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涂料用酚醛樹脂及其改性研究現(xiàn)狀
最近更新時間：2010-5-19
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隨著社會的發(fā)展人們越來越重視安全和環(huán)保，新型酚醛樹脂品種和酚醛樹脂新的成型工藝得到了發(fā)展。據(jù)專家介紹，酚醛樹脂是zui早工業(yè)化的合成樹脂，已經(jīng)有100年的歷史，由于它原料易得、合成方便及樹脂固化后性能能滿足很多使用要求，因此在模塑料、絕緣材料、涂料、木材粘接等方面得到廣泛應(yīng)用。近年來隨著人們對安全等要求的提高，具有阻燃、低煙、低毒等特性的酚醛樹脂重新引起人們重視，尤其在飛機場、火車站、學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑設(shè)施及飛機的內(nèi)部裝飾材料等方面的應(yīng)用越來越多。與不飽和聚酯樹脂相比，酚醛樹脂的反應(yīng)活性低、固化反應(yīng)放出縮合水，使得固化必須在高溫高壓條件下進(jìn)行，長期以來一般只能先浸漬增強材料制作預(yù)浸料。
近年來國內(nèi)相繼開發(fā)出一系列新型酚醛樹脂，如硼改性酚醛樹脂、烯炔基改性酚醛樹脂、氰酸酯化酚醛樹脂和開環(huán)聚合型酚醛樹脂等?？梢杂糜赟MC/BMC、RTM、拉擠、噴射、手糊等復(fù)合材料成型工藝。酚醛樹脂的改性研究目前主要分布為幾個領(lǐng)域。一是*縮醛改性酚醛樹脂，工業(yè)上應(yīng)用得zui多的是用*縮醛改性酚醛樹脂，它可提高樹脂對玻璃纖維的粘結(jié)力，改善酚醛樹脂的脆性，增加復(fù)合材料的力學(xué)強度，降低固化速率從而有利于降低成型壓力，利用縮醛和酚醛羥甲基反應(yīng)合成的樹脂是優(yōu)良的特種油墨載體樹脂。
二是聚酰胺改性酚醛樹脂，經(jīng)聚酰胺改性的酚醛樹脂提高了酚醛樹脂的沖擊韌性和粘結(jié)性，用作改性的聚酰胺是一類羥甲基化聚酰胺，利用羥甲基或活潑氫在合成樹脂過程中或在樹脂固化過程中發(fā)生反應(yīng)形成化學(xué)鍵而達(dá)到改性的目的，用該樹脂制成的漁竿等薄壁管具有優(yōu)良的力學(xué)性能。環(huán)氧改性酚醛樹脂是非常常見的。專家介紹說，用熱固性酚醛樹脂和雙酚A型環(huán)氧樹脂混合物制成的復(fù)合材料可以兼具兩種樹脂的優(yōu)點，改善它們各自的缺點從而達(dá)到改性的目的。這種混合物具有環(huán)氧樹脂優(yōu)良的粘結(jié)性，改進(jìn)了酚醛樹脂的脆性，同時具有酚醛樹脂優(yōu)良的耐熱性，改進(jìn)了環(huán)氧樹脂耐熱性較差的缺點。這種改性是通過酚醛樹脂中的羥甲基與環(huán)氧樹脂中的羥基及環(huán)氧基進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以及酚醛樹脂中的酚羥基與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，zui后交聯(lián)成復(fù)雜的體型結(jié)構(gòu)來達(dá)到目的，是應(yīng)用zui廣的酚醛增韌方法。
有機硅改性酚醛樹脂也是重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，有機硅樹脂具有優(yōu)良的耐熱性和耐潮性，采用不同的有機硅單體或其混合單體與酚醛樹脂改性，可得不同性能的改性酚醛樹脂、具有廣泛的選擇性，可作為瞬時耐高溫材料，用作火箭、導(dǎo)彈等燒蝕材料;硼也可改性酚醛樹脂，由于在酚醛樹脂的分子結(jié)構(gòu)中引入了無機的硼元素，使得硼改性酚醛樹脂的耐熱性、瞬時耐高溫性、耐燒蝕性和力學(xué)性能比普通酚醛樹脂好得多，多用于火箭、導(dǎo)彈和空間飛行器等空間技術(shù)領(lǐng)域作為優(yōu)良的耐燒蝕材料;橡膠改性酚醛樹脂采用共混方式將丁腈橡膠加到酚醛樹脂中，是有效的增韌方法，橡膠加入量通常為樹脂質(zhì)量的2～10%，沖擊韌性可以提高100%以上，該樹脂可廣泛用于航空航天等領(lǐng)域。
應(yīng)用領(lǐng)域除此之外，還有炔基或烯丙基改性酚醛樹脂，一般以線型酚醛為母體，在酚氧位或苯環(huán)上引入苯乙炔基、乙炔基、炔丙基等。
其固化主要是通過不同官能團的聚合來實現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)酚醛縮合固化方式，通過加成聚合固化的酚醛樹脂與傳統(tǒng)的熱固性樹脂相比有更好的熱穩(wěn)定性和更高的殘?zhí)悸?酚醛氰酸酯樹脂一般是指以線型酚醛樹脂為骨架，酚羥基被氰酸酯官能團所替代而形成的酚醛樹脂衍生物，在熱和催化劑作用下發(fā)生三環(huán)化反應(yīng)，生成含有三嗪環(huán)的高交聯(lián)密度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大分子，是制備高速數(shù)字及高頻用印刷電路板及大功率電機絕緣配件的材料，也是制造商高性能透波結(jié)構(gòu)材料和航空航天用高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體材料。
該改性還有幾種領(lǐng)域：苯惡嗪樹脂，以酚類化合物、胺類化合物和甲醛為原料，合成一類含雜環(huán)結(jié)構(gòu)的中間體苯并惡嗪，這種苯并惡嗪樹脂在成型固化過程中沒有小分子釋放。開環(huán)聚合過程中無低分子物釋放，改善了酚醛樹脂的成型加工性，制品孔隙率低、性能大大提高;二甲苯改性酚醛樹脂，是在酚醛樹脂的分子結(jié)構(gòu)中引入疏水性結(jié)構(gòu)的二甲苯環(huán)，由此改性后的酚醛樹脂的耐水性、耐堿性、耐熱性及電絕緣性能得到改善;二苯醚甲醛樹脂是用二苯醚代替*和甲醛縮聚而成的，二苯醚甲醛樹脂的玻璃纖維增強復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐熱性能，可用作H級絕緣材料還具有良好的耐輻射性能，吸濕性也很低;在酚醛樹脂中引入耐熱性優(yōu)良的雙馬來酰亞胺，因兩者之間發(fā)生氫離子移位加成反應(yīng)，所以對部分酚羥基具有隔離或封鎖作用，使改性樹脂的熱分解溫度顯著提高，對于改善摩阻材料的耐高溫性能有很大作用。