A. 酚醛樹脂的合成生產工藝及流程(落後的不要)
一、酚醛樹脂
酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在酸、鹼觸媒作用下合成的。由於工藝不同可以製成液體酚醛樹脂和粉狀酚醛樹脂兩種。
1、製造酚醛樹脂的原材料
(1)苯酚
苯酚又稱石炭酸,純白無色針狀晶體,在空氣中可氧化成淺粉色。
分子式
C6H5OH
分子量
94.11
比重
1.0545g/cm3
熔點
40.8℃
沸點
182℃
苯酚能溶於熱水,溶於酒精,鹼等。有弱酸性,易滲入皮膚,引起過敏現象。將2%左右的苯酚肥皂水溶液用於消毒,醫用名稱「來蘇兒」。
表1 製造酚醛樹脂用的苯酚的技術條件
名稱
苯酚(又名石炭酸)
分子式
C6H5OH
外觀
有特殊氣味的無色結晶,在空氣中顯粉紅色
酸鹼性
呈弱酸性
含量要求
苯酚含量96%
(2)甲醛
甲醛為無色氣體,用於製造酚醛樹脂的是甲醛的水溶液。
甲醛分子式
HCHO
分子量
30.03
氣體比重
1.067 即比空氣略重
液體比重
(-20℃)0.815
熔點
-92℃
沸點
-21℃
甲醛溶於水和酒精,40%的水溶液醫學上稱 「福爾馬林」,做防腐劑使用。長期存放的甲醛易聚合沉澱出白色塊狀物,加入8-12%的甲醇(CH3OH)可防聚合。甲醛具有強烈的刺激性氣味,能刺激眼睛和呼吸道粘膜,並引起皮膚過敏現象。甲醛的技術條件見表2
表2 甲醛的技術條件
名稱
甲醛(水溶液)
分子式
HCHO
分子量
30.03
溶解性
能溶於水,最大濃度可達50%
使用要求
甲醛含量 >34%,沉澱物<1%
(3)催化劑
① 鹼性催化劑 氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化銨等都可以做合成酚醛樹脂的催化劑生成液體酚醛樹脂。
磨料磨具行業用的液體酚醛樹脂通常是用氫氧化銨作催化劑,因氫氧化銨屬於弱鹼性。對不耐鹼地酚醛樹脂影響不大。殘留部分在硬化加熱時大部分揮發掉了,所以用氫氧化銨作催化劑的酚醛樹脂具有較高的強度,耐水性較好。氫氧化鋇也是較好的催化劑;而氫氧化鈉是一種強鹼,殘留在磨具的結合劑中對磨具有破壞作用,因此在磨具製造中很少使用氫氧化鈉作催化劑的酚醛樹脂。
苯酚與甲醛生成樹脂的反應速度隨催化劑的用量增多而加快,但是反應太快則不易控制,通常氫氧化銨的水溶液用量為苯酚的3-6%。
作為催化劑的氫氧化銨含量不小於17%,比重為0.88-0.92 g/cm3。
②酸性催化劑 生產粉狀的酚醛樹脂通常使用鹽酸作催化劑。鹽酸是氯化氫的水溶液。工業鹽酸的氯化氫含量為25-40%,比重為1.12-1.20。用量以苯酚為100%計,鹽酸加入量,以純HCl計為0.1-0.3%。殘留在樹脂中的鹽酸在硬化加熱過程中幾乎全部揮發掉,對樹脂性能沒有明顯影響。
B. 如何生產二甲苯改性酚醛樹脂
二甲苯改性的酚醛樹脂又名酚改性的二甲苯甲醛樹脂。它是由二甲苯甲醛樹脂與苯酚和甲醛反應而得的。固化後的二甲苯改性的酚醛樹脂具有較低的吸水率和較好的耐鹼性、韌性和機械強度改性酚醛樹脂主要應用於層壓和模壓的玻璃鋼製品,如玻璃鋼閥門、管道和各種配件,以及玻璃鋼層壓板等。可以參看網路文庫【一種間二甲苯酚醛樹脂的合成方法及應用】。採用了先合成二甲苯甲醛樹脂再合成間二甲苯酚醛樹脂的工藝。