酚醛树脂性能指标与参数

来源: 作者: 发表时间:2016-12-05

       酚醛树脂也叫电木,又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚醛或其衍生物缩聚而得。

 
固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质,因含有游离酚而呈微红色,实体的比重平均1.7左右,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。[1]
 
液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体,如:碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。
 
高温性能
 
酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因,酚醛树脂才被应用于一些高温领域,例如耐火材料,摩擦材料,粘结剂和铸造行业。
 
酚醛树脂耐火材料
 
酚醛树脂耐火材料
 
粘结强度
 
酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。酚醛树脂是一种多功能,与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。设计正确的酚醛树脂,润湿速度特别快。并且在交联后可以为磨具、耐火材料,摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度,耐热性能和电性能。
 
水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质为它们提供机械强度,电性能等。典型的例子包括电绝缘和机械层压制造,离合器片和汽车滤清器用滤纸。
 
高残碳率
 
在温度大约为1000℃ 的惰性气体条件下,酚醛树脂会产生很高的残碳,这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。酚醛树脂的这种特性,也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。
 
低烟低毒
 
与其他树脂系统相比,酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。在燃烧的情况下,用科学配方生产出的酚醛树脂系统,将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。分解过程中所产生的烟相对少,毒性也相对低。这些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域,如矿山,防护栏和建筑业等。
 
抗化学性
 
交联后的酚醛树脂可以抵制任何化学物质的分解。例如汽油,石油,醇,乙二醇,油脂和各种碳氢化合物。因其抗化学稳定性,适合用于制作厨卫用具、饮用水净化设备(酚醛碳纤维)、电木茶盘茶具、并广泛用于罐头及易拉罐(国家标准GB 05009.069-2003)、液体容器等食品饮料包装材料中。
 
热处理
 
热处理会提高固化树脂的玻璃化温度,可以进一步改善树脂的各项性能。玻璃化温度与结晶固体如聚丙烯的熔化状态相似。酚醛树脂最初的玻璃化温度与在最初固化阶段所用的固化温度有关。热处理过程可以提高交联树脂的流动性促使反应进一步发生,同时也可以除去残留的挥发酚,降低收缩、增强尺寸稳定性、硬度和高温强度。同时,树脂也趋向于收缩和变脆。树脂后处理升温曲线将取决于树脂最初的固化条件和树脂系统。
 
发泡性
 
酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。与早期占市场主导地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比,在阻燃方面它具有特殊的优良性能。其重量轻,刚性大,尺寸稳定性好,耐化学腐蚀,耐热性好,难燃,自熄,低烟雾,耐火焰穿透,遇火无洒落物,价格低廉,是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料,因而受到人们的广泛重视。
 
酚醛泡沫已成为泡沫塑料中发展最快的品种之一。消费量不断增长,应用范围不断扩大,国内外研究和开发都相当活跃。然而,酚醛泡沫最大的弱点是脆性大,开孔率高,因此提高它的韧性是改善酚醛泡沫性能的关键技术。
 
 
酚醛树脂应用举例:
 
实例1:丁腈橡胶改性酚醛塑料
 
PF模塑料用固体丁腈橡胶(NBA)改性,可提高冲击强度,其基本配方如下:
 
PF树脂100
 
NBR橡胶25
 
硅酸盐填料120
 
润滑剂3.8
 
改性后的PF比为未改性的PF其冲击强度提高50%。.
 
也有用液体丁腈橡胶的,可提高PF的热稳定性及韧性,并能用于制造摩阻材料。
 
也有用羧基丁腈橡胶改性的同时加入纤维的。首先是让丁腈橡胶接枝上双酚A型环氧树脂,取30份,另再加进100份线型PF,制得改性PF,此时配方为:
 
上述改性PF 100
 
六次甲基四胺12
 
木粉70
 
聚乙烯醇纤维 15(其中粗度6絮,长度1毫米)。
 
硬脂酸锌3
 
实例2:酚醛泡沫塑料
 
PF泡沫塑料适宜作建筑材料如隔热材料,在火烧时,不熔融,无滴落物,发烟少,不产生一氧化碳有毒气体。
 
配方1: 配方2:
 
线型P F 100 甲醛苯酚共聚物工00
 
硼酸 8 微孔稳定剂4
 
氟里昂11 8 羟甲苯基磷酸二苯酯1.5
 
苯酚磺酸10 十溴联苯醚 3.5
 
硅酮泡沫稳定剂 1 氟里昂113 15
 
80℃发泡固化,10分钟 硫酸水溶液10
 
50℃固化2小时再室温放置3天
 
还有用大片栓皮栎皮经粉碎,过筛,然后在180℃烘烤,制得软木粒,加入PF中发泡,来代替软木砖,作绝热材料用。
 
实例3:玻璃纤维增强酚醛
 
配力为,三聚氰胺酚酸100
 
无碱玻璃纤维 88
 
滑石粉 33
 
制作过程为:在改性PF中加入滑石粉搅拌均匀后,加入玻纤,然后在100℃烘箱中鼓风10分钟,再进行压制成型,温度150℃,压力45兆帕,时间15分,即制得增强PF材料。
 
还有采用有机硅改性PF,其中有机硅添加量为20%,然后再加30-40毫米长度的玻璃纤维,用量为30%,压制温度175℃,压力100兆帕,时间3分钟,后处理1501℃,1小时,然后升至170℃, 2小时,最后升至200℃, 1小时。该产品可作飞机插头座零件。
 
除用玻纤外,还可用维尼龙纤维进行增强,如采用1.4絮、35毫米长维纶,采用70份量,六次甲基四胺用13份量时,增强PF效果最好。
 
也有用棉纤维和二氧化硅粉一并增强PF做轴承材料的。
 
实例4:粉煤灰并用炭黑填充酚醛
 
工艺路线为:
 
配料→高速捏合→塑炼成片→模压→制品
 
基本配方
 
PF 100
 
木粉100
 
粉煤灰15
 
碳黑4
 
乌洛托品13
 
硬脂酸锌2
 
氧化镁1
 
粉煤灰与碳黑并用效果较好,能改善PF的热稳定性能,但降低了电性能,只能作为日用PF制品,不适合作电气PF制品。其中粉煤灰应选用高硅铝比较好,尽量能大于1.5。