·酚醛塑料(phenolics)的特性及应用
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安全、经济、绿色的新型建筑材料——酚醛泡沫塑料的应用现状及市场前景1、概述酚醛泡沫(Phenolic Foams)是一种性能优越的防火、隔热、隔音、轻质节能产品,其导热系数低,密度最低仅为30~40 kg/m3,泡沫的难燃程度是目前广泛使用的聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫所远远不及的,25 mm厚的酚醛泡沫平板经受1700℃的火焰喷射10分钟后,仅表面略有炭化却没有被烧穿,既不会着火更不会散发浓烟和毒气。
酚醛泡沫被誉为“保温之王”,早期应用于导弹及火箭头的保温方面。
近些年来,由于高层建筑、交通运输、舰船、航空、空间技术等方面对合成泡沫塑料的热稳定性和耐燃性提出了严格要求,使得酚醛泡沫得到广泛关注和迅速发展。
现在,酚醛泡沫作为一种新型的多用途泡沫材料,以其耐热、难燃、自熄、耐火焰穿透、遇火无低落物和防止火灾蔓延的阻火性能等优点,引起了人们的高度重视。
人们重新认识到利用它的耐燃性制作成绝热保温材料在高层建筑、高温隔热、超低温保冷材料具有重要的实用价值,其作为理想的隔热保温材料将会得到更为广泛、更为迅速的发展,因此它具有广阔的市场前景,是安全、经济、绿色的新型建筑材料。
1942年,酚醛泡沫塑料己在实验室制成。
二战初期,德国将酚醛泡沫用于航空工业,作为轻木的代替品。
同期,英国的泡沫橡胶公司也研制出酚醛泡沫塑料,主要用于漂浮方面。
1945年美国的联合碳化物(UCC)公司开始对低密度酚醛泡沫及其树脂的生产技术进行研究。
湿法酚醛泡沫的用途:主要应用是作绝热材料,例如以板材和夹芯嵌板的形式用于建筑业,用于制造保温货车、卡车和船舱。
另外还可用于低温绝缘方面的研究。
举例来说,湿法酚醛泡沫可作吸音板;特别适于制造泡沫碳,此泡沫碳可耐3300℃的高温,是一种非常好的耐火绝缘材料;玻璃纤维增强的酚醛泡沫可作为盛有可裂变材料容器的包装材料,例如,密度为96 kg/m3的玻纤/酚醛泡沫在运输中可对盛有六氟化铀的钢瓶起保护作用,一方面防震,另一方面在高达1200℃的情况下,有效防止火灾发生;而用硼酸一草酸作固化剂制得的泡沫塑料还可大大衰减中子流;在美国酚醛泡沫还大量用于鲜花展览和运输,将鲜花插入吸饱水的酚醛泡沫塑料中可延长花卉的寿命。
酚醛模塑料以酚醛树脂为粘合剂,木粉为主要填料,辅以添加剂,通过热炼加工制备而成的粉粒状酚醛模塑料。
酚醛模塑料适宜于模压成型和注塑成型,用于低压电器、普通生活用具、阻燃、耐热耐水的高强度电器配件和水润滑轴承及密封圈、高性能汽车零配件,交通电器的绝缘结构件和具有高频绝缘性的电讯、无线电绝缘零件等。
下面我们来介绍一下酚醛模塑料的组分及其作用:
1、酚醛树脂
酚醛树脂在酚醛模塑料中用作粘结剂,对树脂的基本要求是:1.能满足模压制品特定的性能要求;2.要有良好的流动特性,即在常温常压下处于不沾手的固体或半固体状态。
在压制条件下具有良好的流动性,使模压料均匀地充满压模模腔;3.适宜的固化速度,且固化过程中副产物少,工艺性好(如与各种溶剂互溶性良好)。
2、增强材料
增强材料起骨架作用。
主要采用纤维状增强材料,此外,也有采用短切纤维毡,纤维织物或绳作增强材料。
纤维型增强材料有开刀丝,无捻粗纱,加捻纱,高硅氧纤维,碳纤维,石棉纤维,尼龙纤维,芳纶纤维。
3、辅助剂
辅助剂包括玻璃纤维表面处理剂,填料,稀释剂,脱模剂及颜料等。
玻璃纤维表面处理剂用来改进树脂与增强材料的粘接及树脂与纤维界面状态。
对酚醛模塑料,常用的玻璃纤维表面处理剂为KH-550。
填料主要用粉状填料,用来提高模塑料的流动性,降低模压制品的收缩率,提高制品表面光泽度,制品质量的均匀性及赋予制品以某种特殊性能。
稀释剂用来降低树脂的黏度,改进树脂的浸渍性能。
hty885jk 广州陶粒厂。
酚醛塑料的结构简式酚醛塑料,也被称为酚醛树脂或酚醛酸酯,是一类具有优良综合性能的工程塑料。
它们的结构是由苯酚和甲醛经过缩聚反应形成的。
酚醛塑料具有优异的机械强度、耐热性、耐化学腐蚀性以及电绝缘性能,因此广泛应用于家电、电子、汽车和航空航天等领域。
下面将详细介绍酚醛塑料的结构简式。
酚醛塑料的主要结构单元是苯环和醛基。
苯环的结构为六个碳原子形成一个环状结构,每个碳原子上还连接一个氢原子,总共有六个氢原子。
苯环上有三个位点,分别标记为1、2、3位。
醛基是由碳、氧和氢原子组成,其中一个碳原子上连接一个双键与另一个碳原子相连,同时还连接一个氢原子和一个氧原子。
在酚醛塑料的结构中,苯环与醛基通过共价键结合在一起。
首先,苯环中的一个位点与醛基中的碳原子通过共价键相连,形成了一个结构单元。
然后,这个结构单元通过共价键再与其他苯环中的位点连接起来,形成了酚醛塑料的高分子链。
酚醛塑料的结构中还存在其他取代基。
取代基是一种在高分子链中被连接到主链上的原子或原子团。
常见的取代基有甲基、乙基、羟基等。
取代基的引入可以改变酚醛塑料的性能。
例如,引入羟基取代基可以增加酚醛塑料的亲水性和可加工性,降低其耐热性和机械强度。
此外,酚醛塑料的链长也会影响其性能。
链长是指酚醛塑料分子中苯环和醛基的重复单元数目。
链长越长,酚醛塑料的分子量越大,密度越高,机械强度和热稳定性也越高。
总之,酚醛塑料的结构简式可以描述为苯环和醛基通过共价键连接在一起,形成高分子链。
在高分子链中还存在其他不同的取代基,取代基的引入可以改变酚醛塑料的性能。
此外,链长也会影响酚醛塑料的性能。
通过调整酚醛塑料的结构,可以满足不同领域的需求,提高其在各个领域的应用性能。
酚醛树脂的性质和作用酚类和醛类的缩聚产物通称为酚醛树脂,一般常指由苯酚和甲醛经缩聚反应而得的合成树脂,它是最早合成的一类热固性树脂。
酚醛树脂虽然是最老的一类热固性树脂,但由于它原料易得,合成方便,以及酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热性能,尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能,而且树脂本身又有广泛改性的余地,所以目前酚醛树脂仍广泛用于制造玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料。
酚醛树脂复合材料尤其在宇航工业方面(空间飞行器、火箭、导弹等)作为瞬时耐高温和烧蚀的结构材料有着非常重要的用途。
酚醛树脂的合成和固化过程完全遵循体型缩聚反应的规律。
控制不同的合成条件(如酚和醛的比例,所用催化剂的类型等),可以得到两类不同的酚醛树脂:一类称为热固性酚醛树脂,它是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂,如果合成瓜不加控制,则会使体型缩聚反应一直进行至形成不熔、不溶的具有三向网络结构的固化树脂,因此这类树脂又称为一阶树脂;另一类称为热塑性酚醛树脂,它是线型树脂,在合成过程中不会形成三向网络结构,在进一步的固化过程中必须加入固化剂,这类树脂又称为二阶树脂。
这两类树脂的合成和固化原理并不相同,树脂的分子结构也不同。
酚醛树脂改性的目的主要是改进它脆性或其它物理性能,提高它对纤维增强材料的粘结性能并改善复合材料的成型工艺条件等。
改性一般通过下列途径:一、封锁酚羟基。
酚醛树脂的酚羟基在树脂制造过程中一般不参加化学反应。
在树脂分子链中留下的酚羟基容易吸水,使固化制品的电性能、耐碱性和力学性能下降。
同时酚羟基易在热或紫外光作用下生成醌或其它结构,造成颜色的不均匀变化。
二、引进其它组分。
引进与酚醛树脂发生化学反应或与它相容性较好的组分,分隔或包围羟基,从而达到改变固化速度,降低吸水性的目的。
引进其它的高分子组分,则可兼具两种高分子材料的优点。
1、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂。
工业上应用得最多的是用聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂,它可提高树脂对玻璃纤维的粘结力,改善酚醛树脂的脆性,增加复合材料的力学强度,降低固化速率从而有利于降低成型压力。
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。
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。
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。
酚醛树脂及其应用酚醛树脂啊,这可是个很有趣的东西呢!一、酚醛树脂是什么酚醛树脂就是由酚类和醛类在一定条件下缩聚而成的高分子化合物。
它就像是化学世界里的一个小魔法师变出来的神奇物质。
酚类和醛类就像是两个小伙伴,手拉手,然后越聚越多,就形成了酚醛树脂这个大分子。
二、酚醛树脂的特性1. 它的机械强度还不错呢。
就好比是一个小小的坚强战士,能够承受一定的压力和拉力,在很多需要坚固材料的地方都能派上用场。
2. 酚醛树脂还很耐热。
就像一个不怕热的小火龙,在高温环境下也不会轻易变形或者被破坏,这一点在一些高温作业的环境里可太重要啦。
3. 它的绝缘性也很好。
就像一个小小的绝缘卫士,把电啊什么的都挡在外面,在电器元件的制造方面有很大的用途。
三、酚醛树脂的应用1. 在建筑行业的应用可以用来制作各种建筑板材,像那种复合板之类的。
这些板材有酚醛树脂的加持,就会更加坚固耐用,而且还能起到一定的防火作用呢。
想象一下,我们住的房子里有这些酚醛树脂做成的板材,就像有了一个隐形的保护罩。
2. 在电子行业的应用由于它的绝缘性好,所以可以用来制作电子元件的外壳或者电路板的基板等。
就像是给电子元件穿上了一件绝缘的小衣服,让它们能够安全地工作。
3. 在汽车制造行业的应用汽车里面也有酚醛树脂的身影哦。
比如汽车的内饰部件,像仪表盘什么的,用酚醛树脂制作既美观又耐用,还能减少在车内因为高温而产生异味的情况呢。
4. 在航空航天领域的应用航空航天可是要求很高的领域,酚醛树脂的耐热和高强度的特性就发挥作用啦。
可以用来制作一些航空航天设备的零部件,保证在极端的环境下也能正常工作。
概括来说,酚醛树脂虽然是个化学产物,但是它在我们生活的很多方面都默默地发挥着重要的作用,就像一个幕后英雄一样呢。
酚醛塑料——合成材料应用的发端作者:刘超来源:《新材料产业》2016年第06期如果说,钢铁材料促进了人类从思想因循保守的农业时代向更高层次的工业时代迈进,那么巩固并使工业时代向前发展的动力则是复合材料的产生及应用。
从3大合成材料——塑料、合成橡胶、合成纤维的出现到由这3种材料衍生出的成百上千种合成材料,为人类生产力和生产关系呈现的多样化起到了重要的作用,由此萌发的不同产业使得人们对“工业”一词的理解不再泛泛,“工业”更加细化,工人开始专业化。
现在,人类已经掌握的合成材料种类已达万余种,合成材料的发展已成为化学工业中进步最快和成果最显著的部门之一,已经超过了水泥、钢铁等传统的基础材料。
酚醛塑料,是最早被人工制成的合成材料,因此它也成了合成材料使用的开端。
塑料的出现很“任性”在人们的生活中,几乎每时每刻乃至所到之处都会出现塑料制品的身影:购物袋、服装拉链、一次性餐盒、电子产品外壳、饮料瓶、儿童玩具、自来水笔的笔管、汽车保险杠等等,肉眼可见的地方肯定会有塑料及其衍生品很“任性”地出现。
塑料的出现,是一部传奇的故事,是一部创新的传奇故事。
这要追溯到20世纪的1850年,当时,蒸汽机的使用已经为英国工业的变革迈出了第1步,最先进行技术革命应用蒸汽机的行业是纺织业,显示出了蓬勃的发展势头。
为了满足这种发展的需要,漂白剂和染色剂的更新换代周期不断被缩短,因此这也成为那些化学家们最头疼的问题。
而当时制作染色剂的原料多数为煤焦油,这是煤或沼气经过燃烧在烟囱内壁上凝结的凝乳状物质。
当时,有很多研究化学染色剂的技术人员对此开展了研究。
伦敦皇家化学研究所实验室助理威廉·亨利·珀金也是开展此项实验的人员之一。
一个百无聊赖的午后,珀金来到实验室,发现实验室的桌子和板凳上有很多在实验过程中喷溅上的化学试剂,当他用抹布去擦抹板凳上的化学试剂时发现,抹布被染成了很少见的淡紫色。
尽管珀金发现的并不是塑料,但是这次偶然发现具有重要意义,因为它表明可以通过控制天然有机材料的办法得到人造化合物。
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。
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。
酚醛树脂概况一特点(1)2009-01-01 10:13:05 作者:中国酚醛树脂网来源:文字:【大】【中】【小】一、酚醛树脂特点酚醛树脂(Phenolic resins)是一种以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而制得的一大类合成树脂。
所用酚类化合物主要是苯酚,其他还可用甲酚、混甲酚、壬基酚、辛基酚、二甲酚、腰果酚、芳烷基酚、双酚A或几种酚的混合物等;所用醛类化合物主要是甲醛,其他还常用多聚甲醛、糠醛、乙醛或几种醛的混合物。
由于苯酚-甲醛树脂是酚醛树脂中最典型和最重要的一种,所以若不特别说明,一般即以其为代表进行论述。
生产酚醛树脂,根据所采用原料反应官能度、酚与醛的摩尔比及合成反应催化剂(反应物系pH值)的不同又分为热塑性酚醛树脂(Novolaks)和热固性酚醛树脂(Resoles)两大类产品,前者在无固化剂促进下具有热可塑性,后者则不需固化剂也具有自固化特性(甚至于常温环境)。
酚醛树脂是被人类最早合成的一种树脂。
树脂是高分子化合物,所以酚醛树脂具有高分子化合物的基本特点,即:(1)分子量(相对分子质量)大,且呈现多分散性;(2)分子结构有多样性,在不同条件下可分别制成线型、支链型、网状结构;(3)酚醛树脂处于线型、支链型结构状态,具有可溶可熔可流动的可加工性,当转变为体型(三向网状)结构状态,就固化定型且失去可溶可熔和可加工性;(4)酚醛树脂如同所有高分子化合物一样不能被加热蒸发,过高的温度只能使其裂解,甚至炭化。
综上可知,即使同一种类型酚醛树脂产品,其性能也可多变的。
没有固化形成网状结构之前的酚醛树脂,其性能是不稳定的,不能作为制品来使用,它对于酚醛树脂生产企业虽然是产品,但实际却是制造各种各样有用材料或制品的中间品。
因而酚醛树脂产品的性能,必然要与其下游材料或制品的生产相适应。
在各种实用性材料和制品结构中,绝大多数场合酚醛树脂都是起着黏结剂的作用,且在各种材料和制品生产的最终,转变为网状结构。
酚醛树脂与塑料介绍酚醛树脂(Phenolic resin)是一种以酚类(主要是苯酚)与醛类(主要是甲醛)经缩聚而制得的合成树脂。
根据其工艺配方不同又分为热固性酚醛树脂和线型热塑性酚醛树脂两大类。
它是合成树脂中最早被发现并最先实现工业化生产的塑料品种。
酚醛树脂用途广泛,可制成模塑料,层压制品、铸造树脂、涂料、胶粘剂、泡沫塑料、摩擦材料等。
由于其原料易得,价廉、综合性能也较好,因此在各应用领域仍受到青睐。
但酚醛树脂在性能上也有其不足之处,如性脆、色暗等。
通过不断改性和发展新品种,尤其是开发了热固性树脂与塑料的注射成型,并出现了片状或型料(SMC)的成型方法以及各种改性的酚醛塑料品种,其性能得到了改善。
新发展的酚醛工程塑料主要用于耐高温、高强度场合,可用于汽车工业的金属替代品,小型马达部件计算机盒、线圈绕轴和接插件等。
尖端复合材料主要用于火箭发动机喷管,宇航和火车内装饰材料等。
1酚醛树脂种的应用1.1通用酚醛树脂热塑性酚醛树脂(novolac)主要用于制造模塑粉,也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。
热固性酚醛树脂主要用于制造层压塑料、表面被覆材料、刹车片衬里、铸塑料、泡沫塑料(包括微球泡沫塑料)、烧蚀材料、涂料、木材浸渍剂、胶粘剂及其他改性高聚物。
(1) 模塑粉生产酚醛模塑料的模塑粉是酚醛树脂的一种主要用途。
树脂大多采用固体热塑性酚醛树脂,也有少量用热固性酚醛树脂者。
采用辊压片、螺旋挤出法或乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀,再经粉碎过筛即得。
其性能因填料种类而异。
模塑粉可采用模压、模塑和注射成型等方法制成各种塑料制品。
主要用于制造开关、插座、插头等电器零件,以及日用品及其他工业制品。
(2) 增强酚醛塑料是以酚醛树脂溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物,经干燥、压制成型的各种增强塑料。
其力学强度高,综合性能好,可以进行机械加工。
以纸、棉布、玻璃布、石棉布、木材片等片状填料浸渍甲阶酚醛树脂,干燥后热压成型的酚醛层压塑料,既可用于装饰板也可用于线路板等工业领域。
热固性聚合物是从低粘度液体开始,通过催化剂或外加能量〔热或射线〕固化为固体.最早的热固性基体是酚醛,紧随其后的是环氧,接着是不饱和聚酯、脲醛,再接着是硅树脂,以与更新的基体.从实用的角度看,最重要的仍然是前三种:酚醛、环氧和不饱和聚酯二、简介酚醛树脂也叫电木,又称电木粉,英文名称phenolic resin,简称PF,比重1.25~1.30是热固性塑料家族中最古老的成员,可以追溯到1870年.合成酚醛树脂的两种单体是苯酚和甲醛,通过聚合形成, 酚醛树脂原为无色或黄褐色透明物,因含有游离分子而呈微红色,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.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.酚与醛的摩尔比大于一,用酸类物质作催化剂,生成热塑性酚醛树脂.酚与醛的摩尔比小于一,用碱类物质作催化剂,生成热固性酚醛树脂.主要包括:线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂.三、酚醛树脂固化原理酚醛树脂只有在形成交联网状<或称体型>结构之后才具有优良的使用性能,包括力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、热稳定性等.酚醛树脂的固化就是使其转变为网状结构的过程,表现出凝胶化和完全固化的两个阶段,这一转变不仅是物理过程,更要强调的是,这是一个化学过程.表现出以下一些特点:<1>树脂在固化前的结构因素<组成、分子量大小、反应官能度等>影响显著; <2>固化反应受催化剂、固化剂、树脂pH值等的影响显著;<3>固化过程有热效应;<4>固化速率受温度、压力的影响显著;<5>固化过程有副产物<如水、甲醛等>产生;<6>固化反应是不可逆过程.酚醛树脂有热塑性和热固性两类.热塑性酚醛树脂〔或称两步法酚醛树脂〕,为浅色至暗褐色脆性固体,溶于乙醇、丙酮等溶剂中,长期具有可溶可熔性,仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下,才固化<加热时可快速固化>.主要用于制造压塑粉,也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂.热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件,日用品与其他工业制品.热固性酚醛树脂〔或称一步法酚醛树脂〕,可根据需要制成固体、液体和乳液,都可在热或〔和〕酸作用下不用交联剂即可交联固化.热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件.为指导树脂合成和成型加工,常将其固化过程分为A、B、C三个阶段.具有可溶可熔性的预聚体称作A阶酚醛树脂;交联固化为不溶不熔的最终状态称C阶酚醛树脂;在溶剂中溶胀但又不完全溶解,受热软化但不熔化的中间状态称B阶酚醛树脂处于此阶段的酚醛树脂为脆性固体,可以制成粉末,与添加剂一起模压成型.添加剂中除固化剂外,主要成分是木粉,它赋予酚醛材料强度与韧性,其压缩强度可达275MPa.酚醛具有优良的电绝缘性,低吸潮性和较高的使用温度〔204℃〕.,树脂存放过程中粘度逐渐增大,最后可变成不溶不熔的C阶树脂.因此,其存放期一般不超过3~6个月.热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、层压塑料;制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料;制造日用品、装饰品;制造隔音、隔热材料等. 常见的高压电插座、胶粘剂和改性其他高聚物.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.并且价格低廉,可以说酚醛是性能价格比最高的一种高分子材料.四、酚醛树脂的重要特点1、高温性能酚醛树脂固化后依靠其芳香环结构和高交联密度的特点而具有优良的耐热性,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.酚醛树脂在200℃以下基本是稳定的,一般可在不超过180℃条件下长期使用.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.2、粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂.卓越的粘结性酚醛树脂卓越的粘附性首选源于其大分子结构上的大量极性基团,极性强是促成其对材料浸润、粘附的有利因素.当酚醛树脂复合型材料加工成型为最终制品后,其中酚醛树脂粘结剂已经转变为交联网状结构并固化,得以保证粘结界面的稳定和持久.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,摩擦材料以与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.酚醛是普通电器行业中的首选材料.它可以经受短路,但仍能继续工作;它可能受电击炭化,但从不燃烧;甚至还能经受电弧的打击.3、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,独特的抗烧蚀性酚醛树脂交联网状结构有高达80%左右的理论含碳率,在无氧气氛下的高温热解残炭率通常在55%~75%之间.酚醛树脂在更高温度下热降解时吸收大量的热能,同时形成具有隔热作用的较高强度的炭化层,当用于航天飞行器的外部结构时,在其返回地面穿过大气之际,酚醛树脂的热降解高残炭特性就起到了独特的抗烧蚀性作用和对航天飞行器的保护作用.4、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.5、良好的阻燃性阻燃性对于建筑材料、石油化工设备和管道保温材料、交通运输工具的结构和装饰材料都是极其重要的性能.酚醛树脂制成的泡沫塑料以与酚醛树脂基复合材料在这些领域都有极高的利用价值,这是因为酚醛树脂有良好的阻燃性.大多数高分子树醋都是易燃的,需要加入阻燃剂才能达到阻燃效果.但是酚醛树脂是少有的例外,它不必添加阻燃剂可达到阻燃要求,且具有低烟释放、低烟毒性等特征,其燃烧发烟起始温度在500℃以上,而且表征发烟程度的最大消光系数为0.02.6、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,乙二醇和各种碳氢化合物.7、高弹性模量酚醛在普通塑料中具有最高的弹性模量,具有良好的电绝缘性质.它可与任何增强材料配合,可以用纸增强、布增强、玻璃纤维增强,甚至还有用芳香尼龙增强的.用石棉、金属粉增强的酚醛用于汽车的刹车片和离合器片.酚醛在机械行业中有广泛的应用,可制成任何形式的标准件如棒、板、带、片、齿轮、凸轮等.酚醛具有极高的压缩强度,高达215MPa.另一个主要用途是线路板,有一系列不同的增强材料满足不同线路板的需求.8、加工形式多样酚醛树脂的一大优点是可制成B阶〔段〕树脂.B阶树脂是尚未固化的树脂,分子链仍为线形.这使得酚醛树脂可以像热塑性树脂那样进行预浸,再进行成型加工.但是在加热加压条件下固化,就成为不熔不溶的固体.五、性能参数一些非金属材料的介电性质与电阻率胶木[酚醛树脂〔木粉填充〕]物理性能六、注塑工艺注塑比压塑和传递摸塑效率提高5~10倍,节能达50%,工人劳动强度降低.1、原料要求在料桶和喷嘴内要有很好的流动性和热稳定性,以利于冲摸和防止堵流道.技术要求拉西格流动度>200mm在80~95度保持流动时间>10min在75~85度保持流动时间>60min提高树脂流动性主要措施1添加该性剂,如增塑,DBP;释剂苯酚甲醇丙酮糠醛等;结晶水化合物CaCl2.2H2O,Ba〔OH〕2.8H2O;润滑剂底分子量聚乙烯蜡等.2颗粒料进行表面处理,在表面施加涂层.涂层为脂肪酸金属盐,芳香酸烷基酯等.提高固化速度的主要措施有1合成高邻位酚醛树脂;2在甲阶树脂中,加入有机羧酸盐或硼酸盐以加速固化.提高树脂热稳定性的措施可以添加热稳定剂如对叔丁基苯酚等.2、工艺条件为使生产正常运行,必须掌握工艺参数和严格操作规X.物料进入料筒,经过螺杆预塑和积料过程,温度由起始的40-60度升高到大致为80-85度,此时物料主要发生物理变化,黏度不断降低,注射时,由于物料在喷嘴处流速变高,剪切产生的摩擦热使温度升高,射出的熔体温度一般控制在120-130度,这时的熔体呈现最好的流动状态,并接近硬化的临界塑性状态.在工艺制定中参考上述的情况制订相应的参数.通用酚醛树脂注塑工艺参数七、注塑设备八、我国生产的树脂种类我国主要生产有210、211、2112、2116、2118与2119等牌号.211树脂是用甲酚与甲醛缩合、松香改性、甘油酯化工艺得到;2118树脂由二酚基丙烷与甲醛缩合、松香改性、季戊四醇酯化工得到;2119树脂由二甲酚与甲醛缩合、松香改性、甘油酯化工艺得到;2112与2116树脂均采用一酚醛浆配制,只是加成、酯化过程的配方不同;210树脂松香苯酚甲醛甘油一步法生产制的.各牌号的技术指标不同210 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:135~150 ℃溶解度<苯1:1>:全溶211 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:>=133 ℃溶解度<苯1:1>:清2112 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:>=135℃溶解度<苯1:1>:清2116 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=18mgKOH/g 软化点:151~162 ℃溶解度<亚麻油1:1加热到240℃>:全溶2118 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:157~165℃象2116全溶2119 颜色<=12<鉄钴色> 酸值<=20mgKOH/g 软化点:>=130℃九、酚醛树脂的最新发展与展望有关酚醛树脂的开发和研究工作,主要围绕着增强、阻燃、低烟以与成型适用性方面开展,向功能化、精细化发展,各国科学家部以高附加值的酚醛树脂材料为研究开发对象.不含甲醛的环保型新酚醛树脂新酚醛树脂<xylok>为高分子化合物,是由苯酚和芳烷基醚通过缩合反应而产生的,新酚醛树脂具有良好力学性能、耐热性能,广泛应用于金刚石制品、砂轮片制造等行业.新酚醛树脂粘结力强,化学稳定性好,耐热性高,硬化时收缩小,制品尺寸稳定.粘结强度比酚醛树脂提高20%以上,耐热性提高100℃以上.新酚醛树脂制品可在250℃下长期使用,制品耐湿耐碱.新酚醛树脂可做为金刚石砂轮的结合剂,使用方法为: 新酚醛树脂与酚醛树脂按1 :3混合使用,不仅提高了酚醛树脂的强度,还提高了耐热性和磨削比.如单独使用新酚醛树脂,砂轮的寿命是酚醛树脂8倍,在生产工艺上比酚醛树脂制品强度高出约30%。
酚醛泡沫塑料防火保温材料的性能和应用【摘要】建筑结构的防火和保温是结构设计需要考虑的重要环节,防火功能主要用于保障生命和财产的安全,而节约能源的主要措施之一是提高建筑结构的保温性能。
酚醛泡沫塑料因具有良好的防火保温性能在目前的建筑结构中逐渐被大量采用,本文针对酚醛泡沫塑料的制备、加工成形和应用进行了研究和总结。
分析了温度、发泡剂、固化剂、表面活性剂对发泡的影响,通过酚醛泡沫塑料与目前常用的四大类防火保温材料性能进行了对比,为建筑结构防火保温材料的合理选取和使用提供参考。
标签建筑结构;酚醛泡沫塑料;防火;保温;应用1 引言酚醛保温板由酚醛泡沫制成,酚醛泡沫是一种新型不燃、防火低烟保温材料,它是由酚醛树脂加入发泡剂、固化剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料[1]。
它最突出的特点是不燃、低烟、抗高温歧变。
它克服了原有泡沫塑料型保温材料易燃、多烟、遇热变形的缺点,保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。
目前,研究认为在现有的酚醛泡沫保温材料、水泥基泡沫保温板、石棉板、聚苯颗粒保温砂浆、聚氨酯等保温材料中,只有酚醛泡沫有较好的防火保温性能、更加适合实际应用[2-3]。
与其他面层材料复合后的酚醛板,可用于建筑物的墙体和房屋屋面保温层。
在外墙及屋顶安装上酚醛泡沫保温板后,房屋的隔热保温性能大大增强,比未加保温的建筑可节能60%以上[4]。
本文对酚醛泡沫塑料的发泡原理、制备方法、性能以及应用等方面进行了研究,通过酚醛泡沫塑料与目前常用的四大类防火保温材料性能进行了对比为建筑结构防火保温材料的合理选取和使用提供参考。
2 制备方法和性能酚醛泡沫材料可分为线性酚醛树脂泡沫材料和甲阶酚醛树脂泡沫材料。
线性酚醛树脂泡沫材料是由苯酚和甲醛在酸性条件下聚合,甲阶酚醛树脂泡沫材料由苯酚和甲醛在碱性条件下聚合成预聚体。
聚合后还要经由发泡固化成型工艺形成泡沫材料。
发泡剂使用量的增大将使泡沫塑料的密度减小,可根据密度的要求加入合适的发泡剂,在选择时可以选用价廉且有利于保护环境的发泡剂品种。
酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方!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。
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。