(l)高殘碳酚醛樹脂黏舍劑的合成目前,耐火材料用現有的黏合劑雖已竭盡所能,但仍不能滿足用戶對耐火材料質量提出的日益增高的要求。酚醛樹脂具有原料復得、良好的耐熱性及高強度等特點,從20世紀80年代已在耐火書料的生產中大量應用。酚醛樹脂的殘碳量直接影響著耐火材料的高溫強度,獲得高殘碳的樹脂是樹脂生產廠家和耐火材料企業一致摧求的目標。在酚醛樹脂分子鏈中引入多環酚以及引入能夠捕捉樹雕高溫裂解廈應所產生的自由基的添加劑,能夠提高酚醛樹脂的殘碳量,但這將大大增加樹脂的生產成本。河南省精細化工重點實驗l在基本不增加生產成本的前提下,研究了醛酚摩爾比、催化劑6種、溶劑對酚醛樹脂殘碳量的影響,當采用堿金屬碳酸鹽作催刊劑,醛酚摩爾比在1.35—1.37時,樹脂具有最高的殘碳量。采用最優化工藝合成的樹脂比通用的樹脂殘碳量高4%~5%。由此{成的黏合劑應用于耐火材料的生產中,被認為是合適的黏合劑。
合成方法是:在反應釜中按比例加入苯酚和甲醛,升溫至反應《度,在攪拌下1.5h內滴加入配制好的催化劑溶液,繼續反應2h,降溫,真空脫水,至所需要的黏度,加入溶劑,攪拌均勻后出料。所{成的酚醛樹脂黏合劑主要理化指標如下:黏度(25℃)6—12Pa?s固含量80. 47%,殘碳量C1 48. 6%,殘碳量C260. 39%,水分<5%,灰分<0.5%。
不同催化劑品種對黏合劑的殘碳量有著較大的影響。在相同反應條件下,堿金屬催化合成的樹脂黏合劑與堿土金屬催化的樹脂黏合劑相比,具有更高的殘碳量。要獲得高殘碳量的樹脂黏合劑,應盡量選用堿金屬催化劑,如碳酸鈉、碳酸鉀。
(2)耐溫酚醛樹脂黏合劑的合成作為人類歷史上第一個工業化生產的合成樹脂,酚醛樹脂工業化已有近百年的歷史,因其價格低廉,又具有良好的耐熱、耐化學腐蝕和電氣絕緣性能,因此是生產耐候、耐熱性黏合劑的首選樹脂。但純粹的酚醛樹脂存在脆性大、在高溫下容易分解等缺陷,影響材料的使用性能。為滿足某些場臺的要求,需對酚醛黏合劑進行改性,而將環氧基團引入酚醛樹脂的分子結構中是簡單有效的方法之一。陜西科技大學化學與化工學院和西安交通大學環境與化學工程學院合成了具有一定相對分子質量的熱塑性酚醛樹脂,然后將環氧基團引入該分子結構中進行改性,所得黏合劑在250℃下長期使用性能穩定。
熱塑性酚醛樹脂的合成:將一定比例的甲醛、苯酚置于反應釜中,在一定溫度下攪拌一定時間,加入鹽酸調節pH值,升溫繼續反應一定時間,每0.5h測一次含醛量,之后降低溫度,保溫、抽真空,得到淡黃色黏稠液體。
制得的熱塑性酚醛樹脂中加入一定量的環氧氯丙烷,升溫回流反應一定時間,緩慢加人一定量一定濃度的NaOH溶液,至體系由銹紅色濁液變為淺紅色濁液,降溫抽真空脫水,繼續滴加~定量NaOH溶液,保溫回流,熟化、洗滌、減壓回收環氧氯丙烷、真空烘箱中除水,最終得到淡黃色透明黏稠液體。
線性酚醛樹脂的合成條件:苯酚與甲醛的物質的量比例為0.7-左右,在體系pH=1,溫度為80℃的條件下反應2h,之后降低溫度,減壓脫除水分。
環氧基團的引入:按苯酚的物質的量的1.18倍在上一步產物中加入環氧氯丙烷,升溫至平穩回流,反應一定時間后加入一定量的NaOH溶液。NaOH與環氧氯丙烷的物質的量相等,先滴加其總量的80%(質量濃度40%),在2h左右滴完,至體系轉為淺黃色濁液,減壓脫水;繼續滴加剩余的NaOH溶液(質量濃度巭7.5%)并回流,約0.5h滴完,之后再熟化2h。將清濁液分開,濁液用蒸餾水洗滌數次去鹽,在真空烘箱中除去水分,產物為淡黃色透明黏稠液體。
在最佳合成條件下得到的產品,剪切強度接近30MPa,凝破時間低于lOOs.能夠長時間經歷250℃的高溫而性能穩定,說明該產品作為一種耐溫黏合劑其性能是可靠的。