專利名稱：一種微球狀熱固性酚醛樹脂及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微球狀熱固性酚醛樹脂及其制作工藝，屬化工原料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，對摩擦材料的性能要求也在不斷提高，例如在汽車工業(yè)中，要求汽車能夠在高速、重載的狀況下良好運行，這就要求汽車制動減速器具備優(yōu)良的使用性能，其剎車盤(片)要耐熱、耐磨，使剎車平穩(wěn)；酚醛樹脂是制作摩擦材料的一種重要組分，由于其本身結(jié)構(gòu)上的特點，使之具有較好的耐熱性和高粘性，它的各種性能、理化指標(biāo)直接影響到摩擦材料制品的性能優(yōu)劣，傳統(tǒng)的酚醛樹脂韌性差，熱分解溫度低，在200℃以下可長期使用，但超過200℃便明顯發(fā)生氧化，從300-360℃起即熱分解，這對摩擦材料在高溫下保持摩擦系數(shù)穩(wěn)定、減少磨損程度都是很不利的；據(jù)統(tǒng)計，2002年，只在全國汽車行業(yè)中的摩擦材料用酚醛樹脂總需求量就達(dá)1.5萬噸，因國產(chǎn)樹脂的應(yīng)用效果不理想，其中大部分主要依靠國外進(jìn)口，如美國、加拿大等，價格非常高，因此如何制備一種既具有較高的熱穩(wěn)定性，又具有較好的韌性和粘結(jié)性的酚醛樹脂以滿足摩擦材料行業(yè)的需求具有非常重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述已有技術(shù)的缺陷，提供一種制作工藝簡單，成本低廉，且具有較高耐熱性和韌性的微球狀熱固性酚醛樹脂及其制作工藝。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種微球狀熱固性酚醛樹脂，它是由按重量份計的酚類同系物100-115份，甲醛100-115份，六次甲基四胺8-10份，水50-80份，聚乙烯醇樹脂0.6-0.75份，經(jīng)加熱反應(yīng)、降溫放料、水洗過濾、干燥后制得。
制造上述微球狀熱固性酚醛樹脂的工藝方法，其步驟依序為a)、投料將酚類原料、甲醛、聚乙烯醇樹脂、六次甲基四胺及水投入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁㈤_始加熱升溫；b)、保溫反應(yīng)當(dāng)上述物料升溫至70℃時，停止加熱，讓物料緩慢升溫到78-85℃，觀察反應(yīng)釜內(nèi)物料是否達(dá)到反應(yīng)點，從反應(yīng)點開始計時，保持反應(yīng)溫度為78-85℃，反應(yīng)時間為90-120分鐘；
c)、降溫放料反應(yīng)達(dá)到終點后，立即降溫到40℃以下放料；d)、水洗過濾將放出的物料加2-3倍清水水洗，并送入過濾機(jī)過濾；e)、干燥將上述水洗過濾后的物料用干燥機(jī)進(jìn)行干燥；f)、包裝貯存。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下突出的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步1、本發(fā)明是在不改變基本原材料酚類和甲醛的前提下，加入特殊的改性組分——聚乙烯醇樹脂，在反應(yīng)中進(jìn)入酚醛樹脂的分子結(jié)構(gòu)，封鎖酚羥基與酚醛樹脂交聯(lián)，使反應(yīng)混合體形成膠體狀態(tài)，因此其耐熱性、韌性都有較大提高，并提高了耐磨性；2、普通的酚醛樹脂合成溫度高，不易控制其線性度，分子量分布寬，其綜合性能差，本發(fā)明樹脂采用低溫合成，易于控制，線性度高，分子量集中，因此耐熱性能好，普通樹脂在300℃時就開始分解，本發(fā)明樹脂熱分解溫度可達(dá)500℃以上，特別符合盤式剎車片的要求；3、普通樹脂經(jīng)粉碎后僅為180目左右，目數(shù)低，且呈多邊形或棱形，粒徑和比重不均，分散性差，固化時要添加固化劑，用量較多；本發(fā)明的成品樹脂呈微球狀，不需粉碎目數(shù)即可達(dá)到200-1000目，細(xì)度高，粒徑和比重均勻，分散性好，不需添加固化劑即可直接加熱固化，比普通樹脂用量可減少15％左右，有機(jī)物用量的減少，能從根本上提高摩擦材料的質(zhì)量，且降低了生產(chǎn)成本；4、普通樹脂生產(chǎn)需要真空脫水，未反應(yīng)的酚難以蒸發(fā)掉，游離酚含量高，固化時易釋放出揮發(fā)性低分子反應(yīng)產(chǎn)物，影響加工性能；本發(fā)明使用了特殊的懸浮法制作工藝，反應(yīng)階段采用過量的水溶液，既緩解反應(yīng)速度，又可溶去部分未反應(yīng)的酚，降低游離酚，然后經(jīng)過水洗、過濾、干燥后，又進(jìn)一步降低了游離酚含量，樹脂在形成過程中已縮合脫水，因此固化過程中無揮發(fā)性低分子產(chǎn)物的釋放，具備良好的穩(wěn)定性能。
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地解釋說明。
具體實施方案實施例1取苯酚200kg、工業(yè)甲醛(濃度37％)200kg、六次甲基四胺16kg、水130kg、聚乙烯醇樹脂1.3kg，加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，并開始加熱升溫，當(dāng)溫度上升到70℃時，停止加熱，使釜內(nèi)溫度緩慢上升到82℃。并觀察釜內(nèi)物料是否出現(xiàn)反應(yīng)點(即物料由清變深，開始出現(xiàn)混濁現(xiàn)象)，達(dá)到反應(yīng)點時，開始計時，并保持反應(yīng)溫度為82±2℃，反應(yīng)時間110分鐘；反應(yīng)結(jié)束后迅速降溫到40℃以下放料，將放出的物料加2-3倍的清水水洗，并送入過濾機(jī)內(nèi)過濾，經(jīng)水洗過濾后的物料用干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后即成微球狀熱固性酚醛樹脂成品，包裝貯存。
取上述成品樹脂進(jìn)行性能指標(biāo)檢測，結(jié)果如表1表1

從表1可以看出，本發(fā)明樹脂成品中游離酚含量明顯降低，熱分解溫度達(dá)526℃，大大高于普通樹脂，特別適合摩擦材料要求的分解溫度。
用上述成品樹脂制作成汽車制動盤式剎車片，對剎車片進(jìn)行性能指標(biāo)檢測，結(jié)果如表2表2

從表2中可以明顯看出，使用本發(fā)明樹脂制作的剎車片摩擦系數(shù)均高于普通樹脂產(chǎn)品，磨損率低于普通樹脂產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量有非常明顯地提高。
實施例2取甲酚250kg、工業(yè)甲醛(濃度37％)230kg、六次甲基四胺18kg、水145kg、聚乙烯醇樹脂1.45kg，加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，并開始加熱升溫，當(dāng)溫度上升到70℃時，停止加熱，使釜內(nèi)溫度緩慢上升到83℃，并觀察釜內(nèi)物料是否出現(xiàn)反應(yīng)點，達(dá)到反應(yīng)點時，開始計時，并保持反應(yīng)溫度為83±2℃，反應(yīng)時間115分鐘；反應(yīng)結(jié)束后迅速降溫到40℃以下放料，將放出的物料加2-3倍的清水水洗，并送入過濾機(jī)內(nèi)過濾，經(jīng)水洗過濾后的物料用干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后即成微球狀熱固性酚醛樹脂成品，包裝貯存。
取上述成品樹脂進(jìn)行性能指標(biāo)檢測，結(jié)果如表3表3

實施例3取苯酚330kg、工業(yè)甲醛(濃度37％)330kg、六次甲基四胺30kg、水240kg、聚乙烯醇樹脂2.25kg，加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，并開始加熱升溫，當(dāng)溫度上升到70℃時，停止加熱，使釜內(nèi)溫度緩慢上升到81℃，并觀察釜內(nèi)物料是否達(dá)到反應(yīng)點，達(dá)到反應(yīng)點時，開始計時，并保持反應(yīng)溫度為81±2℃，反應(yīng)時間120分鐘；反應(yīng)結(jié)束后迅速降溫到40℃以下放料，將放出的物料加2-3倍的清水水洗，并送入過濾機(jī)內(nèi)過濾，經(jīng)水洗過濾后的物料用干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后即成微球狀熱固性酚醛樹脂成品，包裝貯存。
取上述成品樹脂進(jìn)行性能指標(biāo)檢測，結(jié)果如表4表4

實施例4取苯酚300kg、工業(yè)甲醛(濃度37％)310kg、六次甲基四胺24kg、水180kg、聚乙烯醇樹脂1.85kg，加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，并開始加熱升溫，當(dāng)溫度上升到70℃時，停止加熱，使釜內(nèi)溫度緩慢上升到80℃，并觀察釜內(nèi)物料是否出現(xiàn)反應(yīng)點，達(dá)到反應(yīng)點時，開始計時，并保持反應(yīng)溫度為80±2℃，反應(yīng)時間115分鐘；反應(yīng)結(jié)束后迅速降溫到40℃以下放料，將放出的物料加2-3倍的清水水洗，并送入過濾機(jī)內(nèi)過濾，經(jīng)水洗過濾后的物料用干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后即成微球狀熱固性酚醛樹脂成品，包裝貯存。
取上述成品樹脂進(jìn)行性能指標(biāo)檢測，結(jié)果如表5表5

本發(fā)明微球狀熱固性酚醛樹脂制作工藝簡單，成品具有良好的耐熱性、韌性和耐磨性等性能，熱分解溫度可達(dá)500℃以上，細(xì)度高，分散性好，固化時，無需粉碎，也無需添加固化劑，具有節(jié)能、高效、污染小等優(yōu)點，質(zhì)量可與進(jìn)口高檔產(chǎn)品相媲美，其價格僅為進(jìn)口產(chǎn)品的一半左右，本發(fā)明的樹脂粒度和聚速可根據(jù)需要進(jìn)行控制，可取代傳統(tǒng)的普通酚醛樹脂，廣泛應(yīng)用于酚醛模塑料、摩擦材料、砂輪、鑄造用型砂、泡沫塑料、絕熱材料、耐火材料、纖維板等材料的制作。
權(quán)利要求
1.一種微球狀熱固性酚醛樹脂，它是由按重量份計的酚類同系物100-115份，甲醛100-115份，六次甲基四胺8-10份，水50-80份，聚乙烯醇樹脂0.6-0.75份，經(jīng)加熱反應(yīng)、降溫放料、水洗過濾、干燥后制得。
2.制造權(quán)利要求1所述微球狀熱固性酚醛樹脂的工藝方法，其步驟依序為a)、投料將酚類原料、甲醛、聚乙烯醇樹脂、六次甲基四胺及水投入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁㈤_始加熱升溫；b)、保溫反應(yīng)當(dāng)上述物料升溫至70℃時，停止加熱，讓物料緩慢升溫到78-85℃，觀察反應(yīng)釜內(nèi)物料是否達(dá)到反應(yīng)點，從反應(yīng)點開始計時，保持反應(yīng)溫度為78-85℃，反應(yīng)時間為90-120分鐘；c)、降溫放料反應(yīng)達(dá)到終點后，立即降溫到40℃以下放料；d)、水洗過濾將放出的物料加2-3倍清水水洗，并送入過濾機(jī)過濾；e)、干燥將上述水洗過濾后的物料用干燥機(jī)進(jìn)行干燥；f)、包裝貯存。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微球狀熱固性酚醛樹脂及其制作工藝，屬化工原料領(lǐng)域，它是由酚類同系物100－115份，甲醛100－115份，六次甲基四胺8－10份，水50－80份，聚乙烯醇樹脂0.6－0.75份，經(jīng)加熱反應(yīng)、降溫放料、水洗過濾、干燥后制得，本發(fā)明的酚醛樹脂耐熱性能優(yōu)良，熱分解溫度可達(dá)500℃以上，韌性好，強(qiáng)度高，細(xì)度達(dá)200－1000目，制作工藝簡單，能耗低，成本低廉，可廣泛應(yīng)用于酚醛模塑料、摩擦材料、砂輪、鑄造用型砂、絕熱材料、耐火材料等材料的制作，是傳統(tǒng)酚醛樹脂理想的替代產(chǎn)品。
文檔編號C08G8/08GK1443792SQ0311202
公開日2003年9月24日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
發(fā)明者馮斌, 申士龍, 關(guān)延敏, 鄒柏林, 楊春明 申請人:萊州市恒力達(dá)化工有限公司