酚醛樹脂功能特點(diǎn)基本工藝應(yīng)用配方

酚醛樹脂功能、特點(diǎn)、工藝、應(yīng)用、配方！

一、定義

酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無(wú)色或黃褐色透明物，市場(chǎng)銷售往往加著

色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍(lán)等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱堿，遇

強(qiáng)酸發(fā)生分解，遇強(qiáng)堿發(fā)生腐蝕。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有機(jī)溶劑中。苯

酚醛或其衍生物縮聚而得。

中文名酚醛樹脂化學(xué)式C7H6O2

英文名PHENOL-FORMALDEHYDERESIN分子量122.12134

別稱電木CAS登錄號(hào)9003-35-4

誕生1872年

二、重要性能

固體酚醛樹脂為黃色、透明、無(wú)定形塊狀物質(zhì)，因具有游離酚而呈微紅色，實(shí)體

比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，對(duì)水、弱酸、弱堿溶液穩(wěn)定。由苯酚

和甲醛在催化劑條件下縮聚、經(jīng)中和、水洗而制成樹脂。因選用催化劑不同，可

分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具備良好耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能，

廣泛應(yīng)用于防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片制造等行業(yè)。

液體酚醛樹脂為黃色、深棕色液體，如：堿性酚醛樹脂重要做鍛造黏結(jié)劑。

高溫性能

酚醛樹脂最重要特性就是耐高溫性，雖然在非常高溫度下，也能保持其構(gòu)造整體

性和尺寸穩(wěn)定性。正由于這個(gè)因素，酚醛樹脂才被應(yīng)用于某些高溫領(lǐng)域，例如耐

火材料，摩擦材料，粘結(jié)劑和鍛造行業(yè)。

粘結(jié)強(qiáng)度

酚醛樹脂一種重要應(yīng)用就是作為粘結(jié)劑。酚醛樹脂是一種多功能，與各種各樣有

機(jī)和無(wú)機(jī)填料都能相容物質(zhì)。設(shè)計(jì)對(duì)的酚醛樹脂，潤(rùn)濕速度特別快。并且在交聯(lián)

后可覺得模具、耐火材料，摩擦材料以及電木粉提供所需要機(jī)械強(qiáng)度，耐熱性能

和電性能。

水溶性酚醛樹脂或醇溶性酚醛樹脂被用來(lái)浸漬紙、棉布、玻璃、石棉和其他類似

物質(zhì)，為它們提供機(jī)械強(qiáng)度，電性能等。典型例子涉及電絕緣和機(jī)械層壓制造，

離合器片和汽車濾清器用濾紙。

高殘?zhí)悸?/p>

在溫度大概為1000C惰性氣體條件下，酚醛樹脂會(huì)產(chǎn)生很高殘?zhí)迹@有助于維

持酚醛樹脂構(gòu)造穩(wěn)定性。酚醛樹脂這種特性，也是它能用于耐火材料領(lǐng)域一種重

要因素。

低煙低毒

與其她樹脂系統(tǒng)相比，酚醛樹脂系統(tǒng)具備低煙低毒優(yōu)勢(shì)。在燃燒狀況下，用科學(xué)

配方生產(chǎn)出酚醛樹脂系統(tǒng)，將會(huì)緩慢分解產(chǎn)生氫氣、碳?xì)浠衔?、水蒸氣和碳?/p>

化物。分解過(guò)程中所產(chǎn)生煙相對(duì)少，毒性也相對(duì)低。這些特點(diǎn)使酚醛樹脂合用于

公共運(yùn)送和安全規(guī)定非常嚴(yán)格領(lǐng)域，如礦山，防^欄和建筑業(yè)等。

抗化學(xué)性

交聯(lián)后酚醛樹脂可以抵制任何化學(xué)物質(zhì)分解。例如汽油，石油，醇，乙二醇，油

脂和各種碳?xì)浠衔铩Ｒ蚱淇够瘜W(xué)穩(wěn)定性，合用于制作廚衛(wèi)用品、飲用水凈化設(shè)

備(酚醛碳纖維)、電木茶盤茶具、并廣泛用于罐頭及易拉罐(國(guó)標(biāo)GB

()5009.069-).液體容器等食品飲料包裝材料中。

熱解決

熱解決會(huì)提高固化樹脂玻璃化溫度，可以進(jìn)一步改進(jìn)樹脂各項(xiàng)性能。玻璃化溫度

與結(jié)晶固體如聚丙烯熔化狀態(tài)相似。酚醛樹脂最初玻璃化溫度與在最初固化階段

所用固化溫度關(guān)于。熱解決過(guò)程可以提高交聯(lián)樹脂流動(dòng)性促使反映進(jìn)一步發(fā)生，

同步也可以除去殘留揮發(fā)酚，減少收縮、增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性、硬度和高溫強(qiáng)度。同

步，樹脂也趨向于收縮和變脆。樹脂后解決升溫曲線將取決于樹脂最初固化條件

和樹脂系統(tǒng)。

發(fā)泡性

酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過(guò)發(fā)泡而得到一種泡沫塑料?。與初期占市場(chǎng)主導(dǎo)地位聚

苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具備特殊優(yōu)

良性能.其重量輕，即性大，尺寸穩(wěn)定性好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性好，難燃，自

熄，低煙霧，耐火焰穿透，遇火無(wú)灑落物，價(jià)格低廉，是電器、儀表、建筑、石

油化工等行業(yè)較為抱負(fù)絕緣隔熱保溫材料，因而受到人們廣泛注重。

酚醛泡沫已成為泡沫塑料中發(fā)展最快品種之一。消費(fèi)量不斷增長(zhǎng)，應(yīng)用范疇不斷

擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外研究和開發(fā)都相稱活躍。然而，酚醛泡沫最大弱點(diǎn)是脆性大，開孔

率高，因而提高它韌性是改進(jìn)酚醛泡沫性能核心技術(shù)。

三、合成工藝

1、加成反映

在恰當(dāng)條件下，一元羥甲基苯酚繼續(xù)進(jìn)行加成反映，就可生成二元及多元羥甲基

苯酚。

OHOilOH

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CH.OH

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2、縮合及縮聚反映

縮合及縮聚反映，隨反映條件不同可以發(fā)生在羥甲基苯酚與苯酚分子之間，也可

發(fā)生在各個(gè)羥甲基苯酚分子之間。

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縮合反映不斷進(jìn)行成果是縮聚形成一定分子量酚醛樹脂，由于縮聚反映具備逐漸

特點(diǎn)，中間產(chǎn)物相稱穩(wěn)定因而可以分離而加以研究。

近年來(lái)研究分析普通以為，影響酚醛樹脂合成、構(gòu)造及特性重要因素為如下四點(diǎn):

(1)原料化學(xué)構(gòu)造；

⑵酚與醛摩爾比；

(3)反映介質(zhì)酸、堿性；

(4)生產(chǎn)操作辦法。

如何結(jié)識(shí)加聚反映和縮聚反映

加聚反映和縮聚反映是合成有機(jī)高分子兩種基本反映。這兩種反映雖然都由單體

(小分子)產(chǎn)生高聚物(大分子)反映，但它們還是有著本質(zhì)區(qū)別。

加聚反映是加成聚合反映簡(jiǎn)稱，是指以不飽和燃或含不飽和鍵物質(zhì)為單體，通過(guò)

不飽和鍵加成，聚合成高聚物反映。例如，乙烯用聚成聚乙烯，是在恰當(dāng)溫度、

壓強(qiáng)和催化劑存在條件下，乙烯分子中雙鍵會(huì)斷裂其中一種鍵，發(fā)生加成反映，

使乙烯分子里碳原子結(jié)合成為很長(zhǎng)鍵。

反映產(chǎn)物是聚乙烯，它是一種相對(duì)分子質(zhì)量很大化合物，其分子構(gòu)成可以表達(dá)為

（C2H4加。

加聚反映依照參加反映單體種類，又分為均聚反映和共聚反映。僅由一種單體發(fā)

生加聚反映叫做均聚反映，合成聚乙烯反映就是均聚反映。由兩種以上單體共同

參加聚合反映叫共聚反映。例如，合成丁苯橡膠反映即為共聚反映。

加聚反映特點(diǎn)是：

（1）單體必要是具有雙鍵等不飽和鍵化合物。例如，氯乙烯、丙烯月青等含不飽

和鍵物質(zhì)，在一定條件下，都可以發(fā)生加聚反映。

（2）加聚反映發(fā)生在不飽和鍵上。

（3）發(fā)生加聚反映過(guò)程中，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，得到高聚物化學(xué)構(gòu)成跟單體化學(xué)

構(gòu)成相似。

（4）加聚反映生成高聚物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量整數(shù)倍。

縮聚反映是縮合聚合反映簡(jiǎn)稱，是指單體之間互相作用生成高分子，同步還生成

小分子（如水、氨、鹵化氫等）聚合反映。例如合成酚醛樹脂反映就是縮聚反映。

合成酚醛樹脂普通是以苯酚和甲醛為原料,在催化劑作用下，經(jīng)縮聚反映而得到。

縮聚反映依照參加反映單體種數(shù)又分為共縮聚和溝縮聚，由不同種單體參加縮聚

反映稱為共縮聚。如酚醛樹脂合成反映就是共縮聚，它是由苯酚和甲醛兩種物質(zhì)

為單體。由同種單體進(jìn)行縮聚反映稱為均縮聚。如氨基酸聚合成多肽縮聚反映就

屬均縮聚。

縮聚反映特點(diǎn)是：

（1）單體不一定具有不飽和鍵，但必要具有兩個(gè)或兩個(gè)以上反映基團(tuán)（如一0H、

—COOH、一NH2、一X等）。

（2）縮聚反映成果，不但生成高聚物，并且尚有副產(chǎn)物（小分子）生成。

（3）所得高分子化合物化學(xué)構(gòu)成跟單體化學(xué)構(gòu)成不同。

由上可見，加聚反映和縮聚反映單體構(gòu)造、反映機(jī)理、產(chǎn)物化學(xué)構(gòu)成都是截然不

同。

四、工藝發(fā)展史

1905?19L.H.貝克蘭對(duì)酚醛樹脂及其成型工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究，19在柏林呂格斯

工廠建立通用酚醛樹脂公司，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)。

19J.W.艾爾斯沃思提出用六亞甲基四胺固化熱塑性酚醛樹脂，并制得了性能良好

塑料制品，獲得了廣泛應(yīng)用。

1969年，由美國(guó)金剛砂公司開發(fā)了以苯酚一甲醛樹脂為原料制得纖維，隨后由

日本基諾爾公司投入生產(chǎn)?，F(xiàn)美國(guó)、蘇聯(lián)和中華人民共和國(guó)也有生產(chǎn)。酚醛樹脂

生產(chǎn)至今不衰，1984年世界總產(chǎn)量約1946k3居熱固性樹脂首位。

中華人民共和國(guó)自20世紀(jì)40年代開始生產(chǎn)，1984年產(chǎn)量為77.6kto生產(chǎn)辦法慣

用原料為苯酚、間苯—酚、間甲酚、一甲酚、對(duì)叔丁基或?qū)Ρ交雍图兹㈤θ?/p>

等。生產(chǎn)過(guò)程涉及縮聚和脫水兩步。按配方將原料投入反映器并混合均勻，加入

催化劑，攪拌，加熱至55?65℃,反映放熱使物料自動(dòng)升溫至沸騰。此后，繼

續(xù)加熱保持微沸騰(96?98C)至終點(diǎn)，經(jīng)減壓脫水后即可出料。開發(fā)成功持續(xù)

縮聚生產(chǎn)酚醛樹脂新工藝。影響樹脂合成和性能重要因素為酚與醛化學(xué)構(gòu)造、摩

爾比和反映介質(zhì)pH。酚與醛摩爾比不不大于或等于1時(shí)，初始產(chǎn)物為一羥甲基

酚,，縮聚時(shí)生成線型樹脂；不大于1時(shí)，生成多羥甲基酚衍生物，形成縮聚樹

脂可交聯(lián)固化。反映介質(zhì)pH不大于7時(shí)，生成羥甲基酚很不穩(wěn)定，易縮聚成線

型樹脂；pH不不大于7時(shí)，縮聚緩慢，有助于多羥甲基酚衍生物生成。生產(chǎn)熱

塑性酚醛樹脂慣用鹽酸、磷酸、草酸作催化劑(見酸堿催化劑)使介質(zhì)pH為0.5?

1.5o為避免激烈沸騰，催化劑可分次加入。沸騰反映時(shí)間普通為3?6h。脫水可

在常壓或減壓下進(jìn)行，最后脫水溫度為14()?160C,樹脂分子量為5()()?900。

生產(chǎn)熱固性酚醛樹脂可用氫氧化鈉、氫氧化鋼、氨水和氧化鋅作催化劑，沸騰反

映時(shí)間1?3h,脫水溫度普通不超過(guò)90C,樹脂分子量為500?1000。強(qiáng)堿催化

劑有助于增大樹脂羥甲基含量和與水相溶性。氨催化劑能直接參加樹脂化反映，

相似配方制得樹脂分子量較高，水溶性差。氧化鋅催化劑能制得貯存穩(wěn)定性好高

鄰位構(gòu)造酚醛樹脂。

五、應(yīng)用

酚醛樹脂重要用于制造各種塑料、涂料、膠粘劑及合成纖維等。

壓塑粉

生產(chǎn)模壓制品壓塑粉是酚醛樹脂重要用途之一。采用輻壓法、螺旋擠出法和乳液

法使樹脂浸漬填料并與其她助劑混合均勻，再經(jīng)粉碎過(guò)篩即可制得壓塑粉。慣用

木粉作填料，為制造某些高電絕緣性和耐熱性制件，也用云母粉、石棉粉、石英

粉等無(wú)機(jī)填料。壓塑粉可用模壓、傳遞模塑和注射成型法制成各種塑料制品。熱

塑性酚醛樹脂壓塑粉重要用于制造開關(guān)、插座、插頭等電氣零件，日用品及其她

工業(yè)制品。熱固性酚醛樹脂壓塑粉重要用于制造高電絕緣制件。增強(qiáng)酚醛塑料以

酚醛樹脂（重要是熱固性酚醛樹脂）溶液或乳液浸漬各種纖維及其織物，經(jīng)干燥、

壓制成型各種增強(qiáng)塑料是重要工業(yè)材料。它不但機(jī)械強(qiáng)度高、綜合性能好，并且

可進(jìn)行機(jī)械加工。以玻璃纖維、石英纖維及其織物增強(qiáng)酚醛塑料重要用于制造各

種制動(dòng)器摩擦片和化工防腐蝕塑料；高硅氧玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)酚醛塑料是航

天工業(yè)重要耐燒蝕材料。

酚醛涂料

以松香改性酚醛樹脂、丁醇酸化酚醛樹脂以及對(duì)叔丁基酚醛樹脂、對(duì)苯基酚醛樹

脂均與桐油、亞麻子油有良好混溶性，是涂料工業(yè)重要原料。前兩者用于配制低、

中級(jí)油漆，后兩者用于配制高檔油漆。

酚醛膠

熱固性酚醛樹脂也是膠粘劑重要原料。單一酚醛樹脂膠性脆，重要用于膠合板和

精鑄砂型粘結(jié)。以其她高聚物改性酚醛樹脂為基料膠粘劑，在構(gòu)造膠中占有重要

地位。其中酚醛?丁懵、酚醛-縮醛、酚醛-環(huán)氧、酚醛-環(huán)氧■縮醛、酚醛?尼龍等膠

粘劑具備耐熱性好、粘結(jié)強(qiáng)度高特點(diǎn)。酚醛-丁情和酚醛-縮醛膠粘劑還具備抗張、

抗沖擊、耐濕熱老化等優(yōu)秀性能，是構(gòu)造膠粘劑優(yōu)良品種。

酚醛纖維

重要以熱塑性線型酚醛樹脂為原料，經(jīng)熔融紡絲后浸于聚甲醛及鹽酸水溶液中作

固化解決，得到甲醛交聯(lián)體型構(gòu)造纖維。為提高纖維強(qiáng)度和模量，可與5%-10%

聚酰胺熔混后紡絲。此類纖維為金黃或黃棕色纖維，強(qiáng)度為11.5?l5.9cN/dlcx,

抗燃性能突出，極限氧指數(shù)為34,瞬間接觸近7500C氧-乙烘火焰，不熔融也不

延燃，具備自熄性，還能耐濃鹽酸和氫氟酸，但耐硫酸、硝酸和強(qiáng)堿性能較差。

重要用作防護(hù)服及耐燃織物或室內(nèi)裝飾品，也可用作絕緣、隔熱與絕熱、過(guò)濾材

料等，還可加工成低粥度、低模量碳纖維、活性炭纖維和離子互換纖維等。

防腐蝕材料

熱固性酚醛樹脂在防腐蝕領(lǐng)域中慣用兒種形式:酚醛樹脂涂料；酚醛樹脂玻璃鋼、

酚醛-環(huán)氧樹脂復(fù)合玻璃鋼；酚醛樹脂膠泥、砂漿；酚醛樹脂浸漬、壓型石墨制

品。熱固性酚醛樹脂固化形式分為常溫固化和熱固化兩種。常溫固化可使用無(wú)毒

常溫固化劑NL,也可使用苯磺酰氯或石油磺酸，但后兩種材料毒性、刺激性較

大。建議使用低毒高效NL固化劑。填料可選取石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸鋼

粉，不適當(dāng)采用輝綠巖粉。

隔熱保溫材料

重要是酚醛樹脂發(fā)泡材料，酚醛泡沫產(chǎn)品特點(diǎn)是保溫、隔熱、防火、質(zhì)輕，作為

絕熱、節(jié)能、防火新材料可廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)、輕質(zhì)保溫彩鋼板、房屋隔

熱降能保溫、化工管道保溫材料（特別是深低溫保溫）、車船等場(chǎng)合保溫領(lǐng)域。

酚醛泡沫因其導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，被譽(yù)為保溫之王。酚醛泡沫不但導(dǎo)熱系

數(shù)低、保溫性能好，還具備難燃、熱穩(wěn)定性好、質(zhì)輕、低煙、低毒、耐熱、力學(xué)

強(qiáng)度高、隔音、抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)、耐侯型好等多項(xiàng)長(zhǎng)處，酚醛泡沫塑料原料來(lái)

源豐富，價(jià)格低廉，并且生產(chǎn)加工簡(jiǎn)樸，產(chǎn)品用途廣泛。

六、常用改性配方

實(shí)例1:丁盾橡膠改性酚醛塑料

PF模塑料用固體丁懵橡膠(NBA)改性，可提高沖擊強(qiáng)度，其基本配方如下：

PF樹脂100

NBR橡膠25

硅酸鹽填料120

潤(rùn)滑劑3.8

改性后PF比為未改性PF其沖擊強(qiáng)度提高50%o.

也有用液體丁厝橡膠，可提高PF熱穩(wěn)定性及韌性，并能用于制造摩阻材料。

也有用竣基丁盾橡膠改性同步加入纖維。一方面是讓丁晴橡膠接枝上雙酚A型

環(huán)氧樹脂，取3()份，另再加進(jìn)1()0份線型PF,制得改性PF,此時(shí)配方為：

上述改性PF100

六次甲基四胺12

木粉70

聚乙烯醇纖維15(其中粗度6絮，長(zhǎng)度1毫米)。

硬脂酸鋅3

實(shí)例2：酚醛泡沫塑料

PF泡沫塑料適當(dāng)作建筑材料如隔熱材料，在火燒時(shí)，不熔融，無(wú)滴落物，發(fā)煙

少，不產(chǎn)生一氧化碳有毒氣體。

組分配方重量比

PF樹脂50-1(X)

聚醒多元醉50-100

勻泡劑2-5

催化劑1-3

發(fā)泡劑35-70

PAPI（指數(shù)）1-1.1

80℃發(fā)泡固化，1()分鐘硫酸水溶液1()

50℃固化2小時(shí)再室溫放置3天

尚有用大片栓皮粽皮經(jīng)粉碎