碱性酚醛树脂

酚醛树脂的化学式
酚醛树脂是一种重要的合成材料，也称为酚醛树脂聚合物。

它是由酚和甲醛，在碱性条件下聚合而成的一种高分子化合物。

根据不同的反应条件和配比，可以获得不同性质和用途的酚醛树脂，例如加强型、阻燃型、耐温型等。

酚醛树脂具有优良的耐热性、机械强度和耐腐蚀性，广泛应用于汽车、航空、电子、建筑等领域。

酚醛树脂的化学式为C6H4(OH)2(CH2O)。

这个化学式可以分为两个部分，第一部分是酚的分子结构，第二部分是甲醛的分子结构。

酚分子有两个羟基（OH）官能团，甲醛分子有一个甲基（CH2）和一个羰基（C=O）官能团。

当这两种化合物在碱性条件下进行反应时，羟基和羰基通过缩合反应结合在一起，形成新的碳-碳键和碳-氧键，产生酚醛树脂聚合物。

酚醛树脂的聚合反应分为两个阶段。

第一阶段是甲醛与酚之间的缩合反应，产生中间体形成水解性低分子量产物，常称为“凝胶”，而第二阶段是凝胶聚合成为固态的树脂。

聚合反应都发生在碱性水溶液中，常用的碱剂包括氢氧化钠、氢氧化钾等。

酚醛树脂有着很多的优点，例如它们可以以很低成本进行制备；在高温和高压下，酚醛树脂也可以有良好的力学性和耐热性；也可以很容易地利用模塑工艺制成各种各样的形态和尺寸，且具有很强的耐磨性。

就潜力而言，酚醛树脂的制备方法已在不断的改进和优化，未来有望在实际应用中扮演更加重要的角色。

总体而言，酚醛树脂在制造业和工业生产中的性能和功能得到了广泛的认可，这使它成为了一个极具潜力的化学品。

它同时也具有生产成本低、使用范围广、稳定性高等特点，并被广泛用于各种不同领域和用途中。

碱性酚醛树脂自硬砂的一些特性英国Borden公司首先开发了有机酯硬化的碱性酚醛树脂自硬砂工艺，并于1981年获得专利，简称a--Set工艺。

其主要特点是混砂、造型、浇注时散发的烟气少，有利于改善环境。

所用的树脂是甲阶酚醛树脂的一种，但含有KOH、NaOH等碱性材料，故通常称之为碱性酚醛树脂。

树脂中的游离的K 、Na。

离子，对于树脂与有机酯发生作用、树脂的交联反应都至关重要。

多种低级酯都可作为硬化剂，应用较广的是碳酸丙烯酯，这也是作用较强的硬化剂。

还可用几种有机酯混合配成作用强弱不同的牌号，以适用于不同的生产条件。

一．树脂的硬化机制在树脂的硬化反应中，首先是树脂中的碱与酯反应，形成碱金属的碳酸盐，释放醇。

树脂中的碱形成碳酸盐后，即处于反应状态，可在常温下发生交联反应，将砂粒粘结，使型砂具有必要的强度。

由于作为硬化剂有机酯是参与树脂硬化反应的组分，不同于硬化剂只起催化作用、不参与反应的其他树脂自硬砂，不能通过改变硬化剂的加入量来调整自硬砂的硬化速率和起模时间。

有机酯的加入量一般为树脂的20~25 ，因树脂和硬化剂的品种而略不同。

树脂加入量不足，则铸型难以硬化；树脂加入量太高，则会感到混成砂和砂型腻滑，而且可能导致铸型一金属界面处发生反应，影响铸件表面质量。

自硬砂的硬化速率和起模时间，应由改变硬化剂的牌号予以调整。

有机酯硬化的酚醛树脂砂，在有机酯的作用下，树脂在常温下只发生部分交联反应，起模时型砂仍然保持一定的塑性，浇注初期还有一短暂的、因受热而再次发生交联反应的过程，也就是通常所说的二次硬化。

二．碱性酚醛树脂自硬砂工艺的优点碱性酚醛树脂自硬砂工艺主要有以下优点。

1．混砂、造型、浇注时散发的烟气少于以酸为硬化剂的呋喃树脂砂、以酸为硬化剂的甲阶酚醛树脂砂和以胺为硬化剂的尿烷树脂砂。

2．由于起模时型砂仍然保持一定的塑性，故起模性能好，型砂不易粘附在模具上，砂型表面比较光洁，模样上的起模斜度也可较小。

3．二次硬化后，砂型的热稳定性较好，厚壁铸件表面上也很少出现脉状纹缺陷。

酚醛树脂概述酚醛树脂（Phenol-Formaldehyde Resin，PF），也称为电木或电木粉。

酚醛树脂是由酚类化合物（如苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、叔丁酚、双酚A等）与醛类化合物（如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等）在碱性或酸性催化剂作用下，经加成缩聚反应制得的一类聚合物的统称。

它是合成树脂中发现最早、最先实现工业化生产的树脂品种，已有百年历史。

1872年，德国化学家Bayer首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物，但未开展研究；1902年，布卢默（Blumer）用酒石酸作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain，但没有形成工业化规模；1905—1907年，酚醛树脂创始人美国科学家贝克兰（Baekeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，并于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，解决了重大的关键问题。

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，艾尔斯沃思提出用六亚甲基四胺固化热塑性酚醛树脂，并制得性能良好的塑料制品，获得广泛的应用。

1913年，德国科学家阿尔贝特（Albert）发明在苯酚-甲醛酸性缩合物中加松香，制得了油溶性酚醛树脂。

这一发明开辟了酚醛树脂在涂料工业中的应用。

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。

酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，其产量在合成高分子聚合物中居第五位，在热固性树脂中居第一位。

以选用催化剂的不同，酚醛树脂可分为热固性和热塑性两类。

以酚醛树脂为主要成分并添加大量其他助剂而制得的制品称为酚醛塑料，主要包括PF模塑料制品、PF层压制品、PF泡沫塑料制品、PF纤维制品、PF铸造制品、PF封装材料等。

1.酚醛树脂的生产酚醛树脂的生产可以按两条具有显著差异的工艺路线来生产，即通称为热塑性树脂（又称二步法树脂、线型树脂、Novolak树脂）路线和热固性树脂（又称一步法树脂、甲阶或A阶树脂、Resole树脂）路线，两条工艺路线示意图如图2-12所示。

碱性酚醛树脂国家标准1. 引言碱性酚醛树脂是一种重要的合成材料，具有优异的绝缘性能、耐热性能和机械强度。

它广泛应用于电气、电子、建筑和航空等行业。

为了确保碱性酚醛树脂产品的质量和可靠性，制定国家标准是必不可少的。

本文将介绍碱性酚醛树脂国家标准的主要内容和要求，以便广大相关从业人员了解和应用。

2. 标准范围本标准适用于碱性酚醛树脂及其制品的生产、质量检验和技术要求。

3. 术语和定义3.1. 碱性酚醛树脂指以酚和醛为主要原料，在碱性条件下，经缩聚反应合成的树脂。

3.2. 生产厂家指生产碱性酚醛树脂及其制品的企业。

3.3. 制品指使用碱性酚醛树脂作为主要原料制成的各种成品，如绝缘管、电气接头等。

4. 产品分类与规格4.1. 分类碱性酚醛树脂根据用途不同可分为电器级、建筑级和航空级碱性酚醛树脂。

4.2. 规格根据不同用途和制品的要求，碱性酚醛树脂具有不同的规格，如粘度、固含量、耐热性等。

5. 质量控制5.1. 原材料检验生产厂家应对采购的原材料进行严格的检验，确保原材料符合规定的质量标准。

5.2. 生产工艺控制生产厂家应采用规范的生产工艺，确保碱性酚醛树脂产品的一致性和稳定性。

5.3. 产品检验生产厂家应对成品进行全面的检验，包括外观检查、物理性能测试和化学成分分析等。

5.4. 包装和贮存生产厂家应对碱性酚醛树脂产品进行适当的包装和贮存，以保证产品质量不受环境影响。

6. 标志和标签生产厂家应在碱性酚醛树脂及其制品上标明产品名称、规格、批号和生产厂家信息等。

7. 样品抽样与检验对于大批量生产的碱性酚醛树脂产品，生产厂家应根据国家相关标准进行样品抽样和检验，以确保产品质量的合格率。

8. 质量证明书生产厂家应提供质量证明书，确保碱性酚醛树脂产品符合国家标准的要求。

9. 质量管理体系生产厂家应建立合格的质量管理体系，包括质量控制、检验测试、质量培训等，以确保碱性酚醛树脂产品的质量可控可靠。

10. 不合格品处理生产厂家应建立合理的不合格品处理流程，对于不合格的碱性酚醛树脂产品，应及时进行处置和追溯，以防止不合格品流入市场。

酚醛树脂是一种重要的合成高分子材料，广泛应用于防腐蚀、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。

其合成过程主要包括酸催化合成和碱催化合成两种方式，这两种方式在反应条件、产物结构和应用领域上存在一定差异。

1. 酸催化酚醛树脂：
酸催化下的酚醛树脂合成主要涉及酚和甲醛的加成反应，生成羟甲基酚。

然后在酸性条件下，羟甲基酚之间的缩合反应形成酚醛树脂。

酸催化反应通常使用硫酸、盐酸等强酸作为催化剂。

在此过程中，反应体系保持酸性环境，有利于羟甲基酚的稳定存在和加成反应的进行。

酸催化酚醛树脂通常具有较高的化学稳定性、耐热性能和机械强度。

然而，由于酸性条件下易生成较小的分子间缩合物，因此酸催化酚醛树脂的相对分子质量较低，且易溶于酒精等有机溶剂。

2. 碱催化酚醛树脂：
碱催化下的酚醛树脂合成同样包括酚和甲醛的加成反应，但在碱性条件下，进一步的缩合反应更为容易，从而形成网状结构的大分子酚醛树脂。

碱催化反应常用的催化剂有氨水、碳酸钠、氢氧化钠等。

在碱性环境下，酚醇处于稳定状态，易于发生缩合反应。

因此，碱催化酚醛树脂通常具有较高的相对分子质量，且不溶于酒精等有机溶剂。

此外，碱催化酚醛树脂具有良好的柔韧性和耐水性。

酸催化酚醛树脂和碱催化酚醛树脂在结构、性能和应用领域上有所差异。

选择合适的催化方法可根据实际需求进行调整，以满足不同应用场景的需求。

酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方！一、定义酚醛树脂也叫电木，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。

二、主要性能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。

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，也能保持其构造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。

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模具、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构造稳定性。

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。

碱性酚醛树脂及配套固化剂
产品特征：
>> 树脂和固化剂中不含有N、S、P等有害元素，可消除由上述元素引起的铸件表面渗S、渗P、渗N引起的气孔缺陷，也防止由于S、P引起的球墨铸铁球化不良的缺陷。

>> 对原砂适用性好。

碱性酚醛树脂不仅适用于酸耗值低的石英砂、锆砂、南非铬铁矿砂，也适用于各种酸耗值较高的海砂，铬铁矿砂和美橄榄石砂等。

>> 具有独特的高温特性，用碱性酚醛树脂制成的砂芯在高温浇注时具有热塑性和二次硬化特性，因此也可以防止铸件产生热裂、毛刺等缺陷。

>> 碱性酚醛树脂自硬砂有较低的发气量和较好的溃散性。

>> 碱性酚醛树脂游离甲醛含量低，仅为0.2%，使用的固化剂没有异味，劳动卫生条件好。

>> 固化性能好，起模时间可调，配以三种型号的固化剂，可以满足一年不同季节对型（芯）砂固化。

>> 在铝铜合金铸件方面，铸件所产生的气孔率大为减少；气密性得以改善，型芯溃散性好，铸件尺寸精度高，使成品率大幅度提高。

使用范围：
各种合金钢、碳钢、高锰钢、球墨铸件、铝铜合金铸件。

性能指标：
碱性酚醛树脂主要技术性能表：
配套使用的固化剂主要技术性能表：
使用方法：
工艺配比推荐配比
>> 混砂设备和工艺推荐采用高效树脂混砂机，用量较小时，宜采用间隙式碗形树脂混砂机或双搅拌强碾混砂机；用量较大时，宜采用叶片式连续混砂机。

>> 混砂工艺
原砂+固化剂→+碱性树脂→出砂
包装规格：
铁桶包装，净重200kg。

碱性酚醛树脂国家标准碱性酚醛树脂是一种重要的合成树脂，具有优异的耐热性、耐化学性和绝缘性能，被广泛应用于建筑材料、电气设备、汽车零部件等领域。

为了规范碱性酚醛树脂的生产和应用，保障产品质量，我国制定了《碱性酚醛树脂国家标准》，以下将对该标准进行详细介绍。

首先，该国家标准规定了碱性酚醛树脂的分类和代号、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等内容。

其中，技术要求是该标准的核心内容，主要包括外观、固体含量、粘度、干燥收缩率、硬度、弯曲强度、绝缘电阻等指标。

这些指标的设定，旨在确保碱性酚醛树脂在不同应用领域具有稳定的性能表现，满足用户的需求。

其次，国家标准对碱性酚醛树脂的试验方法进行了详细描述，包括外观检查、固体含量测定、粘度测定、干燥收缩率测定、硬度测定、弯曲强度测定、绝缘电阻测定等。

这些试验方法的规定，有助于生产企业和检测机构准确、可靠地进行产品检测，保证产品质量的可控性和可靠性。

此外，国家标准还对碱性酚醛树脂的检验规则、标志、包装、运输和贮存等方面作出了规定，旨在全面提升碱性酚醛树脂产品的质量管理水平，保障产品在生产、运输、储存和使用过程中的安全性和稳定性。

总的来看，碱性酚醛树脂国家标准的制定，对于规范碱性酚醛树脂的生产和应用，提高产品质量，保障用户权益，推动我国碱性酚醛树脂产业的健康发展具有重要意义。

企业应严格按照国家标准要求进行生产，检测机构应严格按照标准规定进行检测，消费者也应选择符合国家标准的产品，共同维护碱性酚醛树脂市场的良好秩序。

综上所述，碱性酚醛树脂国家标准的出台，将为碱性酚醛树脂行业的发展提供有力支持，促进产品质量的提升，推动行业的健康发展。

希望相关企业和机构能够认真遵守国家标准，共同推动碱性酚醛树脂产业的发展，为我国化工行业的发展做出积极贡献。

一、实验目的1. 了解酚醛树脂的合成原理及过程；2. 掌握酚醛树脂的制备方法及工艺条件；3. 探究不同反应条件对酚醛树脂性能的影响。

二、实验原理酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂的作用下，通过缩聚反应生成的一种热固性树脂。

在酸性条件下，苯酚过量时生成线型热塑性树脂；在碱性条件下，甲醛过量时生成体型热固性树脂。

本实验采用碱性催化合成酚醛树脂，通过调节反应条件，合成出具有良好性能的酚醛树脂。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：苯酚、甲醛、氢氧化钠、六亚基四胺、硼酸、豆油、顺丁烯二酸酐等；2. 实验仪器：三口烧瓶、回流装置、水溶锅、搅拌器、温度计、pH计、分析天平、滴定管、玻璃棒等。

四、实验步骤1. 称取苯酚117g与75.6g硼酸反应，制备硼酸酚脂；2. 将甲醇152g、氢氧化钠6.2g加入装有回流装置的三口烧瓶中，混合搅拌后，用水溶锅控制温度为90℃左右进行加热；3. 在500mL三颈瓶中加入85.7g精制豆油，搅拌，加热至120℃，一次加入顺丁烯二酸酐15.9g，升温至190～200℃时，保温2h；4. 测定反应后溶液的溶水比，合格后降温出料；5. 在500mL三颈瓶中加入85.7g精制豆油，搅拌，加热至120℃，一次加入顺丁烯二酸酐15.9g，升温至190～200℃时，保温2h；6. 测定水溶性并分析酸值，加入自制的酚醛树脂82.7g，升温至230～240℃时，保温1h；7. 取样测水溶性并分析酸值，酸值在30～40mgKOH/g之间并水溶时，降温至200℃反应1h关炉；8. 反应后的产物用草酸调整其pH值为7.5左右，然后过滤脱盐；9. 向溶液中加入10g左右的六亚甲基四胺，适当加热搅拌使六亚甲基四胺完全溶解，即制得水溶性改性酚醛树脂涂料。

五、实验结果与分析1. 反应温度对酚醛树脂性能的影响：实验结果表明，随着反应温度的升高，酚醛树脂的固化速度加快，但性能略有下降。

在90℃左右时，酚醛树脂的性能较好。

行业标准《铸造用自硬碱性酚醛树脂》解读王进兴，陈亚东，马晓峰（苏州兴业材料科技股份有限公司，江苏苏州 215151）1标准概况碱性酚醛树脂不含铸造有害元素如氮、硫、磷等，特别适用于合金钢、碳钢、球铁铸件的生产，酯硬化碱性酚醛树脂砂在高温下能发生二次固化和具有良好的热塑性，可减少铸钢、球铁件的热裂纹、脉纹、气孔缺陷，并具有硬化速度快、抗吸湿性好、发气量低、铸件尺寸精度高等优点，碱性树脂作为粘结剂在铸造生产工艺中得到了普遍的应用。

但国内尚无酯硬化碱性酚醛树脂的标准，为了促进树脂产品质量的提高，规范市场行为，保护供需双方的合法权利。

全国铸造标准化技术委员会委托苏州兴业材料科技股份有限公司负责起草《铸造用自硬碱性酚醛树脂》行业标准。

2标准的主要内容2.1 范围本标准适用于铸造生产中造型（芯）砂用自硬碱性酚醛树脂。

2.2 术语和定义将“铸造用碱性酚醛树脂no-bake alkaline phenolic resin for foundry”定义为“用强碱催化合成的含有酚钾（和/或酚钠）的水溶性热固性酚醛树脂，以液态有机酯固化的铸造自硬砂粘结剂。

”2.3 分级和牌号2.3.1分级铸造用自硬碱性酚醛树脂按试样常温抗拉强度分级应符合表1的规定，按游离甲醛分级应符合表2的规定。

表1铸造用自硬碱性酚醛树脂常温抗拉强度分级名称1（一级）2（二级）试样常温抗拉强度（MPa）≥0.8 ≥0.5表2铸造用自硬碱性酚醛树脂游离甲醛分级名称 01（一级） 03（二级）游离甲醛（质量分数，％）≤0.1 ≤0.32.3.2牌号铸造用自硬碱性酚醛树脂的牌号表示方法如下：“自”和“碱”汉语拼音的第一个字母）示例：铸造用自硬碱性酚醛树脂砂试样常温抗拉强度为0.92 MPa，游离甲醛为0.05％，表示为：ZJ-1-01。

2.4 技术要求铸造用自硬碱性酚醛树脂试样常温抗拉强度应符合表1的规定，游离甲醛含量应符合表2的规定。

铸造用自硬碱性酚醛树脂其他有关性能指标应符合表3的规定。