腰果酚醛树脂及其应用.pptVIP

腰果酚醛树脂及其应用 潘继城 上海711研究所 殷宜初 上海市合成树脂研究所 2014年11月28-29日 苏州 腰果酚醛树脂 ---CF树脂 酚醛树脂（Phenolic Resins）是一种以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而得的一大类合成树脂。所用酚类化合物主要是苯酚，其它还可用甲酚、混合甲酚、壬基酚、辛基酚、腰果酚、芳烷基酚、双酚A或几种酚的混合物。所用醛类化合物主要是甲醛，其它还常用多聚甲醛、糖醛、乙醛或几种醛的混合物。作者在这里要介绍的是不用苯酚、甲醛制造的酚醛树脂，而是用腰果酚与醛类化合物在碱性条件下经缩聚而得的腰果酚醛树脂(下称CF树脂），一种不含苯酚的热固性树脂。 腰果壳油 腰果酚 将腰果酸加热至220℃，脱羧、放出CO2，得到一种油状物质，即腰果酚。腰果酚并非单一物质，而是多种侧链饱和度不同之异构物的混合物。芳香族有机化学有一个定则，苯环上具有（-OH）基时，将引起加入苯环的原子团-R导向-OH的邻位与对位的位置。而腰果酚苯环上的侧链——十五烯基，却在间位上。人工合成是很难实现这种分子结构的，所以腰果壳油提供了一种人工难于合成的工业原料——腰果酚。也因腰果酚苯环间位上带有的一个15个碳的单烯或双烯烃长链，使其既有酚类化合物的特征，又有脂肪族化合物的柔性。 腰果酚醛树脂 （CF树脂） 腰果酚醛树脂（Cardanol Formaldehyde Resin,下称CF树脂）是深褐色黏稠液体或固体，不含苯酚，也不含甲醛，被称为真正绿色的工业产品。CF树脂成因复杂，腰果酚和醛类化合物在碱性条件下加热发生缩聚反应。随着聚合度的深化，树脂分子量不断变大，黏度不断增加。 调节树脂的原材料配比，把合成反应控制在一定程度内，可以制取一系列不同分子量、不同黏度、不同形态之树脂产品。该树脂胶使用时无需再添加任何固化剂，只要通过加热即能转变成不溶不熔三维网状结构之高分子聚合物，具有完全自固特性。 CF树脂的特性 众所周知，酚的分子结构对于树脂的性质有重大影响，其固化速度、溶解性能及树脂固化程度都是由酚的结构决定的。 CF树脂既具有酚醛类树脂的特性，又有脂肪族化合物的柔韧性。CF树脂的硬度可能是酚醛类树脂中最低的，CF树脂的热性能与2123酚醛树脂差不多，我们对CF树脂与上海祁南胶黏剂厂巨龙牌2123酚醛树脂进行了热重量分析TGA对比测试，其热重温度略高于2123酚醛树脂。所得TGA曲线如图1所示. CF树脂TGA曲线图 CF树脂的应用 （一）“干法”工艺生产汽车用制动器衬片 据卡德莱化工（珠海）有限公司介绍：在美国由于用CF树脂生产的摩擦材料摩擦性能好，磨损小，物理性能优良；在使用过程中，制动灵敏、平稳、舒适、无噪音，因而被广泛用于生产各类小轿车、高级客车、高速列车制动器衬片和各类机动车辆及工程机械用刹车带。尤其值得注意的是由于用该树脂生产的高速列车闸瓦弹性模量小，从而避免了在使用过程中闸瓦摩擦面“镶嵌金属”的现象，既保护了闸瓦，又保护了对偶，延长了二者的使用寿命。 离合器面片用的CF树脂与丁苯橡胶2123酚醛树脂生产工艺相比 （续上） （3）CF树脂作为一种热固性树脂，其耐热性远远优于丁苯橡胶。用CF树脂生产的大客车用制动器衬片，其高温摩擦性能优越；300℃时摩擦系数稳定，磨损率很小。 （4）CF树脂对玻璃纤维、矿物填料的浸润性、粘附性特好。浸涂过CF树脂胶浆的玻纤布，干燥后，上机缠绕时胶料不易从胶布上剥落下来；因此使用橡胶胶浆的面片，大多采用膨化玻纤纺织成的玻纤布；而CF树脂胶浆的面片，大多采用非膨化玻纤布。非膨化玻纤布强度高，价格也便宜，价差达2000元/吨。 （5）CF树脂分子量比丁苯橡胶的分子量要小得多。用含有丁苯橡胶的胶浆浸涂玻璃纤维布等织物，开炼机上要经过长时间的轧炼，生产橡胶面片时，通常都要采用“二步法”生产工艺：先用分子量较小的酚醛树脂溶液浸渍织物，使其中的树脂渗入织物内部。干燥后，再在树脂布表面浸涂一层橡胶胶浆。在热压成型时，在高温高压作用下，其中的树脂会很快熔融，渗入织物内部，并固化。生产CF树脂面片完全可以采用“一步法”，它既简化了面片生产工序，又减少了能耗和劳动人员。 实验情况简述 (1-2) 2010年10月作者曾在江阴市华通汽配厂分别按该公司用CF树脂取代原配方中的腰果壳油改性酚醛树脂和丁腈橡胶及2123酚醛树脂生产大客车用制动器衬片，获得初步成功。现将实验情况简述如下： 实验情况简述（3-4） 3. 热处理 (1) 从室温自由升至150℃，恒温1小时 (2) 从150℃自由升至180℃，恒温5小时 (