酚醛樹脂生產(chǎn)一間歇法熱塑性

1、酚醛樹脂生產(chǎn)一間歇法（熱塑性）通用酚醛樹脂可滿足性能指標(biāo)要求不特別高的一些應(yīng)用領(lǐng)域，也是酚醛樹脂最傳統(tǒng)的一些領(lǐng)域，諸如制造普通電工制品的電木 粉、絕緣板；一般使用性能的黏結(jié)劑 （用于生產(chǎn)通用摩擦材料、 造型材料、建筑材料）等。此類酚醛樹脂的生產(chǎn)已有上百年的歷史，技術(shù)已很成熟，由于所產(chǎn)樹脂的性能難以滿足高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，近年來在酚醛樹脂總產(chǎn)量的比例已逐年下降。 不過，由于通用型酚醛樹脂的生 產(chǎn)在設(shè)備、控制儀表、產(chǎn)品檢驗(yàn)儀器等方面比較簡單，生產(chǎn)操作 不很嚴(yán)格，所以在我國中、小企業(yè)還有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)量。通用酚醛樹脂在生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝流程、產(chǎn)品類別等方面 與高性能酚醛樹脂基本是一致的，因此下面的討論

2、對于高性能酚 醛樹脂也是適用的。酚醛樹脂的產(chǎn)品類型及應(yīng)用領(lǐng)域示意如圖3-1國m1的杏樹相的產(chǎn)砧輕型股由卅M域選擇生產(chǎn)何種類型酚醛，首先由市場需求來確定，隨后就要 有技術(shù)基礎(chǔ)和相應(yīng)裝置加以保證。一、間歇法（熱塑性）（一）工藝生產(chǎn)酚醛樹脂的最主要工藝是間歇釜式常壓合成法，反應(yīng)開始是溶液均相體系，當(dāng)縮聚體樹脂分子量達(dá)一定程度后，反應(yīng)體系轉(zhuǎn)為非均相，這時(shí)分子量增長反應(yīng)主要在樹脂相中進(jìn)行。問歇釜式又分為單釜和多釜兩種方式。單釜法采取縮聚和稅 水兩步操作在一釜中前后完成，具操作簡單（工序少），設(shè)備少，但反應(yīng)釜針對縮聚與脫水兩階段的適應(yīng)性不強(qiáng)，致使設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)最高利用效率。用雙釜或多釜法生產(chǎn)酚醛樹脂是先在一

3、個或兩 個釜內(nèi)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，然后將反應(yīng)物料放人一分離罐中進(jìn)行冷卻 分層，上層水溶液吸出，下層樹脂液轉(zhuǎn)移至另一釜內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)脫 水。這樣，每一階段操作都能在最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專用設(shè)備中進(jìn)行， 因而設(shè)備有效利用率高。但由于多釜法操作繁雜，設(shè)備多，影響 了其推廣。所以目前國內(nèi)外仍以單爺法生產(chǎn)為主。酚醛樹脂間歇單釜法生產(chǎn)的典型流程如圖 3-2所示：圖3-2與德國Bakelite 公司生產(chǎn)流程大體相同，與我國中、 小酚醛樹脂廠生產(chǎn)流程的主要區(qū)別在于其流程設(shè)計(jì)安排為立體 化，這一點(diǎn)與我國濟(jì)南圣泉海沃斯化工有限公司是一致的。如圖3-2所示，苯酚、甲醛由高位槽1、2進(jìn)入計(jì)量裝置3計(jì)量后進(jìn)人反 應(yīng)釜5,另從加料口向反

4、應(yīng)釜內(nèi)加入規(guī)定量的催化劑?？s聚反應(yīng) 階段，揮發(fā)性物質(zhì)（水、甲醛等）蒸汽經(jīng)釜上管道進(jìn)入冷凝器4, 冷凝液回流至反應(yīng)釜內(nèi)。 脫水階段，揮發(fā)性物質(zhì)（主要是水）蒸汽 冷凝后不再回流而是排出至冷凝水接收罐6。脫水階段改為真空下操作，真空系統(tǒng)包括真空泵和真空緩沖罐7。反應(yīng)釜內(nèi)完成脫水后的熔融態(tài)酚醛樹脂有三種后處理方式，其一是排入樹脂貯槽 8,隨后經(jīng)冷卻運(yùn)輸或冷卻造粒；其二是排人樹脂接受裝置，冷 卻后進(jìn)人粉碎機(jī)10粉碎成樹脂粉；第三種方式是排人冷卻運(yùn)輸車 （架）推離。圖3-2 間歇單釜法生產(chǎn)酚醛樹脂典型流程1-苯酚高位槽；2-甲醛高位槽；3-計(jì)量裝置；4-冷凝器；5- 反應(yīng)釜；6-冷凝水接收罐；7-真空緩沖

5、罐；8-樹脂貯槽；9-樹脂 接受裝置；10-粉碎機(jī)；11-冷卻運(yùn)輸車（架）；12-冷卻運(yùn)輸或冷 卻運(yùn)輸造粒當(dāng)生產(chǎn)液體酚醛樹脂時(shí)，圖32所示流程稍加變動即可， 主 要是可取消造粒和粉碎設(shè)備及操作。（ 二）生產(chǎn)操作.原料準(zhǔn)備苯酚的準(zhǔn)備應(yīng)選購工業(yè)一級苯酚，其為熔點(diǎn)30.9 C的無色或微紅色結(jié)晶，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和化驗(yàn)方法參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T339-2001。桶裝的苯酚可采用蒸汽浴、 熱水浴等加熱方式將其熔 化。熔化的苯酚用齒輪泵打人高位貯槽備用， 高位貯槽應(yīng)加設(shè)保 溫措施。甲醛的準(zhǔn)備 選購的甲醛一般是甲醛的水溶液(福爾馬 林)，通常含量為37癡右。因甲醛易自聚形成多聚甲醛而形成沉 淀，所以大型甲醛貯罐內(nèi)應(yīng)有

6、蒸汽加熱管和攪拌(或用泵促進(jìn)循環(huán)流動)以避免產(chǎn)生多聚甲醛。多聚甲醛的存在將會影響配料的 準(zhǔn)確性以及縮聚反應(yīng)的活性。 甲醛的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及化驗(yàn)方法應(yīng)參照 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 90091998。加料前應(yīng)將符合要求的福爾馬林用 泵送入高位貯槽備用。2,向反應(yīng)釜內(nèi)加料按樹脂生產(chǎn)配方要求，依次分別對苯酚、福爾馬林進(jìn)行計(jì)量后加入反應(yīng)釜；攪拌均勻后，測pH值。根據(jù)配方要求及原料混合液的 pH值，加入適當(dāng)量的酸性催化劑，最終pH值一般在1.92.3范圍內(nèi)。.縮聚反應(yīng)加熱。攪拌下，向反應(yīng)釜夾套內(nèi)通蒸汽加熱，緩慢：逐 步升溫至60C,由于縮聚反應(yīng)的放熱效應(yīng)， 物料溫度將自動升至 90c以上弁達(dá)到物料沸騰狀態(tài)(約98C)

7、。放熱量一般為 586.1kJ/kg(苯酚與甲醛)，放熱反應(yīng)速率，隨酸的種類有所不同，草酸較緩，鹽酸較激烈。反應(yīng)溫度用夾套內(nèi)通蒸汽（表壓）及冷卻 水（流量）的辦法來調(diào)節(jié)?？s聚。在維持物料沸騰狀態(tài)下進(jìn)行縮聚反應(yīng)。在縮聚反 應(yīng)進(jìn)行同時(shí)，上升蒸汽通過冷凝器冷凝后回流。 根據(jù)冷凝液量及 清澈度（由清變渾）可一般性判斷縮聚反應(yīng)的進(jìn)程。 必要時(shí)，在縮 聚后期可補(bǔ)加一定量催化劑，以促進(jìn)縮聚反應(yīng)后期的反應(yīng)速率。隨著反應(yīng)進(jìn)行，樹脂分子量逐步升高，弁不溶于水中。反應(yīng) 物開始分為兩個液相，靜置下可分為明顯兩層， 上層為以水為主 的水溶液，下層為樹脂液?？s聚反應(yīng)自回流液出現(xiàn)混濁開始約 30min后即可取樣測黏度或相對

8、密度，一般當(dāng)以 4號涂料杯中測 試結(jié)果為2040s/60 C ,即可作為縮聚操作終點(diǎn)。.脫水反應(yīng)物系中的水來自福爾馬林中所含的水和酚、醛縮聚反應(yīng)釋出的水，為了獲得合格的固體酚醛樹脂，必須脫除這些水分。 另外，脫水過程也同時(shí)帶出了反應(yīng)物系中的殘余酚、醛、甲醇、 催化劑等，有利于酚醛樹脂質(zhì)量的提升。脫水過程，酚醛樹脂的 分子量還會有稍稍增大，這是應(yīng)該注意的問題。為了順利脫水， 其操作是在真空減壓下進(jìn)行的，且隨水分的逐漸脫除，反應(yīng)物系黏度不斷上升，真空度和物料溫度均將不斷提高。脫水終點(diǎn)，視 釜內(nèi)樹脂透明和黏度情況多次取樣，直至合格。. 放料當(dāng)達(dá)到縮聚脫水終點(diǎn)后，立刻打開反應(yīng)釜通大氣閥門， 釜內(nèi) 降至常壓后，停真空泵，從釜底將熔融態(tài)樹脂放至料盤或料車。先進(jìn)操作應(yīng)排放至不銹鋼冷卻運(yùn)輸帶以及連續(xù)冷卻造粒機(jī)中O.樹脂粉碎、包裝Novolak 樹脂完全冷卻硬化后為淺黃至棕色半透明脆性固 體。若放料后成大、小片料，則須經(jīng)粗碎、細(xì)碎成樹脂粉，以便 于其下游材料和制品生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用。.樹脂性能的檢測作為產(chǎn)品，酚醛樹脂有許多重要的性能指標(biāo)，主要包括熔點(diǎn) （或軟化點(diǎn)、滴點(diǎn)）、聚合速度、游離酚含量、水分含量、溶液黏 度、粒子細(xì)度等，某些應(yīng)用領(lǐng)域還有游離醛含量、灰分含量等性 能指標(biāo)要求。各類酚醛樹脂應(yīng)用領(lǐng)域均對上述各項(xiàng)性能指標(biāo)有其 特定的要求，讀者可分別參