引言

引言

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，是酚与醛经聚合制得的合成树脂统称。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。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。

其中以苯酚-甲醛树脂最重要。酚醛树脂有热塑性和热固性两类。热塑性酚醛树脂，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。热固性酚醛树脂，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。

第一章概述

一般由酚类化合物与醛类化合物缩聚而成的树脂称为酚醛树脂(Phenolic resin)，是一种历史悠久的人工合成树脂，其中又以苯酚和甲醛缩聚而得到的酚醛树脂(Phenol-formaldehyde resin，PF)最为重要。酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，应用很广，产量很大。

1.酚醛树脂的理化性质

物理性质：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，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，比重 1.25-1.30。液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。

化学性质：对水、弱酸、弱碱溶液稳定。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。

2.酚醛树脂的重要性能

高温特性

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磨具、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。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。

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。

热处理

热处理会提高固化树脂的玻璃化温度，可以进一步改善树脂的各项性能。玻璃化温度与结晶固体如聚丙烯的熔化状态相似。酚醛树脂最初的玻璃化温度与在最初固化阶段所用的固化温度有关。热处理过程可以提高交

联树脂的流动性促使反应进一步发生，同时也可以除去残留的挥发酚，降低收缩、增强尺寸稳定性、硬度和高温强度。同时，树脂也趋向于收缩和变脆。树脂后处理升温曲线将取决于树脂最初的固化条件和树脂系统。

3.酚醛树脂的发展历程及现状

1905-1907年，酚醛树脂的创始人、比利时出生的美国科学家L.H.巴兰克对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究之后，于1907年申请了关于酚醛树脂“加热，加压”固化的专利，并于1910年10月10日在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司，实现了工业生产。依靠巴氏专利，德国，英国，法国和日本等国都先后实现了酚醛树脂的工业化生产[1]。

1911年艾尔斯沃斯(Aylesworth)发现用六次甲基四胺(乌洛托品)可使当时认为仅具有永久可溶可熔性质的清漆树脂转变为不溶不熔的产物。因为清漆树脂性脆，可以粉碎，易于制造，而且长时间贮存亦不会变质，加六次甲基四胺固化后的制品电绝缘性能优良，因此为酚醛树脂用在电器工业部门上作为绝缘零部件开辟了广阔的前途。同一时期，前苏联彼得洛夫、塔拉索夫等在1912，1913 年研究成功了在石油磺酸和芳磺酸的存在下，制取铸塑体的方法，这种铸塑体被称作卡尔波里特。1913年德国科学家阿尔贝特(K．Albea)发明了在苯酚，甲醛酸性缩合物中加入松香，制得油溶性酚醛树脂，这一发明开辟了酚醛树脂在涂料工业中应用的新领域。后来又发现树脂与桐油结合制成油漆，涂刷后经过4 小时即可完全干燥，形成的漆膜对户外气候的抵抗力极强，这个发现使酚醛树脂的用途又有了新的发展。到1929年发明了纯油溶性酚醛树脂，为合成树脂在涂料工业上的应用带来了极大的推动力，从而确立了重要的地位。20世纪40年代后，合成方法的进一步成熟并多元化(改进)，出现了许多改性酚醛树脂，综合性能不断提高，其应用也发展到酚醛树脂作为烧蚀材料的宇航领域。80年代初世界趋于和平，发达国家经济繁荣，交通发达，建筑趋于高层化和豪华化。但火灾事故发生频繁，80.85％人员致死和致伤是由于着火现场的浓烟和毒气所致，从而各国政府在建筑、运输等领域对材料提出严格的阻燃、低火焰或低发烟、低毒等要求，而酚醛正适合此类材料而受到重视。此外，高反应性酚醛、新型成型工艺成为酚醛树脂发展的两大方向，如美国的Dow化学、西方化学公司、DCF公司、Indspec 化学公司、ICI公司等先后研究和开发SMC、拉挤、手糊成型等工艺用于酚醛树脂