酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在酸堿催化劑的作用下合成的。由於工藝不同,可制成液體酚醛樹脂和粉末酚醛樹脂。
1,制造酚醛樹脂的原料
(1)苯酚
苯酚又名石炭酸,為純白色無色針狀晶體,在空氣中可被氧化成淺粉紅色。
分子式
C6H5OH
分子量
94.11
比例
1.0545克/立方厘米
熔點
40.8℃
沸點
182℃
苯酚可溶於熱水、酒精、堿等。它呈弱酸性,容易滲入皮膚,引起過敏現象。消毒用2%左右的苯酚肥皂水溶液,醫學名稱為“來蘇”。
表1酚醛樹脂生產用苯酚技術條件
名字
苯酚(也稱為石炭酸)
分子式
C6H5OH
外部
無色晶體,有特殊氣味,在空氣中呈粉紅色。
酸度和堿度
弱酸性的
內容要求
苯酚含量為96%
(2)甲醛
甲醛是壹種無色氣體,甲醛的水溶液用於制造酚醛樹脂。
甲醛分子式
甲醛
分子量
30.03
氣體的比重
1.067比空氣略重。
液體的比重
(-20℃)0.815
熔點
-92℃
沸點
-21℃
甲醛溶於水和酒精,40%的水溶液醫學上稱為“福爾馬林”,用作防腐劑。甲醛長期存放易聚合沈澱成白色塊狀,可通過添加8-12%甲醇(CH3OH)來防止。甲醛有強烈的刺激性氣味,可刺激眼睛和呼吸道粘膜,引起皮膚過敏。甲醛的技術條件見表2。
表2甲醛的技術條件
名字
甲醛(水溶液)
分子式
甲醛
分子量
30.03
溶解度
溶於水,最高濃度可達50%
操作要求
甲醛含量> 34%,沈積物< 1%
(3)催化劑
①堿性催化劑,如氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化銨,可作為合成酚醛樹脂的催化劑,生產液體酚醛樹脂。
磨料行業使用的液體酚醛樹脂通常使用氫氧化銨作為催化劑,因為氫氧化銨呈弱堿性。對耐堿酚醛樹脂影響不大。大部分殘留部分在硬化和加熱過程中揮發,所以以氫氧化銨為催化劑的酚醛樹脂具有更高的強度和更好的耐水性。氫氧化鋇也是壹種良好的催化劑;氫氧化鈉是壹種強堿,磨具結合劑中的殘留物對磨削有破壞作用,所以以氫氧化鈉為催化劑的酚醛樹脂很少用於磨具的制造。
苯酚和甲醛樹脂的反應速度隨催化劑用量的增加而加快,但反應過快則難以控制。通常,氫氧化銨水溶液的用量為苯酚的3-6%。
作為催化劑的氫氧化銨的含量不小於17%,其比重為0.88-0.92 g/cm3。
②鹽酸通常用作生產粉末酚醛樹脂的催化劑。鹽酸是氯化氫的水溶液。工業鹽酸氯化氫含量為25-40%,比重為1.12-1.20。苯酚用量為100%,鹽酸用量以純HCl計為0.1-0.3%。殘留在樹脂中的鹽酸在硬化和加熱過程中幾乎完全揮發,對樹脂的性能沒有明顯影響。