酚醛树脂

酚醛树脂

（一）简介: 名称：酚醛树脂phenolic resin,简称PF。化学式：

颜色：固体酚醛树脂为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色形状：有颗粒、粉末状。溶解性：不溶于水，溶于、酒精等中化学稳定性：耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。分类：因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类

（二）酚醛树脂合成原理：

热固性酚醛树脂的生成原理和制备工艺

热固性酚醛树脂的生成原理

热固性酚醛树脂的生成条件：碱催化，醛过量。

聚合反应过程：加成反应

缩合反应 加成反应机理：

用无机碱或叔胺（没有活性氢）催化时

OH

+ OH

O

+ H 2O

O

+H C O H

O

CH 2OH

H 2O

OH

CH 2OH

+ OH

O

+H C O H

O

CH 2H

O O

CH 2OH

在碱性条件下，上述产物组分复杂，为各种羟甲基酚的混合物。

缩合反应机理：

当温度进一步升高时，各种羟甲基酚之间发生缩合反应，生成二酚核和多酚核的低聚物。

O

HOCH O

H CH 2

OH HOCH 2

O

CH 2CH 2OH

OH

HOCH 2

O

CH 2

OH +

H 2O O

CH 2

OH

+

H 2O +CH 2O

(1)

(2)

随着反应温度升高，反应时间延长，最后将生成高度交联的体型结构。

工业上生产热固性酚醛树脂时，常用氨水做碱性催化剂，此时氨水有两个作用：

① 起催化作用

② 参与树脂生成反应

OH

+

CH 2O

+

NH 3

OH

CH 2NH 2

22O CH 2CH 2

NH

+

65OH

CH 2

NH CH 2

OH

22OH

CH 2

N CH 2

O

CH 2

65OH

CH 2

N CH 2OH

CH 2

(3)

反应特点：

1、碱性介质中，各种羟甲基酚都稳定，加成反应快，缩合反应慢。

2、放热较少，反应进行较缓和。

3、根据反应程度，一般将反应过程分为三个阶段，各阶段产物性质不同。

A 阶段：产物为液体或固体，含较多的羟甲基，极性较强，能全部或部分溶于水中，有

时称水溶性树脂或可溶性酚醛树脂。

B 阶段：由A 阶段树脂加热或长期存放继续反应而得，固体状，加热可软化，但不能熔

化，能拉成长丝，冷却变成脆性物质，易粉碎成粉末。在溶剂中不溶或部分溶解、溶胀。是应用过程中的中间产物。 由A 阶转为B 阶的速度称胶化速度。

C 阶段：树脂反应最后阶段，形成高度交联的体型结构树酯。产物不熔不溶， 能体现应

用特征。

由A 阶段经B 阶段转为C 阶段的速度称固化速度。

热固性酚醛树脂制备工艺

配方组成

甲醛﹕苯酚=1.15～11.25﹕1 ＞1

催化剂：氨水 工艺过程

按配方量将酚、醛依次加入反应釜中； 回流、搅拌、加氨水；

给汽加热至70℃左右停止，反应放热使温度达到80～100℃； 反应时间约40min ；

反应物由透明的暗红色转变成浑浊的乳黄色（缩聚阶段的终点标志）； 抽空脱水大约3～5小时；

反应物由乳黄色变为红色透明液体；

取样测定胶化时间（160℃±2℃，热板，小刀法，1g 试样）； 冷却、停止抽空；

向釜内加入配方量的酒精； 不断搅拌1h ；

取样测固体含量（105±2℃，2h 不小于56wt%）；

冷却至50℃以下，放料经过滤输送到储罐。

生产设备

采用一器法生产，工艺流程与热塑性酚醛树脂相似。

热固性酚醛树脂质量指标

1、胶化时间

2、固体含量

3、游离酚含量

工艺参数对质量指标的影响

1、配比，醛过量太多易胶化，胶化时间短。但醛量增加有利于降低游离酚含量，且能提高反

应速度，使树脂软化点和粘度提高。

2、最后热加工温度不能超过100℃，以防胶化。

3、催化剂氨水的量过多使反应时间短，游离酚含量增大。

4、缩聚反应时间长，温度低，有利于树脂结构均匀，反应点多，反应完全。

5、必须在真空下脱水干燥，以降低脱水温度，使粘度增长缓慢，使水和游离酚残留量减少。

热固性酚醛树脂应用

主要用于层压制品、塑料制品、绝缘清漆。

注意：

制层压制品时，主要控制树脂的胶化速度，胶化速度太慢，上胶速度低，干燥温度高，压制预热时间长，流胶量大。但胶化速度太快，树脂粘度大，影响浸渍效果。

制塑料制品时，主要控制固化速度，固化速度决定流动时间和压制时间。

热塑性酚醛树脂的生成原理及制备工艺

热塑性酚醛树脂生成原理

热塑性酚醛树脂的生成条件：酸催化、苯酚过量

聚合反应过程：加成反应

缩合反应

加成反应机理：苯酚与甲醛反应生成羟甲基酚，邻、对位均可反应，反应速度与氢离子浓度成正比。

HO CH2OH + H CH2OH + H2O

OH

+ CH2

OH OH

H

CH2

OH

OH

CH2OH

+ H

缩合反应机理：酸性催化剂促进各种羟甲基酚脱水生成羟苄基正离子，再与苯酚反应，两个酚核通过亚甲基桥连在一起。