本发明属于含有高分子物质的制造或成形材料的制造的技术领域,即提供一种用作汽车刹车片粘合剂的丁苯乳胶改性热熔性酚醛树脂制造工艺。 目前国内外汽车刹车片均采用丁苯乳胶改性热熔性酚醛树脂作粘合剂,制造这种粘合剂的现行工艺是予先将丁苯胶料切断、素炼、添加硫化促进剂混炼,然而再将经过上述处理过的丁苯胶与热熔性酚醛树脂(以下简称固体树脂)用橡胶炼胶机进行混炼。这种工艺自始至终不发生化学变化,实际上只是一种机械混合过程。由于丁苯胶与固体树脂在这种机械混合过程中,分布不可能均匀,混合后的产物从微观上看是一种多相系,故其机械性能和化学性能都不够理想;而且这种工艺能耗大、所需要的工时也多,环境污染较为严重,工人劳动条件也较差。
本发明摈弃了制造用作汽车刹车片粘合剂的丁苯乳胶改性热熔性酚醛树脂的现行机械混合工艺,而提出了一种采用液相反应法制造丁苯乳胶改性热熔性酚醛树脂新工艺,在反应釜中,通过控制适当的温度,并加入合适的促进剂,使丁苯乳胶同固体树脂发生化学反应,形成接枝共聚的大分子团,最后通过热压固化成为立体网状结构的树脂块。
本发明所提供的制造工艺全部都是在反应釜内进行,其生产流程如下:
(1)丁苯乳胶的制备
按丁苯乳胶投料(重量百分比)为100计算,其中加入:
硫黄 1
硫化促进剂M 0.75
硫化促进剂D 0.25
硬脂酸 10
先搅拌均匀,准备待用。
(2)在反应釜中进行酚醛树脂的制备
将苯酚和甲醛按摩尔数比1∶0.86投入反应釜中,加温搅拌,然后再将苯酚量的1.65%的浓度为10%的稀盐酸分两次加入,调节PH值为2~2.5,保温(80~120℃)后采用真空处理(负压处理)使其脱水,让反应釜内的树脂形成半流体状态。
(3)丁苯乳胶和酚醛树脂液相反应
向反应釜中加入制备好的丁苯乳胶,按照上述苯酚投料100份(重量比)计算加入丁苯乳胶20份,保温80~120℃,搅拌后真空(负压)脱水,再加入3份乌洛托品即六次甲基四胺,搅拌,放料。
用上述液相反应法制造出来丁苯乳胶改性酚醛树脂其外观呈淡褐色,软化点在85℃以上,游离酚在7%以下,水分在4%以下。
同现有的工艺相比,本发明所提供地丁苯乳胶改性热熔性酚醛树脂新工艺有如下优点:(1)一次性成型,既缩短了工艺流程,简化了工艺,又减少设备投资费用;(2)节约能源,耗电少;(3)树脂性能优良,耐磨、好;(4)不污染环境,改善操作者的劳动条件。
本发明所提供的液相反应法制造丁苯乳胶改性热熔性酚醛树脂新工艺,其实施例如下:
采用含丁二烯、苯乙烯总固体量达45~50%的丁苯乳胶,按苯酚投料数200公斤计算,则具体工艺流程可作如下安排:
(1)丁苯乳胶的制备:加入40公斤丁苯乳胶,其中:
硫黄 400克
硫化促进剂M 300克
硫化促进剂D 100克
硬脂酸 4公斤
搅拌均匀,准备待用。
(2)将苯酚200公斤、甲醛146公斤投入反应釜中,升温搅拌,先加入10%浓度的稀盐酸1.65公斤,调节反应釜中的液体PH值=2~2.5,打开回流系统,大约45~55分钟可升温到沸腾,其中,到80~85℃后停止供蒸汽和搅拌,由于放热反应,温度逐渐上升到95~100℃开始沸腾。当回流平稳后再开始搅拌,并再加1.65公斤浓度为10%的稀盐酸,待釜内液体呈乳化状态后保温90分钟。
当到达保温时间后,调节管路阀门,开通真空泵,使釜内压力保持在380~400毫米汞柱,此时釜内温度下降,可向夹套内通入蒸汽,保持脱水温度在80℃以上,由于水分大量蒸发,釜内树脂温度将要逐渐升高,当温度上升到100℃以上时,可取样测软化点。通常此时树脂的软化点在85℃以上。
(3)当釜内树脂温度升到110~120℃时,停止向夹套内供汽,此时将制备好的丁苯乳胶从反应釜的罐口加入反应釜中,并加以搅拌,真空脱水,视反应器冷凝器不再有冷凝水(温度在95℃以下)时,停真空泵。
当反应釜内温度下降到85~90℃时,从反应釜的罐口再加入8公斤乌洛托品(即六次甲基四胺),搅拌5分钟即可准备放料。由于反应生成的丁苯乳胶改性酚醛树脂粘度较大,故反应釜的出料口直径应在100毫米以上,放料时可让丁苯乳胶改性酚醛树脂直接倒入浅底料盘中,盘底深度以20~30毫米为佳。
用本发明所提供的液相反应法工艺生产制造的丁苯乳胶改性酚醛树脂压片作磨损和强度试验,经多次测试得出:其典型技术指标如下:摩擦系数:0.750(室温)、0.568~0.309(变温)、0.322(高温),磨耗量:室温0.13毫米/小时;高温0.24毫米/小时,冲击强度6.03千克-厘米/厘米2;布氏硬度28.15千克/毫米2。上述性能完全符合国家标准。