1872年德国化学家拜尔(A.Baryer)首先合成了酚醛树脂,是第一个人工合成并工业化的高分子化合物。 酚醛树脂根据形态可分为固态酚醛树脂或液态酚醛树脂,一般为无色或黄褐色,由于是以酚类(苯酚、烷基酚等)与醛类(甲醛为主)在催化剂作用下缩聚而成的树脂,因而物料中残留酚类有时呈现微红色,并且根据催化工艺的不同可分别形成热塑性或热固性树脂。
酚醛树脂应用行业:
胶粘剂行业——大部分为使用碱催化和合成的苯酚-甲醛树脂,也用聚乙烯醇缩醛、聚酰胺等改性,以提高酚醛树脂的韧性,改善其粘合力,常用于生产耐候、耐热的木材制品用酚醛树脂胶粘剂。此外还有多种如尿素改性的酚醛树脂胶粘剂、酚醛-聚乙烯醇缩醛胶粘剂、酚醛-氯丁胶型胶粘剂等。 目前我国性能优异的增强酚醛树脂或专用酚醛树脂的中高端市场由于技术壁垒较高,新进入企业较少,继续维持供不应求的局面。
改性酚醛树脂胶粘剂生产流程
醇溶性酚醛树脂
醇溶性酚醛树脂胶粘剂的合成过程中,需要在回流结束后减压脱水再加入乙醇做溶剂
水溶性酚醛树脂
水溶性酚醛树脂胶粘剂需要将水和苯酚以及碱性催化剂在反应前期加入,以水做溶剂既可以避免有机溶剂对环境和人体的危害又能降低酚醛树脂胶粘剂的合成成本。
钡酚醛树脂
钡酚醛树脂胶粘剂则是用丙酮或乙醇加上石油磺酸做溶剂配合而成
1.原料-酚醛树脂的合成原料,如醛类、酚类及改性剂、增塑剂、填充剂等
2.反应合成(反应釜系统及 薄膜蒸发装置 )-此流程中,可配置远怀不锈钢反应釜系统 ,按照配比手动或自动控制依次将熔化的苯酚和氢氧化钡加入反应釜内,在高效桨式搅拌下加入甲醛,并加热使其反应,温度在95~100℃保持沸腾回流1h,然后在65~70℃下利用远怀薄膜蒸发装置进行减压脱水。
3.物料调配(反应釜系统)-当粘度达到1200~1500cp即为反应终点,然后按照配比混入增塑剂和填充剂,搅拌均匀即可。常规的酚醛树脂生产工艺可分为一步法和多步法,采用的碱催化剂和改性剂、物料的投料时间、投料配比、升温、保温及回流条件根据工艺不同有所差异。
4.产物检测(气相色谱分析等)-产物检测常包括外观、贮存稳定性测试、柔韧性测定、粘度测试、拉伸剪切强度、游离甲醛含量测定、热重分析、红外分析、气相色谱分析等不同检测项目。
5.废水处理(薄膜蒸发装置及 往复筛板式萃取塔)-在酚醛树脂生产工艺中的各个工段会产生大量酚醛树脂废水,根据生产工艺、操作条件的不同,产生废水的组成及浓度也不一样,废水中主要是酚、醛和醇等物质。可使用远怀薄膜系统快速脱除废水中大量轻质有机有毒物质,接续远怀往复筛板式萃取塔回收酚等经济性物料。
案例1 - 远怀不锈钢反应釜系统
包括不锈钢夹套反应釜体、变频调速搅拌组件、冷凝器、温度控制单元、真空系统等。
远怀不锈钢反应釜针对客户合成工艺配置不同的预留口、可定制化设计过流材质、搅拌形式、冷凝器冷凝面积;根据不同的反应温度和压力配置增压气体入口、不同等级温度控制单元; 装置后部接入真空单元可实现负压进料、装置密闭防止酚类、醛类、醇类等物质外泄污染环境并保持反应体系内各物料配比保持不变; 可配置压力表、温度计、液位计等多监测仪表实时监测反应条件,增加物料得率。
案例2 - 不锈钢往复筛板萃取系统
包括往复筛板萃取塔主体、轻相进出料缓冲储罐、重相进出料缓冲储罐、电机搅拌系统、进出料输送泵、塔前预热装置、多检测仪表及控制系统等。
远怀往复筛板萃取塔根据进料相比等参数定制化设计,在萃取原理的基础上利用往复筛板将分散相击散,扩大传质面积,从而达到高效萃取目的。远怀可提供萃取塔定制设计、萃取实验指导及标准化往复筛板萃取塔试验塔装置。
案例3 - 远怀薄膜蒸馏系统
包括薄膜蒸发器主体、进料预热储罐、物料输送单元、真空单元、温度控制单元、汽液分离器、冷凝器、连续出料装置等。
远怀薄膜蒸发装置通过对进料物料量、进料速率、进料温度、进料组分含量等不同工艺废水参数的定制化设计,在真空条件下,对合成后的酚醛树脂进行高速负压脱水,缩短工艺时间、防止酚醛树脂高温硬化、可连续化自动化操作;该装置也可用于废水处理阶段的含酚废水处理,利用该装置快速脱除低沸有机物质,选配精馏柱回收高经济性物质组分;后续接续远怀往复筛板式萃取塔回收苯系物,纯度可达95%。