热塑性粉状酚醛树脂的生产工艺_生产加工

1、原材料的技术要求

苯酚与甲醛的要求同树脂液制造。

盐酸：工业上用的浓盐酸，质量分数：25％~40％，密度：1.12~1.20g／cm³。

2、原材料的配比及计算

苯酚与甲醛的摩尔比为l∶0.8~0.9。若换算成质量比则为100∶25.5～28.7。HCl的用量根据溶液的PH值而定（通常要求溶液的pH值保持在1.6~2.3）。一般纯HCl的量约为苯酚量的0.1％~0.3％。原材料用量的计算方法与制造树脂液的方法相同，所用的设备也相同。

3、合成工艺要点

（1）将计量过的苯酚与甲醛加入反应釜内，搅拌5 min，加入占总量30％左右的盐酸溶液。使反应物的pH值达到1.6~2.3；

（2）加热搅拌，使物料温度达60~70℃后停止加热；

（3）靠缩聚反应放热，使温度自行升到95~98℃，并开始沸腾，停止搅拌；

（4）沸腾稳定后，补盐酸，重新搅拌，使上层中未反应的酚与酸继续反应；

（5）取样测定缩聚的程度：要求密度在1.15～1.18g／cm³范围。达不到要求，可延长沸腾反应的时间；

（6）干燥脱水。

若有真空装置，可往夹套内通蒸汽，使反应物温度升到90~180℃，开动真空泵，缓慢调节，使真空度达46.7kPa~54.7kPa。取样测软化点，达到要求后，放料冷却。得树脂块。

若没有真空装置，则采用敞开法干燥，先把树脂卸出，静置后除去上层水液，然后用电热法直接慢慢加热至180~240℃，保持4h，取样测软化点，达到要求后自然冷却，得树脂块。

（7）破碎加工成树脂粉，一般先粗碎成直径约30mm的小块，然后粉碎风选，得到所要求的树脂粉。

树脂粉为热塑性酚醛树脂：必须加入硬化剂（乌洛托品）才能转变为热固性树脂。所以树脂块在加工破碎时，把所需的乌洛托品加入树脂中一起粉碎，所得的树脂粉就是加热能硬化的热固性树脂。

4、影响热塑性酚醛树脂粉质量的因素

（1）催化剂的影响

生产热塑性酚醛树脂，必须采用酸性催化剂，即在PH<7的条件卞缩聚，氢离子浓度对反应速度具有较大的影响，且成直线关系。催化剂不仅对反应的进行有催化作用，还影响到所得树脂的某些性能。

酸性催化剂除了盐酸外，还有硫酸、磷酸、草酸、甲酸等。

盐酸是最强的酸性催化剂。也是热塑性树脂常用的催化剂，用盐酸作催化剂制成的苯酚甲醛树脂代号为2123。为了避免反应时放出较大的热量，应分为二、三次加入反应物中，采取盐酸作催化剂的优点是干燥脱水过程中，HCI可以蒸出，但用量过多时，对设备发生腐蚀作用较严重。

用硫酸（H₂SO₄）作为催化剂的较少，催化能力次于挂酸，由于其残渣存留于树脂中，必须使之中和生成惰性的硫酸盐，如BaSO₄，CaSO₄等。

草酸是弱电离性的有机酸，一般很少采用，其特点是缩聚反应进行缓和，容易控制，但用量较大，反应时间也较长。

（2）原料用量比的影响

苯酚与甲醛缩聚时、即使在pH＜7的情况下，由于配料比的不同，可以得到热塑性树脂，也可以得到热固性树脂，在同样条件下进行缩聚，甲醛对苯酚的摩尔比愈高，所得树脂的

软化点愈高，平均分子量也愈大，所得树脂的酒精溶液粘度增大，收率（产量）提高，游离酚含量减小，详见表1所示。

表1 热塑性酚醛树脂生产中甲醛与苯酚用料比对树脂性能的影响

由表1可知，实际生产中甲醛对苯酚的最大用量比为28g甲醛对l00g苯酚，或相当于l mol甲醛对1.2 mol苯酚，超过此限度在反应过程中易进入到乙阶树脂。工业生产上采用的最恰当的用量是每100g苯酚用26.5~27.5 g甲醛。

（3）缩聚与干燥条件的影响

在缩聚过程中生成的树脂不溶于反应物中，因此可借明显的乳化现象与分层判断缩聚的进行。但是在分层以后不一定达到要求的缩聚程变，需要延长缩聚时间。根据实验数据确定，延长缩聚时间，反应则趋于完全，树脂的平均分子量，收缩率都有所提高，其影响见表2所示。

表2 延长缩聚时间对热塑性树脂性能的影响

树脂干燥的时间及最终温度的高低，对所得树脂的分子量，溶液黏度，软化点、滴落温度及游离酚含量皆有影响。提高干燥最终温度及增加甲醛对苯酚的摩尔比，均能提高树脂的滴落温度或软化点。

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