CN103435765A - 一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于酚醛树脂的合成技术领域，公开了一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂及其制备工艺。即启动搅拌机构，在减压状态下将预热好的苯酚抽入到反应釜中，接着将腰果酚和酸性含酚废水抽入到反应釜中，加入酸性催化剂，使体系的pH值在1~2，加热升温达到85℃时，将固体甲醛置入反应釜中，控制反应釜内的温度在85±2℃，保温40分钟然后使其缓慢升温至沸腾，保持3.5小时，用氢氧化钠水溶液调节pH值至7-8之间，加入丁腈胶乳，减压脱水洗游离酚后加入EBS搅拌放料，即得改性的酚醛树脂。
Description
技术领域
本发明属于酚醛树脂的合成的技术领域，公开了一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂及其制备工艺。
背景技术
刹车片主要的粘结剂是酚醛树脂，作为主要材料传统的酚醛树脂由于自身脆性大的缺陷，其制品同样出现脆性大噪音大不耐热等问题，制得的刹车片也很难达到有韧性又耐热的要求。
中国专利申请号分别为201210419521.1、200710092435.3公开号分别为CN102936486A、CN101348582A的发明专利申请分别公开了一种汽车陶瓷刹车片及其制造工艺和用于制造传动带的橡胶组合物。上述构成陶瓷刹车片以及传动带的组分中均加入了丁腈胶粉，并且加入量也较大；且上述丁腈胶粉在构成的组分中只是物理混合，其分散性难于保证，因此所形成的陶瓷刹车片以及传动带的增韧效果不太理想；同时上述陶瓷刹车片以及传动带的制备其酚醛树脂都是用液体甲醛进行生产，后期脱水会产生大量的废水，处理起来需要很大的费用，并且会造成严重的环境污染。
发明内容
本发明第一目的就是提供一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂及其制备工艺。
本发明第二目的就是提供上述改性的酚醛树脂的制备工艺。
实现本发明上述第一目的所采用的技术方案为：
一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂，由
100重量份的苯酚、
26~28重量份的固体甲醛、
4~5份量份的腰果酚、
1.6~2.0重量份的酸性催化剂、
3~7重量份的丁腈胶乳、
15~20重量份的浓度4~6%为酸性含酚水和
1~3重量份的EBS
构成。
其中，所述酸性含酚水的PH值在1~2；所述固体甲醛的纯度在96%以上。
实现本发明第二目的所采用的技术方案为：
启动搅拌机构，在压力为-0.06MPa~-0.08MPa的减压状态下将预热好的100重量份的苯酚抽入到反应釜中，接着将4~5重量份的腰果酚和15~20重量份酸性含酚浓度为4%~6%的废水抽入到反应釜中，加入1.6~2.0重量份的草酸，使体系的PH值在1~2，然后加热升温，待温度达到85℃时，将26~28重量份的固体甲醛置入反应釜中，控制反应釜内的温度在85±2℃。加完甲醛后，温度控制在85-90℃，保温40分钟，然后加热使其缓慢升温至沸腾，保持沸腾3.5小时，用氢氧化钠水溶液调节PH值至7-8之间，加入丁腈胶乳3~7重量份，减压脱水至145℃，采用减压蒸汽水洗游离酚3-4小时，粘度达到25-30 p/170℃，然后加入1~3重量份的EBS，搅拌30分钟，放料。
其中，向所述反应釜中加入固体甲醛时分三到六个批次分别加入；所述加完甲醛后缓慢升温至沸腾的时间控制在45—70分钟。
本发明所提供的由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂及其制备工艺与现有技术相比，具有以下优点：本发明的优点在于：
（1）采用固体甲醛生产酚醛树脂并采用内增韧，在树脂合成过程中加入丁胶乳以及放料前加入EBS（即乙撑双硬脂酰胺）为增韧剂，使丁腈胶乳与酚醛树脂进行反应，这样即保证了溶解性和分散性；同时满足应用达到既耐热又增韧的效果；对利用其制作出来的刹车片的耐热性及韧性有明显的提高。
（2）利用多聚甲醛制备酚醛树脂的生产工艺，产生的废水可以循环利用；有效克服废水对环境的污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所提供的由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂及其制备工艺及其制备作进一步的详细说明。
实施例1：
启动搅拌机构，在压力为-0.06MPa~-0.08MPa的减压状态下将预热好的400Kg的苯酚抽入到反应釜中，接着将16Kg的腰果酚和80Kg回收的酸性含酚废水（PH值为1，含酚量为6%）抽入到反应釜中，加入6.4Kg的草酸，使体系的PH值为1.5，然后加热升温，待温度达到85℃时，平均分三次在60分钟内共将104Kg的含量为96%的固体甲醛置入反应釜中；加完甲醛后，温度控制在85℃，保温40分钟，然后加热使其在60分钟升温至沸腾，保持沸腾3.5小时，用氢氧化钠水溶液调节PH值至7.5之间，加入丁腈胶乳24Kg，减压脱水至145℃，采用减压蒸汽水洗游离酚4小时，粘度达到30 p/170℃，然后加入4Kg的EBS，搅拌30分钟放料，即可得到软化点为115℃、聚速80秒、锥板黏度15P/180℃、流长28mm和游离酚小于3%的酚醛树脂。
实施例2：
启动搅拌机构，在压力为-0.06MPa~-0.08MPa的减压状态下将预热好的400Kg的苯酚抽入到反应釜中，接着将18Kg的腰果酚和80Kg回收的酸性含酚废水（PH值为1.5，含酚量为5%）抽入到反应釜中，加入6.4Kg的盐酸，调整体系的PH值为2.0，然后加热升温，待温度达到85℃时，平均分五次在60分钟内共将106Kg的含量为96%的固体甲醛置入反应釜中；加完甲醛后，温度控制在90℃，保温50分钟，然后加热使其在50分钟升温至沸腾，保持沸腾3.8小时，用氢氧化钠水溶液调节PH值至7.0之间，加入丁腈胶乳25Kg，减压脱水至145℃，采用减压蒸汽水洗游离酚3小时，粘度达到25 p/170℃，然后加入4Kg的EBS，搅拌30分钟放料，即可得到软化点为110℃、聚速70秒、锥板黏度13P/180℃、流长35mm和游离酚小于3%的酚醛树脂。
实施例3：
启动搅拌机构，在压力为-0.06MPa~-0.08MPa的减压状态下将预热好的400Kg的苯酚抽入到反应釜中，接着将20Kg的腰果酚和80Kg回收的酸性含酚废水（PH值为4，含酚量为4%）抽入到反应釜中，加入7.0Kg的草酸，使体系的PH值在1.0，然后加热升温，待温度达到85℃时，平均分六次在60分钟内共将108Kg的含量为96%的固体甲醛置入反应釜中；加完甲醛后，温度控制在86℃，保温40分钟，然后加热使其在60分钟升温至沸腾，保持沸腾4小时，用氢氧化钠水溶液调节PH值至8之间，加入丁腈胶乳26Kg，减压脱水至145℃，采用减压蒸汽水洗游离酚3.5小时，粘度达到28p/170℃，然后加入4Kg的EBS，搅拌30分钟放料，即可得到软化点为116℃、聚速70秒、锥板黏度16P/180℃、流长26mm和游离酚小于3%的酚醛树脂。
在上述的制备过程中
——苯酚甲醛配比的影响
固定苯酚的量为100重量份，随着甲醛量的增加（由26到28重量份），成品树脂的粘度也会相应增大（由25P/170℃到30p/170℃）
——催化剂加入量的影响
固定苯酚的量为100重量份，随着酸性催化剂（可以使用盐酸、草酸或浓度较低的硫酸）加入量的增加（由1.6到2.0重量份），成品树脂的粘度也会相应增大（由25P/170℃到30p/170℃）
——反应时间的影响
固定苯酚的量为100重量份，随着反应时间的延长（由3.5小时到4小时），成品树脂的粘度也会相应增大（由25P/170℃到30p/170℃）
——腰果酚、丁腈胶乳加入量的影响
固定苯酚的量为100重量份，随着腰果酚加入增加软化点降低，而随着丁腈胶乳加入量的增加成品树脂的粘度也会相应增大。
本专利申请只列举了三个实施例，选择了三个构成双改性酚醛树脂组分的实施例，而在丁腈胶乳和腰果酚双改性酚醛树脂的制备工艺中，其所使用的26~28重量份的固体甲醛、4~5份量份的腰果酚、 1.6~2.0重量份的酸性催化剂、 3~7重量份的丁腈胶乳、 15~20重量份的浓度4~6%为酸性含酚水和1~3重量份的EBS中的各种组分的重量份是连续的，无论如何在其范围内选择，所制备出的双改性酚醛树脂均能够满足酚醛树脂双改性的要求。
Claims (6)
1.一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂，由
100重量份的苯酚、
26~28重量份的固体甲醛、
4~5重量份的腰果酚、
1.6~2.0重量份的酸性催化剂、
3~7重量份的丁腈胶乳、
15~20重量份的浓度4~6%为酸性含酚水和
1~3重量份的EBS
构成。
2.如权利要求1所述的一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂，其特征在于：所述酸性含酚水的PH值在1~2。
3.如权利要求1所述的一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂，其特征在于：所述固体甲醛的纯度在96%以上。
4.一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂的制备工艺，包括以下步骤：
启动搅拌机构，在压力为-0.06MPa~-0.08MPa的减压状态下将预热好的100重量份的苯酚抽入到反应釜中，接着将4~5重量份的腰果酚和15~20重量份酸性含酚浓度为4%~6%的废水抽入到反应釜中，加入1.6~2.0重量份的酸性催化剂，使体系的PH值在1~2，然后加热升温，待温度达到85℃时，将26~28重量份的固体甲醛置入反应釜中，控制反应釜内的温度在85±2℃；加完甲醛后，温度控制在85-90℃，保温40分钟，然后使其缓慢升温至沸腾，保持沸腾3.5小时，用氢氧化钠水溶液调节PH值至7-8之间，加入丁腈胶乳3~7重量份，减压脱水至145℃，采用减压蒸汽水洗游离酚3-4小时，粘度达到25-30 p/170℃，然后加入1~3重量份的EBS，搅拌30分钟，放料。
5.如权利要求4所述的一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂的制备工艺，其特征在于：向所述反应釜中加入固体甲醛时分三到六个批次分别加入。
6.如权利要求4所述的一种由丁腈胶乳和腰果酚改性的酚醛树脂的制备工艺，其特征在于：所述加完甲醛后缓慢升温至沸腾的时间控制在45—70分钟。
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