专利名称：一种聚乙二醇改性酚醛树脂及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于超薄片砂轮中网格布用 酚醛树脂增韧的技术领域，公开了一种聚乙二醇改性酚醛树脂及其制备工艺。
背景技术：
砂轮基体是用来支撑磨削层和在机床主轴上装卡固定，它决定了磨具动态和静态强度，经过长期的试验和试用，现在一般采用阻震性能优越、散热性能好，机械强度高的玻纤增强砂轮基体，这种基体的生产一般是先相互交织成网状的网格布，在再网格布上涂一层酚醛树脂，经过加热，烘烤，冷却而制的。传统的酚醛树脂由于自身的缺陷，其制品出现脆性大，强度低的问题，制得的网格布也很难达到制作超薄片砂轮的要求。中国专利申请号为200710129850. I的发明专利申请公开了一种玻璃纤维浸溃酚醛树脂中列举了几种酚醛树脂增韧剂，分别为尼龙66，邻苯维甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、PVB、PEG等，这些增韧剂的加入大大改善了酚醛树脂的韧性，制得的网格布满足了超薄片砂轮的要求。但是其增韧方式为外增韧，网格布生产时增韧剂不但溶解较困难，其分散性更得不到保证。上述专利申请“玻璃纤维浸溃酚醛树脂”中制作的酚醛树脂A和酚醛树脂B都是用液体甲醛进行生产，后期真空脱水会产生大量的废水，处理起来需要很大的费用，不处理又造成环境污染。
发明内容
本发明的目的就是提供一种采用固体甲醛生产酚醛树脂并采用内增韧、在树脂合成过程中加入增韧剂，保证了其溶解性和分散性并使之与酚醛树脂进行反应的聚乙二醇改性酚醛树脂及其制备工艺。实现本发明上述目的所采用的技术方案为
一种聚乙二醇改性酚醛树脂，其特征在于由以下重量份的原料制得
苯酚100固体甲醛25—27PEG1000 :1. 5—4
含量98%以上的工业草酸1. 1—1. 5 酸性含酚水15— 40 另外，所述组份中还包括O. 2-1重量份的硅烷偶联剂。制备上述聚乙二醇改性酚醛树脂的方法为
打开搅拌，然后在压力为-O. 06MPa一-O. 08MPa的减压状态下将预热到50— 60°C的苯酚抽入到反应釜中，接着将14% — 40%回收的酸性含酚废水抽入到反应釜中，加入的草酸，使体系的PH值在I一2，然后加热升温，待温度达到85±2°C时，加入的固体甲醛；加完甲醛后，使其升温沸腾，并保持沸腾150—180分钟，后加入PEG1000，并减压脱水升温至145°C，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到9pa/160°C -18 pa/160°C，然后加入硅烷偶联剂，放料即得聚乙二醇改性酚醛树脂。其中，在上述制备方法中，
——所述酸性含酚废水的PH值为I一2，含酚浓度为4% — 6% ；
——所述加入固体甲醛时分3— 5个批次加入；
—所述加完甲醛后升温至沸腾的时间控制在60— 80分钟；
——所述加入PEG1000后并减压脱水的压力范围控制在-O. 03一-O. 08MPa。本发明解决的技术问题是通过在酚醛树脂合成过程中弓I入聚乙二醇，在酸性条件下，一方面聚乙二醇的一 OH可以与酚醛树脂中的一 OH结合，另一方面聚乙二醇中的一 OH与树脂中的一 OH也可以形成部分氢键，使酚醛树脂中导入长的柔性醚链，从而起到增韧的 效果。酚醛树脂树脂合成后期添加部分硅烷偶联剂，可以大大提高酚醛树脂和无机物的粘接性，从而达到酚醛树脂用在网格布中增韧增强的效果。并且还具有以下特点
(I)将现有的网格布用的酚醛树脂增韧方式进行了改进，采取酚醛树脂内增韧，增韧剂的溶解性和分散性得到了很好的保障，增韧效果明显优于外增韧。树脂合成后期加入硅烷偶联剂，可以大大增加树脂与无机物的粘结性。通过这两种改进，其制作出来的超薄片砂轮切削比有明显的提高。(2)酚醛树脂的生产工艺也做了调整，采用多聚甲醛进行生产，产生的废水可以循环利用。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明所提供的聚乙二醇改性酚醛树脂及其制备作进一步的详细说明。实施例I
打开搅拌，然后在压力为-O. 06MPa的减压状态下，将预热到55°C的400Kg苯酚抽入到反应釜中，接着将120Kg回收的酸性含酚废水(PH值为1，含酚浓度为4%)抽入到反应釜中，加入6Kg的工业草酸，使体系的PH值在1，然后加热升温，待温度达到85°C时，均匀分4次加入108Kg固体甲醛(含量96%)，80分钟加完，并控制反应釜内的温度不高于85°C ;加完甲醛后，并利用50分钟的时间使其缓慢升温至100°C沸腾，保持沸腾150分钟，加入15公斤的PEG1000，减压状态下(压力为-O. 04MPa)脱水至145°C (随着水分的减少其温度升高)，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到9pa/160°C，然后加入2. 5公斤的硅烷偶联剂KH550，搅拌40分钟后放料即可得408公斤的PEG改性酚醛树脂。实施例2
打开搅拌，然后在压力为-O. 07MPa减压状态下将预热到50°C的苯酚400Kg抽入到反应釜中，接着将90Kg回收的酸性含酚废水(PH值在I. 5，含酚量为5%)抽入到反应釜中，加入5. 5Kg草酸，使体系的PH值在I. 5，加热升温，待温度达到85°C时，均匀分3次加入108Kg固体甲醛(含量96%)，80分钟加完，并控制反应釜内的温度在85°C以内。加完甲醛后，使其利用60分钟缓慢升温至沸腾，保持沸腾140分钟，加入PEG1000 16Kg，减压状态下(压力为-O. 04MPa)脱水至145°C，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到15pa/160°C，然后加入2Kg的硅烷偶联剂KH550，搅拌30分钟放料即可得410公斤的PEG改性酚醛树脂。实施例3打开搅拌，然后在压力为-O. 08MPa的减压状态下，将预热到60°C的400Kg苯酚抽入到反应釜中，接着将60Kg回收的酸性含酚废水(PH值为2，含酚浓度为5%)抽入到反应釜中，加入4. 4Kg的工业草酸，使体系的PH值在2，然后加热升温，待温度达到87°C时，均匀分5次加入106Kg固体甲醛(含量96%)，90分钟加完，并控制反应釜内的温度不高于87V ；加完甲醛后，并利用80分钟的时间使其缓慢升温沸腾，保持沸腾180分钟，加入13公斤的PEG1000，减压状态下(压力为-O. 08MPa)脱水至145 °C，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到18 pa/160°C，然后加入3公斤的硅烷偶联剂KH560，搅拌40分钟后放料即可得416公斤的PEG改性酚醛树脂。实施例4
打开搅拌，然后在压力为-O. 07MPa的减压状态下将预热到55°C的苯酚400Kg抽入到反应釜中，接着将IOOKg回收的酸性含酚废水(PH值在I，含酚浓度为6%)抽入到反应釜中，力口入4. 8Kg草酸，使体系的PH值在I. 5，加热升温，待温度达到86°C时，分3次加入106Kg固体甲醛(含量96%)，95分钟加完，并控制反应釜内的温度不高于86°C。加完甲醛后，并利用60分钟的时间使其缓慢升温沸腾，保持沸腾150分钟，加入PEG1000 14Kg，减压状态下(压 力为-O. 05MPa)脱水至145°C，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到12 pa/160°C，然后加入硅烷偶联剂KH560 3. 5Kg，搅拌30分钟放料即可得412公斤的PEG改性酚醛树脂。实施例5
打开搅拌，然后在压力为-O. 06MPa的减压状态下，将预热到50°C的400Kg苯酚抽入到反应釜中，接着将80Kg回收的酸性含酚废水(PH值为I. 5，含酚浓度为6%)抽入到反应釜中，加入5. OKg的工业草酸，使体系的PH值在I. 5，然后加热升温，待温度达到85°C时，均匀分4次加入104Kg固体甲醛(含量96%)，100分钟加完，并控制反应釜内的温度不高于95°C;加完甲醛后，并利用60分钟的时间使其缓慢升温沸腾，保持沸腾200分钟，加入15公斤的PEG1000，减压状态下(压力为-O. 06MPa)脱水至145°C，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到15 pa/160°C，然后加入4公斤的硅烷偶联剂KH560，搅拌40分钟后放料即可得412公斤的PEG改性酚醛树脂。实施例6
打开搅拌，然后在压力为-O. 08MPa的减压状态下将预热到60°C的苯酚400Kg抽入到反应釜中，接着将90Kg回收的酸性含酚废水(PH值在2，含酚量为4%)抽入到反应釜中，力口入5Kg草酸，使体系的PH值在1，加热升温，待温度达到85°C时，分5次加入104Kg固体甲醛(含量96%)，85分钟加完，并控制反应釜内的温度不高于85°C。加完甲醛后，利用180分钟的时间使其缓慢升温至沸腾，保持沸腾200分钟，加入PEG1000 12Kg，减压状态下(压力为-O. 06MPa)脱水至145°C，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到15 pa/160°C，放料即可得408公斤的PEG改性酚醛树脂。在本专利申请的聚乙二醇改性酚醛树脂及其制备工艺中 ——PEG1000分子量为1000的聚乙二醇的简称；
——实施例6为没有加入硅烷偶联剂的PEG改性酚醛树脂，只是在使用过程中与纤维的复合效果相对较差，但该PEG改性酚醛树脂同样能够达到本发明的目的；
—聚乙二醇改性酚醛树脂粘度会随着甲醛、工业草酸和反应时间的延长由9p/160°C提闻到18 p/160C。
权利要求
1.一种聚乙二醇改性酚醛树脂，其特征在于含有以下重量份的组份 苯酚100 固体甲醛25—27 PEG1000 :1. 5—4 含量98%以上的工业草酸1. 1—1. 5。
2.如权利要求I所述的一种聚乙二醇改性酚醛树脂，其特征在于所述组份中还包括O.2— I重量份的硅烷偶联剂。
3.制备上述权利要求I或2所述的聚乙二醇改性酚醛树脂的方法包括下列步骤 打开搅拌，然后在压力为-O. 06MPa一-O. 08MPa的减压状态下将预热到50— 60°C的苯酚抽入到反应釜中，接着将14% — 40%回收的酸性含酚废水抽入到反应釜中，加入的草酸，使体系的PH值在I一2，然后加热升温，待温度达到85±2°C时，加入的固体甲醛；加完甲醛后，使其升温沸腾，并保持沸腾150—180分钟，后加入PEG1000，并减压脱水升温至145°C，采用减压蒸汽水洗游离酚，粘度达到9pa/160°C—18 pa/160°C，然后加入硅烷偶联剂，放料即得聚乙二醇改性酚醛树脂。
4.如权利要求3所述的制备聚乙二醇改性酚醛树脂的方法，其特征在于所述酸性含酚废水的PH值在I一 2、含酚浓度为4% — 6%。
5.如权利要求3所述的制备聚乙二醇改性酚醛树脂的方法，其特征在于所述加入固体甲醛时分3— 5个批次加入。
6.如权利要求3所述的制备聚乙二醇改性酚醛树脂的方法，其特征在于所述加完甲醛后升温至沸腾的时间控制在60— 80分钟。
7.如权利要求3所述的制备聚乙二醇改性酚醛树脂的方法，其特征在于所述加入PEG1000后并减压脱水的压力范围控制在-O. 03一-O. 08MPa。
全文摘要
本发明属于砂轮网格布用酚醛树脂增韧的技术领域，公开了一种砂轮中网格布用酚醛树脂的增韧技术。技术特征在于各组分的配比为苯酚100份，固体多聚甲醛25份—27份，分子量为1000的聚乙二醇(简称为PEG1000)1.5—4份，草酸1.1—1.5份，硅烷偶联剂0.2—1份。通过在酚醛树脂合成中减压脱水前期加入聚乙二醇使之与低缩聚程度的酚醛树脂反应达到内增韧的效果，在放料前期加入硅烷偶联剂，达到增强的效果。该方法制得的酚醛树脂用在砂轮网格布中其韧性和强度都得到了极大的改善。
文档编号C08K5/5415GK102898603SQ20121043034
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者刘惠长, 李晓贺, 胡春红, 杨永信, 宋建磊, 王伟, 焦保东 申请人:河北龙港工贸有限公司