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酚醛黏合劑

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2011-03-15   瀏覽次數(shù):209  分享到: 分享到騰訊微博

(l)高殘?zhí)挤尤渲ど釀┑暮铣赡壳埃突鸩牧嫌矛F(xiàn)有的黏合劑雖已竭盡所能,但仍不能滿足用戶對耐火材料質(zhì)量提出的日益增高的要求。酚醛樹脂具有原料復(fù)得、良好的耐熱性及高強(qiáng)度等特點(diǎn),從20世紀(jì)80年代已在耐火書料的生產(chǎn)中大量應(yīng)用。酚醛樹脂的殘?zhí)剂恐苯佑绊懼突鸩牧系母邷貜?qiáng)度,獲得高殘?zhí)嫉臉渲菢渲a(chǎn)廠家和耐火材料企業(yè)一致摧求的目標(biāo)。在酚醛樹脂分子鏈中引入多環(huán)酚以及引入能夠捕捉樹雕高溫裂解廈應(yīng)所產(chǎn)生的自由基的添加劑,能夠提高酚醛樹脂的殘?zhí)剂浚@將大大增加樹脂的生產(chǎn)成本。河南省精細(xì)化工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)l在基本不增加生產(chǎn)成本的前提下,研究了醛酚摩爾比、催化劑6種、溶劑對酚醛樹脂殘?zhí)剂康挠绊懀?dāng)采用堿金屬碳酸鹽作催刊劑,醛酚摩爾比在1.35—1.37時,樹脂具有最高的殘?zhí)剂俊2捎米顑?yōu)化工藝合成的樹脂比通用的樹脂殘?zhí)剂扛?%~5%。由此{(lán)成的黏合劑應(yīng)用于耐火材料的生產(chǎn)中,被認(rèn)為是合適的黏合劑。

合成方法是:在反應(yīng)釜中按比例加入苯酚和甲醛,升溫至反應(yīng)《度,在攪拌下1.5h內(nèi)滴加入配制好的催化劑溶液,繼續(xù)反應(yīng)2h,降溫,真空脫水,至所需要的黏度,加入溶劑,攪拌均勻后出料。所{成的酚醛樹脂黏合劑主要理化指標(biāo)如下:黏度(25℃)6—12Pa?s固含量80. 47%,殘?zhí)剂緾1 48. 6%,殘?zhí)剂緾260. 39%,水分<5%,灰分<0.5%。

不同催化劑品種對黏合劑的殘?zhí)剂坑兄^大的影響。在相同反應(yīng)條件下,堿金屬催化合成的樹脂黏合劑與堿土金屬催化的樹脂黏合劑相比,具有更高的殘?zhí)剂俊R@得高殘?zhí)剂康臉渲ず蟿瑧?yīng)盡量選用堿金屬催化劑,如碳酸鈉、碳酸鉀。

(2)耐溫酚醛樹脂黏合劑的合成作為人類歷史上第一個工業(yè)化生產(chǎn)的合成樹脂,酚醛樹脂工業(yè)化已有近百年的歷史,因其價(jià)格低廉,又具有良好的耐熱、耐化學(xué)腐蝕和電氣絕緣性能,因此是生產(chǎn)耐候、耐熱性黏合劑的首選樹脂。但純粹的酚醛樹脂存在脆性大、在高溫下容易分解等缺陷,影響材料的使用性能。為滿足某些場臺的要求,需對酚醛黏合劑進(jìn)行改性,而將環(huán)氧基團(tuán)引入酚醛樹脂的分子結(jié)構(gòu)中是簡單有效的方法之一。陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院和西安交通大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院合成了具有一定相對分子質(zhì)量的熱塑性酚醛樹脂,然后將環(huán)氧基團(tuán)引入該分子結(jié)構(gòu)中進(jìn)行改性,所得黏合劑在250℃下長期使用性能穩(wěn)定。

熱塑性酚醛樹脂的合成:將一定比例的甲醛、苯酚置于反應(yīng)釜中,在一定溫度下攪拌一定時間,加入鹽酸調(diào)節(jié)pH值,升溫繼續(xù)反應(yīng)一定時間,每0.5h測一次含醛量,之后降低溫度,保溫、抽真空,得到淡黃色黏稠液體。

制得的熱塑性酚醛樹脂中加入一定量的環(huán)氧氯丙烷,升溫回流反應(yīng)一定時間,緩慢加人一定量一定濃度的NaOH溶液,至體系由銹紅色濁液變?yōu)闇\紅色濁液,降溫抽真空脫水,繼續(xù)滴加~定量NaOH溶液,保溫回流,熟化、洗滌、減壓回收環(huán)氧氯丙烷、真空烘箱中除水,最終得到淡黃色透明黏稠液體。

線性酚醛樹脂的合成條件:苯酚與甲醛的物質(zhì)的量比例為0.7-左右,在體系pH=1,溫度為80℃的條件下反應(yīng)2h,之后降低溫度,減壓脫除水分。

環(huán)氧基團(tuán)的引入:按苯酚的物質(zhì)的量的1.18倍在上一步產(chǎn)物中加入環(huán)氧氯丙烷,升溫至平穩(wěn)回流,反應(yīng)一定時間后加入一定量的NaOH溶液。NaOH與環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量相等,先滴加其總量的80%(質(zhì)量濃度40%),在2h左右滴完,至體系轉(zhuǎn)為淺黃色濁液,減壓脫水;繼續(xù)滴加剩余的NaOH溶液(質(zhì)量濃度巭7.5%)并回流,約0.5h滴完,之后再熟化2h。將清濁液分開,濁液用蒸餾水洗滌數(shù)次去鹽,在真空烘箱中除去水分,產(chǎn)物為淡黃色透明黏稠液體。

在最佳合成條件下得到的產(chǎn)品,剪切強(qiáng)度接近30MPa,凝破時間低于lOOs.能夠長時間經(jīng)歷250℃的高溫而性能穩(wěn)定,說明該產(chǎn)品作為一種耐溫黏合劑其性能是可靠的。
 

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