專利名稱：一種復(fù)合改性的熱固性酚醛樹脂粉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用有機(jī)橡膠和有機(jī)蒙脫土或無(wú)機(jī)改性蒙脫土復(fù)合改性的熱固性酚醛樹脂粉及制作 工藝。
背景技術(shù)：
由美國(guó)聯(lián)合碳化物公司開發(fā)的酚醛樹脂的懸浮縮聚工藝(PTS)，是當(dāng)今卅界上比較先進(jìn)的合成工藝， 具有簡(jiǎn)單，易控，不需粉碎即可直接得到良好細(xì)度的熱固性酚醛樹脂粉。這種熱固性酚醛樹脂粉打破了在 固態(tài)酚醛樹脂領(lǐng)域，熱塑型酚醛樹脂粉的一統(tǒng)天下。熱固性酚醛樹脂粉克服了熱塑性酚醛樹脂粉易吸潮結(jié) 團(tuán)，不能長(zhǎng)期存放，需加固化劑才能固化，并在固化中有大量有害氣體逸出，易造成產(chǎn)品鼓泡，裂紋的缺
點(diǎn)；具有不吸潮，不結(jié)塊，常溫下存放可儲(chǔ)存二年，耐熱高，強(qiáng)度大，不需加固化劑等優(yōu)點(diǎn)，在汽車，航
天航空，電子器件，特種磨料磨具等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。中國(guó)專利ZL03112025就反映這一技術(shù)在國(guó)內(nèi)的 技術(shù)進(jìn)展。酚醛樹脂由于其原料價(jià)格便宜，生產(chǎn)工藝成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，產(chǎn)品耐熱，耐化學(xué)穩(wěn)定性高，力學(xué) 性能佳等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用到三十多個(gè)領(lǐng)域，并在許多高科技領(lǐng)域起著舉足輕重和不可替代的作用。同時(shí) 也對(duì)酚醛樹脂提出使性能更加優(yōu)化的要求。而成分單一的純酚醛樹脂表現(xiàn)出脆性大，韌性低，以及在較高 溫度下受熱易分解等缺點(diǎn)，難以適合特殊環(huán)境的工作要求。同時(shí)，懸浮縮聚工藝要求帶有高速攪拌的特制 反應(yīng)釜，真空過(guò)濾機(jī)或離心機(jī)，干燥需用浮化床干燥機(jī)或氣流干燥機(jī)，這些設(shè)備同傳統(tǒng)酚醛樹脂粉生產(chǎn)設(shè) 備完全不一樣。我國(guó)眾多的中小型酚醛樹脂生產(chǎn)廠如想采用懸浮縮聚的工藝，就意味著必須投入很大的資 金，另起灶爐。這可能是懸浮縮聚工藝在我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)推廣很慢的一個(gè)原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的局限，提供一種性能更加優(yōu)異，制作工藝簡(jiǎn)單的熱固性酚醛樹脂粉。 同時(shí)提供一種能充分利用現(xiàn)有技術(shù)裝備的熱固性酚醛樹脂生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
將由按重量份計(jì)的苯酚或酚類同系物100 115份甲醛100 115份，烏洛托品6 12份，水50 100 份，保護(hù)性膠體0.5 5份，防粘釜?jiǎng)?.5 5份，丁腈橡膠2 10份，有機(jī)改性蒙脫土或無(wú)機(jī)改性蒙脫 土2 10份經(jīng)加熱反應(yīng)，縮聚，脫水，干燥，粉碎而成。
制造上述熱固性酚醛粉的工藝方法，其歩驟為
a) .投料將酚類原料，甲醛，水，烏洛托品，保護(hù)膠體,防粘釜?jiǎng)?，有機(jī)橡膠，有機(jī)蒙脫土或無(wú)機(jī)改性 蒙脫土投入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，然后加熱升溫?br> b) 縮聚反應(yīng)當(dāng)上述物料升至65'C左右時(shí)，停止加熱，讓物料緩慢升至70 90'C，密切觀察，當(dāng)反應(yīng) 釜內(nèi)物料出現(xiàn)混濁點(diǎn)時(shí)，開始計(jì)時(shí)，保溫反應(yīng)60 120分鐘。
c) 分離停止攪拌，靜止5 20分鐘，打開放料底閥，將熱物料放入料盤，冷卻。上層水留在反應(yīng)釜 中，趁熱進(jìn)行廢水處理。(具體工藝另行申報(bào)專利)。
d) 干燥將料盤放入干燥器或真空干燥器中，去除殘余水分后，取出冷卻。
e) 將冷卻成品塊用粉碎機(jī)粉碎，包裝。
本發(fā)明在物料中加入了改性劑丁腈橡膠。丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈合成的有機(jī)橡膠，具有彈性好， 耐熱高，耐油好等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)具有彈性的橡膠離子分散到酚醛樹脂中以后，對(duì)酚醛樹脂有顯著的增韌增強(qiáng)作 用，起到了合金鋼一樣的效果。有文獻(xiàn)證明，加入2% j腈橡膠的酚醛樹脂抗沖擊力提高了 100%。
本發(fā)明在物料中加入了有機(jī)改性蒙脫土或無(wú)機(jī)改性蒙脫土，提高了酚酸樹脂的耐高溫性能。聚合物/ 蒙脫土納米復(fù)合材料是近十幾年材料學(xué)研究的一大熱點(diǎn)。這類材料往往綜合了無(wú)機(jī)材料和高分子材料的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，熱學(xué)性能，氣體阻隔性和阻燃性，有著廣闊的應(yīng)用前景。
本發(fā)明在物料中加入了防粘釜?jiǎng)┦榛蛩徕c，克服了中國(guó)專利ZL 03112025實(shí)施中出現(xiàn)的人面積 粘釜現(xiàn)象。
本發(fā)明在物料中加入的保護(hù)膠體為聚乙烯醇或阿拉伯膠，纖維素鈉中的任意一種。
由于整個(gè)反應(yīng)過(guò)程始終在低粘度的水中進(jìn)行，肉此排除了一般本體法縮聚過(guò)程中的散熱問(wèn)題和暴沸現(xiàn) 象，反應(yīng)溫度低，易控，節(jié)能，安全。酚醛樹脂的主要缺點(diǎn)是固化物較脆。通過(guò)有機(jī)橡膠，有機(jī)蒙脫土的 共混改性，使其增韌，耐熱，耐磨及加丄性能同時(shí)得到提高。
正規(guī)的懸浮縮聚工藝需要在水和保護(hù)膠體的幫助下，依靠高速攪拌來(lái)控制球狀產(chǎn)品的粒徑，縮聚完成 后，用冰水快速冷卻，來(lái)避免球狀產(chǎn)品互相粘連，以便用過(guò)濾機(jī)分離水分，最后用浮化床干燥，完成工藝。 本發(fā)明只需靠普通反應(yīng)釜上的攪拌來(lái)完成物料的混合，縮聚完成以后，停止攪拌，反應(yīng)釜中物料立即自 動(dòng)分層，水層在上，熱同性酚醛樹脂層在下。稍事靜止后，打開釜底放料閥，趁熱將物料放入料盤。再將 熱料盤轉(zhuǎn)入真空干燥箱除去剩余的水分后，冷卻，用常規(guī)的粉碎機(jī)完成最后制作工藝。兩種懸浮縮聚工藝 的最終產(chǎn)品除了形狀稍有區(qū)別外(正規(guī)工藝產(chǎn)品呈球狀，本發(fā)明產(chǎn)品因機(jī)械粉碎呈不規(guī)則粉狀〉，其產(chǎn)品 顏色，內(nèi)在質(zhì)量，應(yīng)用效果完全一樣。本發(fā)明產(chǎn)品性能優(yōu)于通用的2123酚醛樹脂粉，而工藝又優(yōu)于傳統(tǒng) 的本體法，制造設(shè)備又較已知的懸浮縮聚工藝簡(jiǎn)單，價(jià)廉，具有良好的開發(fā)前景。本發(fā)明敘述的工藝可能 更適合中小生產(chǎn)廠推廣應(yīng)用。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地解釋說(shuō)明。
具體實(shí)施方案
實(shí)施例1
在1000L搪瓷反應(yīng)釜中，加入200Kg苯酚，210Kg37W甲醛,160Kg水，阿拉伯膠2Kg， K12 1Kg，烏洛托 品16Kg, DK2 3kg后，開動(dòng)攪拌，緩慢升溫至65'C 70'C，停止加熱，反應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行，當(dāng)溫度升至78'C 9(TC間，物料會(huì)出現(xiàn)混濁點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫縮聚60分鐘后，停止攪拌。靜止5 20分鐘后，打開釜底 放料閥，將物料放入料盤，及時(shí)轉(zhuǎn)入干燥箱，去除剩余少量水分后，取出冷卻成塊，敲碎，與一定數(shù)量的 普通2123樹脂塊混合，放入粉碎機(jī)粉碎，得到淡黃色無(wú)氨酚醛樹脂粉產(chǎn)品。產(chǎn)品用于某種電器模塑材料， 經(jīng)測(cè)試，游離氨小于80PPm。
實(shí)施例2
在IOOOL搪瓷反應(yīng)釜中，加入200kg苯酚，210kg甲醛，160kg水，聚乙烯醇2kg，烏洛托品7kg后。 開動(dòng)攪拌，緩慢升溫至65-7(TC,停止加熱，當(dāng)溫度升至75-85'C間，物料出現(xiàn)混濁點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫 縮聚55分鐘后，停止攪拌，靜置10-20分鐘后，打開底部放料閥。將物料放入料盤，轉(zhuǎn)入真空干燥箱， 去除少量水分后，取出冷卻成塊。用此熱固性樹脂塊，取代70%烏洛托品，與30%烏洛托品， 一定量的2123 樹脂塊混合，粉碎，得低氨酚醒樹脂粉。產(chǎn)品用于無(wú)紡氈，游離氨小于200ppnL達(dá)到出口技術(shù)指標(biāo)。
實(shí)施例3
在IOOOL不銹鋼反應(yīng)釜中，加入200Kg苯酚，206Kg37X甲醛，180Kg水，PVA 2Kg, K12 1Kg,烏洛托品 MKg，鋰基蒙脫土服g后，開動(dòng)攪拌，緩慢升溫至65'C 70。C，停i卜-加熱，當(dāng)溫度升至78'C 9(TC間，物 料山現(xiàn)混濁點(diǎn)時(shí)，開始計(jì)時(shí)，保溫反應(yīng)70分鐘后，停止攪拌.靜止IO分鐘后，打開放料閥，將物料放至 料盤，及時(shí)轉(zhuǎn)入干燥箱，去除剩余水分后，冷卻成塊，粉碎包裝。產(chǎn)品用于某種結(jié)構(gòu)膠，經(jīng)受了192小時(shí) 高溫測(cè)試，滿足了特殊技術(shù)要求。
實(shí)施例4
在IOOOL不銹鋼反應(yīng)釜中，加入200Kg苯酚'202Kg甲醛，170Kg水，PVA lKg, K12 1Kg，烏洛托品HKg 鎳基蒙脫土6Kg后，開動(dòng)攪拌，緩慢升溫至65-7(TC,停止加熱，當(dāng)溫度升至75'C-85'C間，出現(xiàn)渾濁點(diǎn) 時(shí)。開始計(jì)時(shí)，保溫80分鐘后，停止攪拌，打開釜底閥，放料，轉(zhuǎn)入真空干燥箱，去除剩余水分后冷卻 成塊，粉碎包裝。產(chǎn)品用于磨料磨具行業(yè)，使產(chǎn)品切削度大大提高。，
實(shí)施例5
4在1000L不銹鋼反應(yīng)釜中，加入200Kg苯酚，204Kg甲醛，160Kg水，烏洛托品14Kg，PVA 1Kg，K12 1Kg， NBR 4Kg，DK5 4Kg后，開動(dòng)攪拌，緩慢升溫至65。C 70'C，停止加熱。當(dāng)物料在75'C 85'C間，出現(xiàn)混濁點(diǎn)時(shí)， 開始計(jì)時(shí)，保溫反應(yīng)80分鐘后，停止攪拌.靜止5 20分鐘后，打開底料閥，將物料放入料盤，及時(shí)轉(zhuǎn)入 干燥箱，去除剩余水分，冷卻成塊，粉碎包裝。產(chǎn)品用于某種超硬材料磨具.該磨具有較高線速度和磨削 效率，耐用度有大幅提高，加工工件有較好的表面光澤度。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)合改性的熱固性酚醛樹脂粉。其特征在于將由按重量份計(jì)的苯酚或酚類同系物100～115份；甲醛100～115份，烏洛托品6～14份，水50～100份，保護(hù)膠體0.5～5份，防粘釜?jiǎng)?.5～5份，丁腈橡膠2～10份，有機(jī)改性蒙脫土或無(wú)機(jī)改性蒙脫土2～10份經(jīng)加熱反應(yīng)，縮聚，脫水，干燥，粉碎而成。所述酚類同系物為甲酚，苯酚中的任意一種。所述有機(jī)橡膠為丁二烯和丙烯腈合成的丁腈橡膠。所述保護(hù)膠體為聚乙烯醇或阿拉伯膠，纖維素鈉中的任意一種。所述有機(jī)改性蒙脫土為有機(jī)活性劑對(duì)無(wú)機(jī)蒙脫土的改性產(chǎn)品。所述無(wú)機(jī)改性蒙脫土為無(wú)機(jī)金屬離子無(wú)機(jī)蒙脫土的改性產(chǎn)品。所述防粘釜?jiǎng)槭榛蛩徕c。
2、 制造權(quán)利要求其制備步驟如下a) .投料將酚類原料，甲醛，水，烏洛托品，保護(hù)膠體，防粘釜?jiǎng)?，丁腈橡膠，有機(jī)蒙脫土或無(wú)機(jī)蒙脫 土投入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，然后加熱升溫。b) 縮聚反應(yīng)當(dāng)上述物料升至65'C左右時(shí)，停止加熱，讓物料緩慢升至70 90°C，密切觀察，當(dāng)反應(yīng) 釜內(nèi)物料出現(xiàn)混濁點(diǎn)時(shí)，開始計(jì)時(shí)，保溫反應(yīng)60 120分鐘。c) 分離停止攪拌，靜止5 20分鐘，打開放料底閥，趁熱將物料放入料盤，冷卻。上層水留在反應(yīng) 釜中，趁熱進(jìn)行廢水處理。d) 干燥將料盤放入干燥器或真空干燥器中，去除殘余水分后，取出冷卻。e) 將冷卻成品塊用粉碎機(jī)粉碎，包裝。
3、 制造權(quán)利要求包含改性劑僅用丁腈橡膠或僅用蒙脫土生產(chǎn)出的熱固性酚醛樹脂產(chǎn)品。
4、 制造權(quán)利要求包含使用本發(fā)明公開的生產(chǎn)工藝，但不添加防粘釜?jiǎng)┖透男詣┑漠a(chǎn)品。
5、 制造權(quán)利要求包含使用本發(fā)明公開的組成，利用已知的懸浮縮聚工藝設(shè)備生產(chǎn)出的產(chǎn)品。
6、 制造權(quán)利要求包含使用本發(fā)明公開的組成，利用普通化工設(shè)備生產(chǎn)出的產(chǎn)品。
7、 制造權(quán)利要求包含使用本發(fā)明生產(chǎn)的熱固性酚醛樹脂粉全部和部分取代烏洛托品，生產(chǎn)的無(wú)氨或少 氨酚醛樹脂粉，酚醛模塑料。
8、 制造權(quán)利要求不僅限于本發(fā)明公開的組成，但利用本發(fā)明制造工藝生產(chǎn)的熱尚性酚醛樹脂粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用有機(jī)橡膠，有機(jī)蒙脫土或無(wú)機(jī)改性蒙脫土，復(fù)合改性的熱固性酚醛樹脂粉及其生產(chǎn)方法。已知的熱固性酚醛樹脂粉，是用懸浮縮聚的工藝制作的。它需依靠帶有高速攪拌的特制反應(yīng)釜，離心機(jī)或過(guò)濾機(jī)，流化床或氣流干燥機(jī)等化工設(shè)備來(lái)完成制作。本發(fā)明僅靠普通的反應(yīng)釜(傳統(tǒng)的2123熱塑性酚醛樹脂粉生產(chǎn)設(shè)備)即可完成。本發(fā)明具備了懸浮縮聚工藝的核心特點(diǎn)，用簡(jiǎn)化的設(shè)備制造出耐溫高，耐磨強(qiáng)，儲(chǔ)期長(zhǎng)，綜合性能優(yōu)異的加熱直接固化粉體樹脂。本發(fā)明敘述的工藝可能更適合中小生產(chǎn)廠推廣應(yīng)用。產(chǎn)品可廣泛用于酚醛模塑料，磨料磨具，摩擦材料，絕熱材料等，是傳統(tǒng)酚醛樹脂的升級(jí)替代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C08L61/00GK101659780SQ20081014112
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者丁新生 申請(qǐng)人:丁新生