耐火材料常用结合剂——酚醛树脂
发布日期： 2019-05-11 17:39:20 阅读量（2059） 作者：张红酚醛树脂按其加热性状和结构形态，有热塑性和热固性两大类酚醛树脂，另外还有各种改性树脂;若按产品的形态分类，有液态酚醛树脂和固态酚醛树脂，液态酚醛树脂又分为水溶性和醇溶性等亚种，固态酚醛树脂又有块状、粒状和粉末状之分;按固化温度分类，有高温固化型(固化温度130~150℃)，中温固化型(固化温度105~110℃)和常温固化型酚醛树脂(固化温度20~30℃)。市售酚醛树脂按结构分类与形态的对应关系，如表1。
表1市售酚醛树脂的种类与形态
一、酚醛树脂的基本性质
1、酚醛清漆
酚醛清漆一般为无色或微红色透明的脆性固体，熔点为60~100%，也有粉末状和液态产品。其游离酚含量一般不大于9%，固体含量在95%以上(未加乙醇时)，凝胶化速度在150%时为65~90秒(加入14%的六胺)。它能溶解于甲醇、乙醇、甘醇等酒精类和丙酮、二恶烷溶剂中。
固态酚醛清漆有热塑性，在耐火材料结合剂中类似于沥青。工业上使用的酚醛树脂是由分子量不同的一些分子聚集而成，也就是说存在着分子量的分布问题，同一牌号的产品也不可能达到分子量分布完全相同，不同厂家产品的分子量分布更有差别。酚醛清漆的一些物理性质与其分子量有密切关系。
图1为酚醛清漆熔融粘度与温度的关系，可见具有高分子量的酚醛清漆,和具有低分子量的酚醛清漆C之间有着明显的差别。酚醛清漆长时间放置时，在较低的温度下游离酚会散发致使粘度有些升高;在较高温度下，有时会发生酚醛清漆分子再排列现象，释放出酚，致使分子量增加，粘度大幅度升高。酚醛清漆的粘度与所溶解的溶剂也有较大的关系，图2为固态酚醛清漆C溶于甲醇、乙醇、乙二醇和二甘醇后熔体的粘度。做耐火材料结合剂时，一般要求其具有高浓度和低粘度。
图 1 熔体粘度与温度的关系
图 2溶剂种类对熔体粘度的影响
固体状和粉末状酚醛清漆的熔点与分子量的高低有明显的关系， 高分子量的酚醛清
漆熔点较高。 加入苯酚可降低其熔点，图3为在高分子量的酚醛清漆A中加入酚时的熔点降低情况。
图3 游离酚含量与熔点的关系
2、甲阶酚醛树脂
甲阶酚醛树脂也有固体块状、粉末状和液态状产品，但大部分以液态状供应。根据催化剂的种类及加入量、反应温度及时间、溶剂的种类及加入量等，液态状甲阶酚醛树脂的种类也很多，分子量的变化范围也很大，但一般比酚醛清漆的分子量低。液态状产品一般有如下分类：
完全水溶性甲阶酚醛树脂是由于分子中含有的亲水性羟甲基(一CH2OH)所致，低分子量的产品(150~200左右)含羟甲基很多，而高分子量的产品本身对水的溶解性不佳，但酚核的羟基(一OH)变为碱性盐时便能很好地溶解于水。水溶性产品虽然也称为水溶性甲阶酚醛树脂，但由于羟甲基很少，故水溶性不佳，其游离酚较多，而且不挥发分也高的多。溶剂型甲阶酚醛树脂是将经过脱水后的甲阶酚醛树脂溶于各种溶剂中而制成的，其中标准型产品是将甲阶酚醛树脂溶于甲醇、乙醇、甘醇和丙酮等;酚醛清漆改质产品是在标准型产品中溶解20%~50%的酚醛清漆:非水性产品是将几乎无水溶性的树脂溶解于有机溶剂中的不含水的特殊型树脂。
图 4液态状产品的粘度与温度
液态状甲阶酚醛树脂的粘度与树脂分子量的大小、溶解种类和树脂的含量有关。常温下(25℃)的粘度在0.02~100Pa·s范围内，而且随温度升高粘度下降(图4)。同时也存在着粘度随存放时间延长而升高的现象，存放期过长会凝固而无法使用。一般夏季存放时间为2~3个月，冬季要长些。
二、典型性能
表2国产耐火材料用各种酚醛树脂结合剂的一般性能。
表2耐火材料用酚醛树脂结合剂
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