酚醛树脂层压材料
生产工艺设计
目录
一、合成工艺
（一）酚醛树脂概述 (1)
（二）原料产品特性 (3)
（三）操作步骤 (4)
（四）生产控制表 (8)
（五）物料衡算 (10)
二、工段综合概述
（一）酚醛层压材料生产工艺流程图 (10)
（二）设备一览表 (10)
（三）车间人员表 (10)
（四）劳动保护和安全 (11)
（五）环境保护和三废处理 (12)
三、小结 (15)
四、制图
（1）工艺流程图 (16)
（2）车间布置图 (17)
（3）设备图（反应釜） (18)
一、合成工艺
（一）酚醛产品概述
1.1.1.产品介绍
酚醛树脂phenolic resin
HO
CH2
OH CH2OH
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。酚醛树脂具有高分子化合无的基本特点。其显著特点是价格低廉、耐热、耐烧蚀、阻燃、燃烧发烟少等，作烧蚀材料、作木材胶黏剂目前还没有任何树脂与其可竞争，作阻燃结构材料或涂料显示独特的优势。
1.1.2产品性能
（1）酚醛树脂的颜色处于黄色到褐色之间，它的着色能力很强，生产出的浅色的酚醛树脂在贮藏和加工过程中可以迅速着色，只有p-烷基-取代的酚生成的酚醛树脂的着色能力稍弱，酚醛树脂的特征吸收紫外吸收峰在254nm和280nm处。
（2）阻燃性能和发烟性能近年来的研究表明，火灾事故中放出的烟雾和毒性气体是造成人员伤亡的主要原因，这促使人们研究开发新型阻燃低发烟性的聚合物材料。研究发现，酚醛材料燃烧时形成高碳泡沫结构，成为优良的绝热体，从而阻止了材料内部的燃烧。酚醛材料的燃烧产物主要是水、二氧化碳、焦炭和中等含量的一氧化碳，燃烧产物的毒性较低。此外，酚醛复合材料具有不燃性、低发烟率、少或无毒气放出和高的强度保留率，远优于环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂。同时，酚醛材料的阻燃性还可通过添加改性磷、卤素化合物和硼化合物或提高材料的交联度得到进一步改善。
（3）耐辐射性能热固性酚醛树脂的耐辐射性不佳，但填充玻璃纤维或石棉后的复合材料具有优良的耐辐射性，且耐热性好，固酚醛模塑料可做核电设备和高压的加速器的电子元件和防护涂料、处理辐射材料的装备元件、空间飞行器的电子和结构组件。
（4）产品性状及技术规格
密度/(g·cm3) 拉伸强度/Mpa 断裂拉伸率/% 拉伸模量
/Mpa 弯曲强度/Mpa
1.30～1.32 42～64 1.5～
2.0
3.2 78～120压缩强度/Mpa 热变形温度/℃线膨胀系数
/×10-6℃
洛式硬度收缩率/% 88～110 78～82 60～80 120 8～10
上海绝缘材料厂生产的1134酚醛树脂可以制成酚醛类层压板、卷压板和胶木，其外观是黄色至棕红色透明溶液，固体含量不低于50%，加溶剂之前的凝胶化时间为（160±1）℃ 60s ～90s 。
1.1.3产品用途
酚醛树脂主要用来生产酚醛压塑粉、纸质层压板、绝缘带、粘合剂、涂料等。 ①压塑粉又称模塑粉，通常由固体酚醛树脂、粉状填料、着色剂、润滑剂等组成，以酸法酚醛树脂为原料时，必须添加固化剂六亚甲基四胺。粉状填料因塑料制品用途的不同而不同。一般用途时采用木粉、氧化镁、高岭土；用于高绝缘材料时，采用石英粉、云母粉等。粉状填料的用量可为酚醛树脂量的50％一80％。
②生产纸质层压板或木材三夹板、多层板、以及绝缘带时，采用碱法树脂水溶液或乙醇溶液，经浸渍、干燥、压制成型而成。绝缘带为单层织物，浸渍树脂溶液后、经干燥、热固化而成。
③酚醛树脂作为粘合剂，用于砂轮制造、翻砂模具、刹车片材等。松香和植物油改性酚醛树脂以及甲酚、对叔丁基苯酚、二甲苯等改性酚醛树脂等可用作耐酸、防腐蚀涂料、绝缘涂料等。
④酚醛空心微球具有难燃、低密度、孔隙率高等优点可作为充填材料生产环氧、泡沫塑料、不饱和聚酯泡沫塑料等，这一类型泡沫塑料具有高压缩强度，可作为结构材料的芯材用于汽车工业、宇航工业、造船工业、飞机制造业等。
1.2生产方式
1.2.1反应方程式
（1）酚与醛的加成反应 反应开始，酚与醛发生加成反应，生成多羟甲基酚以及一元酚醇和多元酚醇的混合物。这些羟甲基酚在室温下是稳定的，羟甲基酚可进一步与甲醛发生加
体积电阻率 /Ω·cm 介电强度 /（kV/mm ） 介电常数（60Hz ） 介电损耗角正切（60Hz ）
耐电弧形/s
1012～1013 14～16
6.5～
7.5 0.10～0.15 100～125 吸水率（24h ）/%
对玻璃、陶瓷、金属的粘结性 有机溶剂 耐化学性 0.12～0.36 优良
某些有机溶剂侵蚀
遇强碱降解，遇强酸腐蚀，遇弱碱轻微降解，遇弱酸轻微腐蚀
成反应：
HO +CH2O
OH
CH2
OH
OH
CH2OH
HOH2C
CH2OH
（2）羟甲基酚的缩聚反应羟甲基酚在加热碱性催化条件下可进一步发生缩聚反应：
HO
CH2
OH CH2OH
OH
CH2OH +
CH2OH
OH
NH4OH
OH
CH2
CH2
CH2
CH2
OH
CH2
CH2
CH2
OH
CH 2
CH 2
1.2.2生产工艺流程图
苯酚甲醛
熔化合成冷拼上胶
