CN104059580B - 一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂，由以下重量份的组分制备而成：苯酚100～150份；甲醛40～60份；催化剂0.5～3份；环氧树酯10～20份。本发明还公开了该酚醛树脂粘结剂的制备方法。本发明以环氧树脂为改性剂，增长了酚醛树脂的链段，降低了固化产物的交联密度，使酚醛树脂的柔韧性增加。本发明的酚醛树脂粘结剂能与10倍以上的水混溶，粘结剂中所含有的游离苯酚和甲醛低，保证了生产与使用板材时的环保问题。
Description
技术领域
本发明一方面涉及一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂，本发明另一方面还涉及该酚醛树脂粘结剂的制备方法。
背景技术
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，其中以苯酚与甲醛缩聚而得到的酚醛树脂最为重要，作为三大热固性树脂之一，应用很广产量大。
酚醛树脂及其塑料虽是一种有近百年历史的老品种，但由于其耐热性好、机械强度高、电绝缘性和耐高温蠕变性优良，价格低廉以及成型加工性好，特别是其具有良好阻燃性，很少产生有害气体，使用此合成材料得到进一步发展，可应用在塑料和复合材料、胶粘剂、涂料和纤维各个领域。但是酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基容易氧化，使其耐热性受到影响。随着工业的不断发展，特别是各种车辆和机械使用工况条件及航空、航天和其他国防尖端技术的发展，对高性能摩擦材料提出了新的要求，如较高的热分解温度、良好的热恢复性能、足够的摩擦系数、较好的耐磨性能及较低的噪音等。酚醛树脂作为摩擦材料用于高级轿车、摩托车刹车片和离合器片的基材，均不能满足要求。传统未改性的酚醛树脂脆性大，韧性差，耐热性不足，限制了许多工业的开发应用。
为改善酚醛树脂的物理性能，需对其进行改性，如橡胶改性酚醛树脂：多选用大分子丁腈、丁苯、天然橡胶对酚醛树脂增韧，但在固化过程中可能发生橡胶与树脂间的接枝反应，增韧效果除与酚醛橡胶间化学反应程有关外，与两组分的相容性、共混物形态结构、共混比例等都有关系。又如热塑性树脂改性酚醛树脂：采用的热塑性树脂主要有聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚苯醚等，其中，聚乙烯醇改性酚醛树脂粘接力较大，在摩擦材料配方中用量可相应减少。采用聚酰胺增韧酚醛树脂用于摩擦材料的制造已获得良好的效果，聚酰胺分子中含有酰胺基，可以与酚醛树脂中的羟甲基发生化学反应。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高耐热性和韧性的酚醛树脂粘结剂。本发明还提供该酚醛树脂粘结剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明釆用的技术方案为：
一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂，由以下重量份的组分制备而成：
苯酚 100～150份；
甲醛 40～60份；
催化剂 0.5～3份；
环氧树酯 10～20份。
上述的催化剂为碱金属或碱土金属氢氧化物。
上述的催化剂为胺类化合物。
更进一步地，上述的催化剂为胺类、碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物（如氧化锌、氧化钙）的二种以上。
本发明还提供了该无甲醛的酚醛树脂粘结剂的制备方法，包括以下步骤：称取苯酚100～150重量份、甲醛40～60重量份、催化剂0.5～3重量份和环氧树酯 10～20重量份装入由冷凝管、搅拌器、温度计和三口烧瓶组成的反应体系水浴加温，40℃-60℃-80℃分段升温，反应超过90min后，每隔30min测量一次凝胶时间，待凝胶时间进入到120ｓ的范围内后，每隔10-15min测定一次凝胶时间，待凝胶时间范围进入到70-90ｓ的范围内后，立即停止加热，并用冷水淋洗三口烧瓶，取出反应产物即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明以环氧树脂为改性剂，增长了酚醛树脂的链段，降低了固化产物的交联密度，使酚醛树脂的柔韧性增加，也改善了酚醛树脂的粘接性，改进后酚醛树脂的机械强度也得到了提高。同时，本发明的酚醛树脂粘结剂能与10倍以上的水混溶，粘结剂中所含有的游离苯酚和甲醛低，保证了生产与使用板材时的环保问题。
具体实施方式
实施例1
一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂，由以下重量份的组分制备而成：苯酚 100份；甲醛40份；催化剂（六次甲基四胺：氧化锌=4：10）1份；环氧树酯15份。
酚醛树脂粘结剂的制备方法：称取苯酚100重量份、甲醛40重量份、催化剂1重量份和环氧树酯 15重量份装入由冷凝管、搅拌器、温度计和三口烧瓶组成的反应体系水浴加温，40℃-60℃-80℃分段升温，反应超过90min后，每隔30min测量一次凝胶时间，待凝胶时间进入到120ｓ的范围内后，每隔10-15min测定一次凝胶时间，待凝胶时间范围进入到70-90ｓ的范围内后，立即停止加热，并用冷水淋洗三口烧瓶，取出红棕色的反应产物即可。
将上述制得的酚醛树脂粘结剂按国家标准GBPT 14074. 13-3 规定的方法测定游离酚含量：游离酚含量为8.8%。
再按按国家标准GB/T 14074. 6-93 规定的方法进行水混合性测定：12ml。
实施例2
一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂，由以下重量份的组分制备而成：苯酚 100份；甲醛60份；催化剂（六次甲基四胺：氢氧化钠=4：10）1份；环氧树酯20份。
酚醛树脂粘结剂的制备方法：称取苯100重量份、甲醛60重量份、催化剂1重量份和环氧树酯 20重量份装入由冷凝管、搅拌器、温度计和三口烧瓶组成的反应体系水浴加温，40℃-60℃-80℃分段升温，反应超过90min后，每隔30min测量一次凝胶时间，待凝胶时间进入到120ｓ的范围内后，每隔10-15min测定一次凝胶时间，待凝胶时间范围进入到70-90ｓ的范围内后，立即停止加热，并用冷水淋洗三口烧瓶，取出红棕色的反应产物即可。
将上述制得的酚醛树脂粘结剂按国家标准GBPT 14074. 13-3 规定的方法测定游离酚含量：游离酚含量为9.8%。
再按按国家标准GB/T 14074. 6-93 规定的方法进行水混合性测定：14ml。
实施例3
一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂，由以下重量份的组分制备而成：苯酚 120份；甲醛40份；催化剂（六次甲基四胺：氢氧化钠=4：10）1份；环氧树酯20份。
酚醛树脂粘结剂的制备方法：称取苯酚120重量份、甲醛40重量份、催化剂1重量份和环氧树酯 20重量份装入由冷凝管、搅拌器、温度计和三口烧瓶组成的反应体系水浴加温，40℃-60℃-80℃分段升温，反应超过90min后，每隔30min测量一次凝胶时间，待凝胶时间进入到120ｓ的范围内后，每隔10-15min测定一次凝胶时间，待凝胶时间范围进入到70-90ｓ的范围内后，立即停止加热，并用冷水淋洗三口烧瓶，取出红棕色的反应产物即可。
将上述制得的酚醛树脂粘结剂按国家标准GBPT 14074. 13-3 规定的方法测定游离酚含量：游离酚含量为9.0%。
再按按国家标准GB/T 14074. 6-93 规定的方法进行水混合性测定：10ml。
Claims (3)
1.一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂的制备方法，所述酚醛树脂粘结剂由以下重量份的组分制备而成：苯酚100～150份；甲醛 40～60份；催化剂0.5～3份；环氧树脂 10～20份，其特征在于，包括以下步骤：
称取苯酚100～150重量份、甲醛40～60重量份、催化剂0.5～3重量份和环氧树脂 10～20重量份装入由冷凝管、搅拌器、温度计和三口烧瓶组成的反应体系，以水浴方式加温，40℃-60℃-80℃分段升温，反应超过90min后，每隔30min测量一次凝胶时间，待凝胶时间进入到120ｓ的范围内后，每隔10-15min测定一次凝胶时间，待凝胶时间范围进入到70-90ｓ的范围内后，立即停止加热，并用冷水淋洗三口烧瓶，取出反应产物即可。
2.根据权利要求1所述的一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂的制备方法，所述的催化剂为胺类和碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种无甲醛的酚醛树脂粘结剂的制备方法，所述的催化剂为六次甲基四胺和氢氧化钠或氧化锌的混合物。
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