酚醛树脂，酚醛树脂有什么作用

市面上酚醛树脂的需求是非常大的，在我们日常当中接触到的很多产品，都是用酚醛树脂加工而成的，例如：开关插头、插座等。那么，今天我就和大家详细说说，什么是 酚醛树脂 ?酚醛树脂具有哪些用途?

酚醛树脂是什么

很多人把酚醛树脂称为电木或者是电木粉。市面上看到的，大部分是无色或黄褐色的透明物为主，但是现在根据不断创兴也能看到一些红、绿、棕、蓝、黄、黑等颜色。酚醛树脂有粉末状、颗粒状等，当弱碱和耐弱酸遇强酸便会发生分解，而遇强碱会发生腐蚀。这种物质不溶于水，但是非常容易溶入于丙酮或是酒精等液体中。

酚醛树脂的用途

1、酚醛胶：固性酚醛树脂也是酚醛胶的重要原料之一。如果是单一的酚醛树脂胶的质地是比较脆的，主要是用在建材板材的胶合板和精铸砂型的粘结用的。并且以 其他 高聚物改良后的酚醛树脂为基础原料的胶粘剂使用，因此在结构胶中占有非常重要的地位。

2、酚醛纤维：主要是以热塑性线型的酚醛树脂为基本原料，通过熔融纺丝后再浸泡在盐酸及聚甲醛的水溶液中，从而起到固化的作用，更好的得到甲醛交联的体型结构纤维产品。

3、防腐蚀材料：防腐蚀领域中也有热固性酚醛树脂的成分，常见的几种形式例如有：酚醛树脂玻璃钢，酚醛树脂涂料，酚醛树脂胶泥，酚醛-环氧树脂复合玻璃钢，砂浆，酚醛树脂浸渍、压型石墨制品。

4、隔热保温材料：主要是以酚醛树脂的发泡材料为主，而酚醛泡沫产品的特点就是保温、防火、质轻、隔热、作为绝热、节能、防火的新材料。可广泛的用在中央 空调 系统、轻质保温彩钢板、化工管道的保温材料、房屋隔热降能保温、车船等场所的保温领域。

5、压塑粉：压塑粉是生产酚醛树脂的主要用途之一，压塑粉可采用传递模塑、模压和注射成型法制成各种塑料制品。热塑性酚醛树脂压塑粉大部分用来制造插座、插头、开关等电气零件和生活当中的一些日用品，还有一些工业制造品。

我结语：以上，关于 酚醛树脂 介绍及酚醛树脂用途的相关内容，我就介绍到这了。相信大家了解过以上内容以后，对于酚醛树脂有了更多的了解。它的使用性能广泛，市场需求量大，感兴趣的朋友可以多方面了解哦!

以酚类与醛类在一定条件下反应的聚合物为主体材料的胶粘剂。酚类物质主要是苯酚，还包括甲酚、二甲酚、特丁基酚和苯基苯酚等；醛类物质主要是甲醛，有时也包括间苯二酚和糠醛。酚醛树脂的正式名称是苯酚—甲醛树脂，其平均分子量不大。有水溶性、醇溶性、油溶性和乳液等几种。一般呈液态，也有粉状固态的。

酚醛树脂是第一个人工合成的树脂。1872年拜耳（A.von Bayer）发现苯酚与甲醛在酸催化下能生成树脂。1883年迈克尔（A.Michael）报告碱亦可催化得树脂。1907年贝克兰（L.H.Baekeland）获得热压工艺专利，推动了酚醛树脂的应用。1909年酚醛树脂用作木材涂料。1910年酚醛纸质层压板制成。1915年有了酚醛纤维板的专利。此后，酚醛树脂的理论研究和实际应用都得到了很大发展。

反应机理

苯酚与甲醛的反应，由于催化剂的不同和反应体系pH值的高低，反应有下列类型：

强酸催化

甲醛的水溶液是平衡体系，内含甲醛单体和甲醛水化物甲二醇的缩合物。在酸性溶液里，甲二醇第一步生成羟基甲叉阳碳离子，然后与苯酚反应，生成羟甲基酚，这一步反应缓慢。在酸性条件下，生成的羟甲基酚很快与另一个苯酚分子作用，就开始缩合反应，分子链逐步加长为线性树脂，所以强酸催化的苯酚—甲醛反应相当激烈。方程式如下：

金属离子催化

在一定的酸碱度范围内（pH4～7），以二价金属盐作催化剂，如钙、镁、锌的醋酸盐，同时酚过量。这种树脂的特点是固化速度快，生产过程中的反应热难于控制。方程式如下：

碱催化

甲醛对苯酚的摩尔比为1.5～3.0，多数大于1.5，以氢氧化钠作催化剂，可生成甲阶段酚醛树脂（简称甲阶酚）。一般公认的反应过程是：

在低于60℃和高pH情况下，羟甲基酚的缩合反应缓慢，通常在60～100℃时生成树脂。

氨催化

氨催化甲阶酚，黄色，表明有甲亚胺基（—CH＝N—），并且分子量较大，明显不同于其他碱催化反应物。已知道在氨催化的树脂中含有类似于二苄胺和三苄胺的结构。

树脂制备的发展

20世纪70年代，乳液酚醛得到应用。它以水为介质，无公害；分子量比水溶性树脂大得多，性能好。通常有两种制备方法：其一，先在碱催化下生成酚醛树脂，然后在近乎中性的条件下，借助保护胶体的作用，使树脂悬浮于水，并且分子量进一步增长。1975年，中国已用于胶合板水泥模板的生产。其二是先在碱性条件下缩合树脂到预定的分子量范围，加入乳化剂，强力机械搅拌呈乳液，制成的乳液亦已用于造纸厂抄纸机上的尼龙干网处理。高邻位线性酚醛树脂，因解决了反应热的问题而可生产。

树脂的固化

酚醛树脂的固化，是从可溶可熔的液态转变为不溶不熔的固态的过程。至今，人们对这个十分复杂的固化过程还不太清楚。甲阶酚经加热（在碱性条件下）或加酸都能固化。一般认为固化有两个阶段，先生成亚甲基醚8967，再醚键断裂，交联度增加。醚键如何断裂有不同见解，倾向性的看法是断裂成亚甲基醌，再进一步交联。甲阶酚在酸性情况下固化，其机理类同线性酚醛的生成，反应速度很快，放出的大量热又反过来促进固化。

线性酚醛树脂没有足够的羟甲基，是热塑性树脂，加入含亚甲基的成分，如六次甲基四胺才能固化。其机理尚未完全清楚，仅从固化后的树脂呈现黄色，推断含有亚胺基。

固化的酚醛树脂是无定形的，其强度低于理论计算值，显微照片显示有微泡存在。一些研究者认为交联不多，有的推断固化后的酚醛树脂有两相，高分子化合物形成的骨架和充填于骨架中的低分子化合物。

应用

酚醛树脂胶接强度高，有优良的耐水性和耐久性，耐热性也很好，一般作为结构用胶或室外用胶。胶合板常用苛性钠催化的甲阶酚，胶压的板材能耐水、耐候，如滑翔机用航空胶合板即用该胶。纤维板为了增加强度和抗水性，在加防水剂的同时，也加入碱催化的酚醛树脂，利用它在铝盐和酸作用下析出的特点，使其沉积于纤维上。刨花板用于室外或作结构材料者，需用酚醛树脂胶粘剂。由于酚醛树脂固化较慢、对刨花含水率要求严及价格较高等原因，在刨花板的生产中应用较少。旋切单板浸渍酚醛树脂（醇溶性或水溶性）可压制成木材层积塑料，用于制造机械零件、耐磨材料、纺织梭子等。纸质层压板有工业用板和装饰用板两类。工业用层压板是将浸胶纸或浸胶布组坯热压成型，用作电气绝缘材料或耐磨材料。装饰板以牛皮纸浸酚醛树脂的胶膜纸作底层，上盖装饰纸等热压成型。此外，酚醛树脂还可用于涂料、模塑、研磨材料以及制酚醛纤维等方面。

中国木材工业中常用的酚醛树脂见下表。

phenolic resin,简称PE.酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离分子而呈微红色，比重1.25~1.30，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。

苯酚－甲醛树脂是最早工业化的合成树脂。

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。现在美国、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。近年来，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；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。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。

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，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，还可加工成低强度、低模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换纤维等

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。

酚醛树脂是苯酚和甲醛在催化剂作用下形成的缩合产物。它是最古老的合成树脂，因其成本低、性能优良，尤其在广泛的温度范围内具有良好的强度和力学性能，故在热固性树脂中用量很多，仅次于聚氨酯。主要应用是树脂基体和黏合剂，可与木纤维、玻璃纤维、石棉纤维复合制成胶合板、绝缘材料、摩擦材料和家用物品的把柄、把手及许多电热绝缘部件。因酚醛树脂有阻燃、燃烧时烟少等特点，所以酚醛泡沫可用作建材，如用作房顶绝缘材料。酚醛模压制品可以含有高达50%的填料，木粉、玻璃纤维、碳纤维都可用作填料。固化的酚醛树脂经粉碎可以加入到酚醛树脂中，加入量在5%〜20%之间，不会过多影响树脂的性能，见表1所示。但非缺口冲击强度会下降较多，而缺口冲击强度反而上升（这可能是因改善了裂纹的扩展）；拉伸性能下降，尤其是粗填料比较明显；热变形温度、介电强度、吸水性等不受影响。在加工上，由于加入填料而变得困难，这是因为产生了较高的剪切黏度，需要较高的模压力。

表1 酚醛粉末填料对酚醛树脂性能的影响

试 样 弯曲强度/MPa 拉伸应 缺力冲击 非缺口冲击 热变形温度 /℃

原始酚醛 85.8 46.7 752 3154 115

酚醛+ 5%粗填料 74 23.1 904 1955 110

酚醛+ 5%中等大小填料 81.2 40.6 1135 2039 107

酚醛+ 5%细填料 79.1 37 967 2376 109

酚醛+ 10%中等大小填料 80.5 736 2039 107

酚醛+ 15%中等大小填料 78.8 820 2018 111

酚酵+ 20%中等大小填料 77 749 1998 109

回收的酚醛树脂粒料可用在酚醛树脂的复合材料中，粉碎粒子的大小影响增强酚醛树脂产品的性能，粒子小有利于改善性能。表2 列出玻璃纤维增强酚醛树脂（40%玻璃纤维）的性能，在其中加人10%再生酚醛后，其性能变化不大。

表2 玻璃纤维增强酚醛树脂的性能

性能 增强酚醛 加10%再生料 性能 增强酚醛 加10%再生料

拉伸强度/MPa 弯曲强度/MPa

室温 94. 5 94.4 室温 218.6 200.3

150 ℃ 63. 9 57.1 150 ℃ 131.0 121.8

酚醛树脂粉碎粒料既可用在酚醛树脂中，又可用在产品性能要求不高的场合，也可用在沥青中。除此之外，酚醛树脂还可用于回收能量，酚醛树脂产品的燃烧值较高，如表3所示。酚醛树脂燃烧放出CO、 NOx、粒子等，不会放出有害气体。

表3 酚醛树脂材料的燃烧性质

增强体 填 料 质量比（树脂：纤维：填料) 燃烧值/(kJ/kg)

玻璃纤维 无 1:02:00 19300

无 硅酸钙、氢氧化铝、玻璃、瓷土 1:00:01 13600

无 木粉、碳酸钙、硅酸钙、瓷土 1:00:01 22500

热固性塑料是不溶不熔的高分子材料，可以通过裂解加以利用，酚醛树脂通过化学裂解过程可回收苯酚。酚醛树脂在440〜500℃进行加氢分解时，液化率为30%，液体产物中有40%〜50% 是苯酚；用活性炭载负白金作催化剂时，液化率可达80%以上。 这是由于酚醛树脂中的—OH或醚键、—CH2OH等基团被吸附在白金催化剂的活性表面上，极大地促进了加氢作用，在交联的亚甲基部位首先发生加氢分解，最先生成酚类，酚类除了苯酚之外，还有高含量甲酚、二甲酚等；其次进行二次热分解和加氢分解，可生成碳氢化合物、环己醇类、气体烃和水。

（1）Ⅰ类（NQF）──耐气候、耐沸水胶合板。

这类胶合板具有耐久、耐煮沸或蒸汽处理和抗菌等性能，能在室外使用。 这类胶合板是以酚醛树脂胶或其它性能相当的胶合剂胶合制成。

（2）Ⅱ类（NS）──耐水胶合板。

这类胶合板能在冷水中浸渍。能经受短时间热水浸渍，并具有抗菌性能，但不耐煮沸。 这类胶合板是以尿醛树脂胶或其它性能相当的胶合剂胶合制成。

（3）Ⅲ类（NC）──耐潮胶合板。

这类胶合板能耐短期冷水浸渍，适于室内常态下使用。

这类胶合板是以低树脂含量的尿醛树脂胶、血胶或其它性能相当的胶合剂胶合制成。

（4）Ⅳ（BNC）──不耐潮胶合板。

这类胶合板在室内常态下使用，具有一定的胶合强度。 这类胶合板是以豆胶或其它性能相当的胶合剂胶合制成。