酚醛树脂胶

    酚醛树脂胶 : 111.1 简介
酚醛树脂的耐水性、耐老化性、耐热性能都很好,胶合强度也很 高,可制成各类胶合板,如航空胶合板、船舶胶合板、车厢板和木材层 压塑料等产品。
111.2 制造方法
(1)原料计算
生产酚醛树脂胶的原料用量可根据已确定的苯酚与甲醛或其他 原料的量的比来计算,即以苯酚的量为基准,采用1 mol的苯酚对其他 原料的量(mol)的比来计算。计算公式为:

式中:G——所计算的原料质量,kg;
m——所计算原料的分子量;
n——苯酚与所计算原料的摩尔比值;
Q——所计算原料的纯度,%;
p——苯酚的纯度,%;
M——苯酚的质量,kg。
(2)工艺类型的选择
工艺类型选择是影响酚醛树脂胶质量的一个重要方面,一般有缩 聚次数的选择、催化剂的选择、缩聚温度的选择、浓缩与未浓缩处理的 选择等方面。
(3)生产工艺
1)水溶性酚醛树脂胶的生产工艺。水溶性酚醛树脂胶系苯酚与 甲醛以碱为催化剂,经缩聚而成的胶粘剂。
由于碱性催化剂的种类、数量及生产工艺条件等不同,水溶性酚 醛树脂胶分为两种类型:一种是涂胶单板需要经低温干燥的酚醛树脂 胶,一种是涂胶单板不需要低温干燥的酚醛树脂胶。
A.水溶性酚醛树脂胶生产工艺(Ⅰ)。这种胶粘剂系苯酚与甲醛 在氢氧化钠用量较小的条件下缩聚而成,为深棕色透明黏稠液体。由 于树脂渗透力较强,成膜速度较慢,所以涂胶的单板需要在低温下干 燥,以克服透胶现象,提高胶合质量。这种胶粘剂供生产耐水胶合板、 纤维板用。
a.原料配方:
n(苯酚):n(甲醛):n(氢氧化钠):n(水)=1:1.5:0.25:7.5
甲醛分两次加入:第一次加总量的80%,第二次加总量的20%。
实际加水量=按配方计算的水量-(甲醛含水量+碱含水量)
b.生产工艺:将已熔化的苯酚加入反应釜,开动搅拌机,加入氢 氧化钠溶液及实际加水量,升温到42～45℃,保温25 min。
加第一批甲醛(占甲醛总量的80%),在45～50℃下保持30 min 后,在74 min内将温度由50℃升至87℃,再在24 min内由87℃升温至 95℃,并将温度维持在95～96℃之间,保温18～20 min。
保温后,在24 min内冷却至85℃,加第二批甲醛(占甲醛总量的 20%),在82℃保温13 min以后,在30 min内由82℃升温到92℃,并将 在温度维持在92～96℃,继续反应20～60 min(视黏度而定)。当黏度 达到要求后,立即向夹套内通水冷却,在40℃以下放料。
c.质量指标:
外观:深棕色透明黏稠液体。
固体含量:45%～50%。
游离酚含量:≤2.5%。
可被溴化物含量:≥12%。
黏度(20℃):0.625～1.25 Pa·s。
B.水溶性酚醛树脂胶生产工艺(Ⅱ)。这种胶粘剂系苯酚与甲醛 在氢氧化钠用量较大的条件下缩聚而成的深棕色黏稠液体。该树脂 渗透能力较弱,成膜速度较快。涂胶的单板经陈放后,胶液能迅速成 膜,较厚的单板基本上没有透胶现象。采用此种胶粘剂生产胶合板, 可简化生产工艺,节省生产设备,降低成本。
a.原料配方:
n(苯酚):n(甲醛):n(氢氧化钠)=1:1.8:0.624
m(苯酚):m(水):m(氧化钙)=100:22.5:0.12
b.生产工艺:将熔化了的苯酚加入反应釜,开动搅拌机,加入甲 醛(占甲醛总量的19.2%)和氧化钙,在15～20 min内升温到沸腾。保 持回流17 min后,降温至50℃。
加入甲醛(占甲醛总量的80.8%)和氢氧化钠(占氢氧化钠总量的 39.3%),在40 min内升温到沸腾。回流15 min后,降温至90～92℃, 保持40 min。
加入氢氧化钠(占氢氧化钠总量的60.7%)和水,保持温度在90～ 92℃。30 min后测定反应液黏度,当黏度达到要求时,冷却到50℃ 放料。
c.质量指标:
外观:深棕色黏稠液体。
固体含量:≥44%。
游离醛含量:≤0.4%。
可被溴化物含量:≥11%。
黏度(20℃):0.50～0.75 Pa·s。
2)醇溶性酚醛树脂胶生产工艺。醇溶性酚醛树脂胶系苯酚与甲 醛在氢氧化铵存在下缩聚,经减压脱水浓缩,用乙醇溶解的棕色透明 液体。其使用时,能继续用乙醇稀释,但遇水易浑浊,并会出现分层现 象。主要用于纸张或单板的浸渍,以及生产船舶板、层积塑料和高纸 胶合板。
A.原料配方:
n(苯酚):n(甲醛)=1:1.2
m(苯酚):m(氢氧化铵)=100:6.89
乙醇适量
B.生产工艺:将熔化的苯酚加入反应釜,开动搅拌机。加入甲醛, 保持温度为40～45℃,搅拌10～15 min,加入氢氧化铵。反应液在20 min内升温至65℃,在65℃下反应20 min。在60 min内升温至95℃ (注意防止沸腾,并仔细观察反应釜内溶液的变化),经20 min后将出 现浑浊点,发现浑浊后在(95±1)℃保持25 min。
停止加热,进行减压脱水,内温不得高于65℃,反应液透明后内温 不得超过75℃。反应液透明20 min后,取样测定聚合速度,当聚合速 度不大于70 s时,停止脱水。
加入乙醇(约同于苯酚的质量),内温保持在65～70℃,待树脂全 部溶解后,冷却至50℃以下放料。
C.树脂的质量指标:
外观:透明棕色黏稠液体。
固体含量:≥50%。
游离酚含量:≤14%。
黏度(20℃):0.094～0.188 Pa·s。
聚合速度:40～70 s。
水分含量:≤7%。
3)常温固化酚醛树脂胶生产工艺。常温固化酚醛树脂胶系苯酚 与甲醛在氢氧化钠的作用下进行缩聚反应,经减压脱水,用乙醇稀释, 呈红棕色黏稠液体。加入苯磺酸或石油磺酸等,在常温(20℃)下即可 固化(苯磺酸或石油磺酸加入量为树脂量的10%～20%)。此胶具有 较高的胶合强度,而且性能优良,广泛用于建筑、交通、家具等的胶合 板生产。该树脂中游离酚、游离甲醛含量低,对人体危害小。
A.原料配方:
n(苯酚):n(甲醛):n(氢氧化钠)=1:1.5:0.05
乙醇适量
B.生产工艺:将熔化的苯酚加入反应釜,开动搅拌机并升温,加入 氢氧化钠溶液,10 min之后加甲醛液,在15 min内使内温升到70℃,保 持20 min,然后将温度升到95～98℃。由于该反应为放热反应,所以 升温的同时,应严格控制夹套内的蒸汽量,必要时可通水冷却降温。
保持沸腾回流30 min左右,每隔一定时间取样测定黏度或折光指 数。当折光指数达到1.478～1.485时,即为缩聚终点。
当到达缩聚终点之后,立即进行减压脱水。内温在60℃左右,脱 水30 min后,测定黏度,当黏度达到140Pa·s时,停止脱水,开始冷却, 并加入适量的乙醇,继续搅拌30 min左右,直到树脂均匀溶解,降温至 40℃以下放料。
C.技术指标:
外观:红棕色透明黏稠液体。
固体含量:65%以上。
游离酚含量:≤5%。
黏度(20℃):10～200 Pa·s。
111.3 酚醛树脂胶改性
采用酚醛树脂生产的塑料装饰板,耐久性欠佳,易龟裂,色泽较 深,同时树脂贮存期也较短。用三聚氰胺改性的酚醛树脂胶,可以克 服上述不足。这种改性的胶粘剂系三聚氰胺、苯酚与甲醛在碱性催化 剂存在下,经缩聚而制得。该树脂固化后光泽好,附着力强,同时耐热 性、耐磨性好,胶合强度高,可供装饰纸浸渍用。
(1)配方
原料 用量/kg
第一次加甲醛(≥37%) 12
第二次加甲醛(≥37%) 42
稀氨水(2.5%) 0.72
烧碱液(4%) 0.82
苯酚(95%) 40
三聚氢胺(99%) 6
第一次加氨水(25%) 1.5
第二次加氨水(25%) 0.65
第一次加油酸(80%) 0.43
第二次加油酸(80%) 0.43
乙醇(95%) 30～40(调中间黏度)
丙酮(95%) 1.7～2.0
总投料量 100(只包括甲醛、苯酚、 三聚氰胺)
(2)生产工艺
将甲醛(占总投料量的12%)及稀氨水加入反应釜,开动搅拌机, 加热至60℃,加入烧碱,继续加热至90℃,迅速加入三聚氰胺,在70～ 80℃保持至完全溶解,立即冷却至60℃。
加入熔化的苯酚和甲醛(占总量的42%),经搅匀后,加入氨水(占 氨水总量的69.77%),加热至80℃,保持15 min,再加热至沸腾,保温 20 min后尽快冷却至80℃。加入油酸(占油酸总量的50%)和氨水(占 氨水总量的30.23%),再加热到沸腾。注意反应液出现浑浊的起始 时间。
从反应液出现浑浊开始,再继续保持沸腾回流30 min,然后迅速 冷却至50～70℃(脱水温度为55～60℃,真空度在不溢釜的情况下应 尽可能高)。加入乙醇、丙酮调整黏度,当树脂由浑浊变透明后,取样 检测黏度,确定脱水终点。
当脱水达到终点后立即放空,加入油酸(占油酸总量的50%),尽 快冷却到35℃以下放料。经200目锦纶丝过滤后包装。
(3)质量指标
固体含量:50%～55%。
游离酚含量:≤10%。
黏度(20℃):0.140～0.27 Pa·s。
密度(25℃):(1.05±0.2) g/cm³。