醇溶性酚醛树脂工艺设计
一、引言
酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，英文名称phenolic resin,简称PF，比重1.25~1.30，是酚与醛经聚合制得的合成树脂统称, 原为无色或黄褐色透明物，，因含有游离分子而呈微红色，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。

耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。

不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。

对水、弱酸、弱碱溶液稳定。

由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。

因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。

主要包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂。

其中以苯酚-甲醛树脂最重要。

酚醛树脂有热塑性和热固性两类。

热塑性酚醛树脂（或称两步法酚醛树脂），为浅色至暗褐色脆性固体，溶于乙醇、丙酮等溶剂中，长期具有可溶可熔性，仅在六亚甲基四胺或聚甲醛等交联剂存在下，才固化(加热时可快速固化)。

主要用于制造压塑粉，也用于制造层压塑料、清漆和胶粘剂。

热固性酚醛树脂（或称一步法酚醛树脂），可根据需要制成固体、液体和乳液，都可在热或（和）酸作用下不用交联剂即可交联固化。

为指导树脂合成和成型加工，常将其固化过程分为A、B、C三个阶段。

具有可溶可熔性的预聚体称作A阶酚醛树脂;交联固化为不溶不熔的最终状态称C阶酚醛树脂；在溶剂中溶胀但又不完全溶解，受热软化但不熔化的中间状态称B阶酚醛树脂,热固性酚醛树脂存放过程中粘度逐渐增大，最后可变成不溶不熔的C阶树脂。

因此,其存放期一般不超过3～6个月。

热固性酚醛树脂可用于制造各种层压塑料、压塑粉、层压塑料；制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料；制造日用品、装饰品；制造隔音、隔热材料等。

常见的高压电插座、胶粘剂和改性其他高聚物。

酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。

二、酚醛树脂各项性质介绍
1、酚醛树脂的密度和比重
酚醛树脂的密度？酚醛树脂的比重？它的密度在1.0到1.7之间，具体由实际生产商决定。

比重是以前常用的概念，现在基本已经被淘汰了。

密度很简单，就是质量与体积的比。

比重，是相同体积的某物质与4摄氏度下的水的重量之比，所以称为“比重”。

由于4摄氏度下的水的密度是1g/ml所以比重与密度在数值上是相等的。

2、酚醛树脂溶解性
酚醛树脂溶解性：根据溶剂的不同，分为醇溶和水溶。

能溶解在水里而不溶于醇的为水溶醇不溶酚醛树脂；能溶解在醇里而不溶于水的为醇溶水不溶酚醛树脂；两者都能溶解的为醇溶水溶酚醛树脂。

3、酚醛树脂分子量
酚醛树脂属于高分子化合物，分子量有几百到几千甚至上万不等，根据树脂的类型有所分别。

4、酚醛树脂的重要性能
高温性能
酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。

正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。

粘结强度
酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。

酚醛树脂是一种多功能，与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。

设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快。

并且在交联后可以为磨具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度，耐热性能和电性能。

水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质为它们提供机械强度，电性能等。

典型的例子包括电绝缘和机械层压制造，离合器片和汽车滤清器用滤纸。

高残碳率
在温度大约为1000℃的惰性气体条件下，酚醛树脂会产生很高的残碳，这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。

酚醛树脂的这种特性，也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。

低烟低毒
与其他树脂系统相比，酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。

在燃烧的情况下，用科学配方生产出的酚醛树脂系统，将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。

分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低。

这些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域，如矿山，防护栏和建筑业等。

抗化学性
交联后的酚醛树脂可以抵制任何化学物质的分解。

例如汽油，石油，醇，乙二醇和各种碳氢化合物。

三、醇溶性酚醛树脂工艺设计
1．原料：
生产醇溶性酚醛树脂的原料
名称含量
苯酚98%(质量分数，含杂质)
甲醛37%(质量分数)
氨水（催化剂）20%(质量分数)
乙醇95%(V/V)
2．配料比：苯酚∶甲醛（37%）=1∶1.2（摩尔比）
3．产品质量：
固含量：60%
水：﹤8%
游离苯酚：﹤5%（存于树脂中）
氨水的用量：5%（为纯苯酚质量的5%）
四、生产流程或生产方案
1．生产流程方案
用苯酚、甲醛为原料，控制摩尔比在1∶1.2，使其在碱性环境下缩合成树脂，经真空脱水后制得成品。

本工艺利用真空吸入原料苯酚,室内供热系统提供水蒸汽作为热源。

其他原料来自高位槽并可加入适量乙醇用以调节粘度避免结垢。

2．生产流程简述
苯酚先在镀锌铁桶内加热熔化，升温至60℃，用真空将苯酚吸入反应釜内，通入蒸汽保温；将37%的甲醛水溶液以苯酚∶甲醛=1∶1.2（mol）的比例缓慢加入反应釜内，开启电动搅拌系统开始搅拌，再加入浓度为20%的氨水催化剂，加热升温至70℃,由于反应放热，温度会自动上升。

当温度升至78℃时，即用循环冷却水调节，使反应温度缓缓上升并保温在85℃～95℃间（不超过95℃）。

使反应釜保温反应1小时后，终止反应。

用循环冷却水调节到75℃，进行真空脱水2.5～3小时，再冷却到50℃加入乙醇调稀，最后自然冷却到40℃出料，即为产品。

3．工艺流程简图和参数
流程简图如图图所示：
工艺参数如表所示：
醇溶性酚醛树脂的生产工艺参数
合成阶段脱水阶段调稀阶段原料20℃-70℃75℃（2.5～3h）冷却到50℃冷却水—20℃升到30℃—
水蒸汽—75℃降到40℃—
整个生产周期如图所示：
醇溶性酚醛树脂的生产周期
五、生产过程所需设备
1.溶液缩聚阶段：反应釜、冷却器、夹套、冷料槽
2.分离脱水阶段：真空系统、真空泵、反应釜
3熔融缩聚阶段：反应釜、真空系统
4．稀释阶段：稀释釜
六、生产工艺详图(另附CAD图纸)。