酚醛树脂溶于醇类溶剂中制得的,一般多属于热固性酚醛清漆,它们是不用油脂的一类漆,经烘烤干燥后漆膜坚韧,附着力好,具有良好的耐油、耐水、耐热、耐酸碱和溶剂等性能,而且还有良好的绝缘性和一定的粘结强度,多供粘合层压制品、电绝缘零件表面处理和罐头内部及底盖部涂装用。例如F01 6酚醛酵溶清漆具有良好的防潮性和绝缘性,用于粘合层制品及绝缘零件。 2)改性酚醛树脂 未改性的酚醛树脂与油类及其他一些树脂互不混溶,若单独造漆,则漆膜较脆,因此应用较少。在酚醛漆类中,应用的酚醛树脂大部分是改性酚醛树脂,酚醛树脂经改性之后改善了油溶性及其他一些树脂的混溶性,在酚醛漆类及其他一些漆类中得到了广泛的应用。酚醛树脂的改性一般有松香改性和丁醇改性两种方法。 ①松香改性酚醛树脂漆:这类漆是松香改性酚醛树脂与干性油等熬炼制成的各种油度的漆料,再加入催干剂、溶剂、颜料等经研磨调制而成的,产品有各种清漆、磁漆、底漆和腻子。 松香改性酚醛树脂漆的漆膜坚硬耐久、干性良好,有一定的耐水、耐酸碱和绝缘性能,并且价格低廉、品种较多,在酚醛漆类中占有重要地位,缺点是漆膜易泛黄。该类漆广泛用于木器家具、建筑、一般机械产品以及船舶、绝缘漆等。 ②丁醇改性酚醛树脂漆:这类漆是丁醇改性酚醛树脂溶于苯类溶剂中作主要成膜物质制成的,其漆膜耐水、耐酸性较好,但较脆,需高温烘烤干燥。因此,一般将其与油或其他树脂合用,这种制出的漆膜耐腐蚀性好、漆膜柔韧,如F23-2酚醛罐头漆,F52 1酚醛防腐烘漆等均属这类漆。 3)油溶性纯酚醛树脂漆 这类漆是用油溶性酚醛树脂和干性油热炼产物做漆料制成的。 根据纯酚醛树脂与油的比例不同,也可分短、中、长油度三种类型漆,可制成底漆、磁漆和清漆等品种。 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能,与干性油热炼,尤其是与桐油热炼后所制成的涂料漆膜坚硬而有韧性、干燥快、附着力好、耐候性稍次于醇酸树脂漆,但耐水、耐化学腐蚀性比醇酸漆好,因此纯酚醛树脂漆适宜于水下、室外作防腐涂层用,它在船舶、化工设备、电气绝缘使用的涂料中有比较显著的地位,可与各种面漆配套。它与环氧底漆一样,均为金属底漆的重要品种,得到了广泛应用。 但是,各类酚醛漆均有不同程度的泛黄性,因此酚醛漆类中,一般没有白色磁漆品种。 3.酚醛树脂漆施工要点 酚醛树脂漆施工要注意下面几点: ①醇溶性酚醛树脂漆用乙醇作稀释剂。改性酚醛树脂漆用2OO号溶剂汽油或松节油作稀释剂,油溶性纯酚醛短油度漆以二甲苯作稀释剂,中油度漆用二甲苯与2∞号溶剂汽油 各50%的混合液作稀释剂,长油度漆的稀释剂为200号溶剂汽油或松节油。 ②此类漆刷涂、喷涂均可以。工作黏度:喷涂用20s~30s,刷涂用70s~110s。 ③干燥条件:常温F实干需要18h。 ④烘干型的漆一定要按技术要求进行烘烤。
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。
除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外,热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
(1)糠醛苯酚树脂。糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固性树脂,缩聚反应一般用碱性催化剂。常用的碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间,这一工艺性能使它适宜用作模塑料。用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。模压制品的耐热性比酚醛树脂好,使用温度可以提高10~20℃,尺寸稳定性、电性能也较好。
(2)糠醛丙酮树脂。糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚,使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来,形成糠醛丙酮树脂。
(3)糠醇树脂。糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。一般认为,在缩聚过程中糠醇分子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合,形成次甲基键,缩合形成的产物中仍有羟甲基,可以继续进行缩聚反应,最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。
呋喃树脂的性能及应用——未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能,因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂的侵蚀,在高温下仍很稳定。呋喃树脂主要用作各种耐化学腐蚀和耐高浊的材料。
(1)耐化学腐蚀材料 呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥,用作化工设备衬里或其它耐腐材料。
(2)耐热材料 呋喃玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛玻璃纤维增强复合材料高,通常可在150℃左右长期使用。
(3)与环氧树脂或酚醛树脂混合改性 将呋喃树脂与环氧树脂或酚醛树脂混和使用,可改进呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能以及制备时的工艺性能。这类复合材料已广泛用来制备化工反应器的搅拌装置、贮槽及管道等化工设备。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体,大分子主链上主要包含1,2-结构,又称为1,2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链,所以,在游离基引发剂存在下,可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1,2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘体系)引发剂引发下,按阴离子型聚合历程合成。1,2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成,因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中,具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体(如有机卤硅烷)经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成,侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物,称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料,在较高的温度范围内(200~250℃)长时间连续使用后,仍能保持优良的电性能,同时,还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。有机硅树脂的性能如下:
(1)热稳定性。有机硅树脂的Si-O键有较高的键能(363kJ/mol),所以比较稳定,耐热性和耐高温性能均很高。一般说来其热稳定性范围可达200~250℃,特殊类型的树脂可以更高一些。
(2)力学性能。有机硅树脂固化后的力学性能不高,若在大分子主链上引进氯代苯基,可提高力学性能。有机硅树脂玻璃纤维层压板的层间粘接强度较差,受热时弯曲强度有较大幅度的下降。若在主链中引入亚苯基,可提高刚性、强度及使用温度。
(3)电性能。有机硅树脂具有优良的电绝缘性能,它的击穿强度、耐高压电弧及电火花性能均较优异。受电弧及电火花作用时,树脂即使裂解而除去有机基团,表面剩下的二氧化硅同样具有良好的介电性能。
(4)憎水性。有机硅树脂的吸水性很低,水珠在其表面只能滚落而不能润湿。因此,在潮湿的环境条件下,有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料仍能保持其优良的性能。
(5)耐腐蚀性能。有机硅树脂玻璃纤维增强复合材料可而浓度(质量)10%~30%硫酸、10%盐酸、10%~15%氢氧化钠、2%碳酸钠及3%过氧化氢。醇类、脂肪烃和润滑油对它的影响较小,但耐浓硫酸及某些溶剂(如四氯化碳、丙酮和甲苯)的能力较差。
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℃
在NH4OH、NaOH或NaCO3等碱性物质的催化下,过量的甲醛与苯酚(其摩尔比大于1)反应生成热固性酚醛树脂。其反应过程如下:在碱性催化剂存在下使反应介质PH大于7,苯酚和甲醛首先发生加成反应生成一羟甲基苯酚
室温下,在碱性介质中的酚醇是稳定的,一羟甲基苯酚中的羟甲基与苯酚上的氢的反应速度比甲醛与苯酚的邻位和对位上的氢的反应速度小,因此一羟甲基苯酚不容易进一步缩聚,只能生成二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚。
粉状的其实是有一些细微的差别,主要影响软化点,结合强度,我对他们的国标不是很了解,不同的厂家有所不同,可以让他们提供检验报告,根据检验报告可以得到一些信息。