不同填料對酚醛樹脂性能的影響

1、不同填料對酚醛樹脂性能的影響淄博理研泰山涂附磨具有限公司  薛峰  吳三國  徐煥明 摘要：本文針對涂附磨具行業(yè)常用的輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣，初步研究其對酚醛樹脂膠粘劑性能的影響；加入不同比例的填料，對酚醛樹脂脆性、粘結性的影響。不同的干燥溫度對酚醛樹脂氣泡現(xiàn)象的影響；不同的固化條件對酚醛樹脂固化狀態(tài)的影響。關鍵詞：填料，輕質(zhì)碳酸鈣，重質(zhì)碳酸鈣，酚醛樹脂，剝離強度，脆性，氣泡酚醛樹脂以其獨特的分子結構，具有卓越的粘附性、優(yōu)良的耐熱性、抗燒蝕性和阻燃性。而針對涂附磨具行業(yè)的酚醛樹脂以其與基材、磨料的優(yōu)良粘結性，以及良好的使用性，大大提高了產(chǎn)品的性能。填料是

2、一種固體添加劑,是膠粘劑重要的助劑之一,具有補強、增稠、增容、增硬、增韌、降低收縮性、減少線膨脹系數(shù)、增加耐磨性、提高耐水耐熱性等功能。他對于改進膠粘劑的某些性能，改善工藝特性和降低產(chǎn)品成本，都有著十分明顯的作用。填料的種類繁多，本文針對涂附磨具行業(yè)常用的輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣，初步研究其對酚醛樹脂膠粘劑性能的影響。填料與膠粘劑中的大分子可能發(fā)生物理或化學結合，填料的性能包括形態(tài)、粒徑、表面形態(tài)等，都對填充的膠粘劑有較大影響。1 實驗目的1.1 比較膠液中不同含量的輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣對酚醛樹脂脆性及粘結性能的影響。1.2 比較不同的烘干起始溫度對酚醛樹脂氣泡現(xiàn)象的影響。2 實驗試劑及儀器酚

3、醛樹脂、顏料紅、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、酒精、水、電子天平、玻璃棒、拉伸機、烘箱等。3 實驗方案及實驗步驟3.1  分別選擇輕鈣含量為30%（100g酚醛樹脂中加鈣30g）、60%、80%，水、酒精適量，制成酚醛樹脂膠液，制備皮膜，干燥（115），觀察其皮膜的性能。3.2   選擇重鈣含量為30%、60%、80%、120%、150%，制成酚醛樹脂膠液，制備皮膜，觀察皮膜的性能。3.3   將3.2中制備好的酚醛樹脂膠液涂在基布上，用#60的棕剛玉植砂、干燥、復膠（為了便于觀察結果，膠液加入了顏料紅）、固化后90度柔曲，測試砂布的剝離強度。3.4

4、   成品性能對比本實驗中底膠、復膠干燥采用的溫度為60到115，80到115，100到115，105到115，升溫時間1小時。固化采用的溫度為115 1h、2h、3h、4h、5h、7h。    在3.2中選擇一個性能較佳皮膜的配比，在紙上涂底膠，然后植砂、復膠，采用不同的起始溫度烘干，觀察樣品的柔韌性情況。    將固化好的樣品在2%NaOH溶液中分別煮練2min和5min，觀察其砂粒剝落情況。    選擇重鈣80%，其它的成分按現(xiàn)場配方進行配制，對#60的砂布復膠，在顯微鏡下觀察是

5、否起泡。4 實驗結果及討論4.1 皮膜的觀察結果 加入輕鈣后，所制得酚醛樹脂膠液皮膜的結果見表1。  加入重鈣后，所制得酚醛樹脂膠液皮膜結果見表2。 隨著鈣含量的增加，使得溶液的粘度增加，鈣在樹脂內(nèi)分散不均勻，形成密度不均勻體，在干燥過程中，由于鈣的高度密集，使膜的流動行變差，造成板結。因此，鈣含量過大時，制得的皮膜干燥后，其表面不光滑，嚴重的地方出現(xiàn)干裂。4.2 采用含重鈣的酚醛樹脂作為粘結劑，制得的砂布的剝離強度見圖1。 4.3   不同起始溫度對底膠和復膠的影響   本實驗中采用重鈣80%對紙涂底膠，其結果見表3。由表

6、3可以看出，隨著起始溫度的變化，膠的顏色出現(xiàn)變化，可能是樹脂在100時開始固化，并造成脆性加強。 采用重鈣80%復膠后的斷面電鏡分析見圖2。由圖中沒有觀察到氣泡的產(chǎn)生。 #120的砂紙復膠后固化的樣品，經(jīng)2%氫氧化鈉煮練后的結果如下。通過觀察可知，高的起始溫度，且固化時間長的樣品，煮練后磨料的剝離情況較輕。煮練2分鐘的樣品中，起始溫度為60和80固化1小時的樣品，出現(xiàn)顏色的變化，其變化特征和高起始溫度沒有后固化的樣品相似，這也說明在涂底膠時，起始溫度為100時，酚醛樹脂開始固化。在固化4小時后，再延長固化時間，煮練后的砂紙變化不大，雖然低溫干燥的樣品，煮練時還有部分磨料存在，但是附著力已不強。

7、固化4小時后的樣品，隨著干燥的起始溫度的升高，其脆性增加。其評價結果見表4。 5 結論5.1 隨著鈣加入量的增加，酚醛樹脂膠液的柔韌性變差，在本實驗中，輕鈣的加入量以30%-60%為宜。重鈣的加入量應控制在100%以下。5.2 本實驗中，重鈣加入量為80%時，所制的砂布的剝離強度較好。5.3 本實驗中，采用不同起始溫度對重鈣80%的樣品干燥時，其溫度越低流平性越好。5.4 在實驗中，不同起始溫度的樣品，在電鏡中都觀察到有氣泡現(xiàn)象。一般涂膠量小的氣泡較少，涂膠量大的氣泡較多。5.5 由實驗可知，起始溫度為60時，酚醛樹脂膠液沒有固化，但是起始溫度達到100時，膠液開始出現(xiàn)固化現(xiàn)象，但是沒有固化完全，還是需要后固化過程。5.6 不同起始溫度干燥的樣品完全固化后，起始溫度越高，其脆性越強。5.7 涂底膠后，雖然高的干燥起始溫度得到樣品的脆性增加，但是未固化充分時，相同的固化時間內(nèi)，高的起始溫度所得的樣品對磨料的粘接力比較好。 參考文獻1 李子東,李廣宇