酚醛塑料_在线百科全书查询

酚醛塑料俗称电木粉，于1872年发明，1909年投入工业生产，是世界上历史最悠久的塑料，以酚醛树脂为基材的塑料的总称，最重要的热固性塑料的一类。一般可分为非层压酚醛塑料和层压酚醛塑料两类。非层压酚醛塑料又可分为铸塑酚醛塑料和压制酚醛塑料。广泛用作电绝缘材料、家具零件、日用品、工艺品等。此外，还有主要作耐酸用的石棉酚醛塑料、作绝缘用的涂胶纸、涂胶布、作绝热隔音用的酚醛泡沫塑料和蜂窝塑料等。

酚醛塑料预热

1、预热的重要性：

酚醛塑料预热一般采用高频预热机（高周波预热机）来预先加热，经过高频预热机加热的酚醛模塑料，能够增强流动性，缩短压铸时间，消除材料内应力，消除产品水纹及提高成品光洁程度，节省材料用量，延长模具寿命。在电子元件、电气成型前对模塑料粉（饼）进行预热软化，提高产品档次、绝缘性能及机械性能等。

2、成型前对预热机的选择：

根据酚醛模塑料形状来选择加热设备。

预热机按电极分为：平板电极式、滚轴电极式（滚筒式、转盘式）

1）、粉状、颗粒状态、或不规则饼状态的材料选择：平板电极式

2）、已预成型的圆柱体状态的材料选项择：滚筒电极式

3）、粉状、颗料状态也可选择转盘电极式（模塑料无需做预成型便可达到滚筒电极预热效果）。

性能

物理性能

⑴成型收缩率：酚醛树脂的成型收缩率，由许多因素决定，如树脂的组成、填料种类、水分含量、成型条件等。

填料　收缩率%

玻璃纤维
石棉+云母
石棉
木粉+石棉
木粉、纸屑、布屑
合成纤维　0.05～0.2
0.2～0.4
0.3～0.5
0.5～0.6
0.6～0.8
1～1.4　⑵耐热性：从实用角度考虑，各种填料的酚醛塑料的使用温度分别是：无机填料160℃；有机填料140℃；玻璃纤维和石棉填料的最高使用温度达170～180℃。

温度和湿度对机械强度的影响

把各种填料酚醛塑件放在200℃环境中，经1000小时后的拉伸强度和弯曲强度比较：用玻纤增强的塑件受温度的影响极小。木粉填料的酚醛塑料件在90～100℃时，拉伸强度急速降低，而石棉填料，则变化不大。

酚醛塑料中的水氧基对水的亲和性强，容易吸湿。塑件吸湿后体积膨胀，产生内应力，会翘曲变形。一般吸湿3%，弯曲强度要降低25%左右。随着含水率增加，冲击强度逐渐提高，而拉伸强度和弯曲强度则明显降低。

温度和湿度对电性能的影响

酚醛塑料的电性能根据树脂和填料种类含量的不同，有较大的变化。而受湿度和温度影响时，绝缘性能的变化更大。

酚醛树脂的电绝缘性能同机械强度降低的倾向是一致的。塑料的绝缘能力能间接地反映出机械强度。但是塑料的体积电阻不遵守次规律，往往机械强度已降低50%，而体积电阻还未出现下降趋势。试验证明，石棉和玻纤填料的酚醛塑件，在150℃以上的高温中能长期维持稳定的电性能和机械性能。

酚醛塑料的吸湿量同填料的种类直接有关。把各种酚醛塑件放在24℃水中浸渍，吸水量分别为：石棉填料1.2%，短纤维填料5.4%，布屑填料6.8%，木粉填料8.4%。当含水率在2～3%之间时，电性能变化不太大，如果达到5%以上时，则电性能迅速下降。

温度和湿度对尺寸稳定性的影响

虽然酚醛塑件的尺寸稳定性好，蠕变极微小，这仅仅是指同其他塑料比较而言。但是它受湿度和温度影响后也会发生若干尺寸变化的，这对高精度的机械零件来说，必须了解其使用环境同尺寸变化的关系。

在低温干燥的冬季收缩比较厉害，在高温湿的夏季收缩较少，甚至膨胀，这种现象称为塑件的呼吸。酚醛塑件的呼吸同塑料中排出水分或从外部吸湿有密切关系。在相对湿度为100%，温度为50℃的湿热条件下，塑件尺寸达到平衡的时间只有室温状态下的一半。含水量0.1% 的材料成型塑料，其尺寸稳定性很差。温度达到150℃，酚醛塑件收缩趋向平衡，温度再往上升时，塑件又会继续收缩。

耐腐蚀性

不含填料的纯酚醛树脂几乎不受无机酸侵蚀，不溶于大部分碳氢化合物和氯化物，也不溶于酮和乙醇。但不耐浓硫酸、硝酸、高温铬酸、发烟硫酸、碱和氧化剂等腐蚀。酚醛塑料也同样具有上述的特性，但是研究其耐腐蚀性能时，还须把填料的耐腐蚀性一并考虑进去。

不同填料酚醛塑料（PF）的性能

性能　铸塑制品
（无填料）　模塑料

木粉填充　碎布填充　矿粉填充

相对密度
拉伸强度/MPa
弯曲强度/MPa
剪切强度/MPa
压缩强度/MPa
缺口冲击强度/（Kj/m2）
线膨胀系数/(×10-5K-1)
介电常数
介电强度/(kV/mm)
体积电阻率/Ωcm　1.34
28～70
49～84
42～56
70～175
1～3.25
3～8
4
8～12
1012～1014　1.35～1.4
35～56
56～84
56～70
105～245
0.54～2.7
3～6
5～15
4～12
109～1012　1.34～1.38
35～56
56～84
70～105
140～224
1.66～16.6
2～6
5～10
4～10
108～1010　1.9～2.0
21～56
56～84
28～105
140～224
1.36～8.15
2～6
5～10
4～10
109～1012

酚醛塑料的改性

酚醛塑料的主要缺点是性脆、耐电弧性差，介电性能随频率的变化而改变等缺点，所以在生产的应用中，则采用改性的方法来弥补酚醛树脂的不足。采用酚醛树脂（主要是热塑性的）和其他类型高聚物混合应用可以改善酚醛塑料的性能。常用的高聚化合物有：聚酰胺树脂、聚氯乙烯树脂、丁腈橡胶、聚丙烯树脂等。例如与聚氯乙烯混合后能使其机械强度、耐热性、介电性、耐酸性、耐水性等方面获得提高，且有较好的着色性。以酚醛树脂和丁腈橡胶为基础制成的电木粉可以大大提高制件的冲击强度。以酚醛树脂与聚酰胺树脂和无机填料（如云母与长石）的混合物所制造的电木粉具有更高的介电性能，其制件能够在高温度、高频率、高压的条件下使用。

用途

用途：广泛用作电绝缘材料、家具零件、日用品、工艺品等。此外，还还用作耐酸用的石棉酚醛塑料、作绝缘用的涂胶纸、涂胶布、作绝缘隔音用的酚醛泡沫塑料和蜂窝塑料等。

酚醛层压塑料用浸渍过酚醛树脂溶液的片状填料制成，可制成各种型材和板材。根据所用填料不同，有纸质、布质、木质、石棉和玻璃布等各种层压塑料。布质及玻璃布酚醛层压塑料具有优良的力学性能、耐油性能和一定的介电性能，用于制造齿轮、轴瓦、导向轮、无声齿轮、轴承及电工结构材料和电气绝缘村料、木质层压塑料适用于作水润滑冷却下的轴承及齿轮等。石棉布层压塑料主要用于高温下工作的零件。

酚醛纤维状压塑料可以加热模压成各种复杂的机械零件和电器零件，具有优良的电气绝缘性能、耐热、耐水、耐磨。可制作各种线圈架、接线板、电动工具外壳、风扇叶子、耐酸泵叶轮、齿轮、凸轮等。

现状分析

酚醛塑料因具有优异的耐热性和较好的性价比，至今仍具有其他通用塑料无法比拟的优点。由于中国已成为全球电子电器产品和炊具生产大国，每年有大量产品出口，由此拉动了酚醛塑料生产快速增长。目前，中国酚醛塑料生产量已居世界前列，国内市场消费量占全球市场的1/2。

国内现有酚醛塑料原粉生产企业40余家，产量较大、产品规格较多的企业主要有上海欧亚合成材料公司、上海双树塑料厂、温州华南化工公司等。下游各类酚醛塑料制品生产企业有近万家，主要分布在各类电子电器产品的线路板及耐热阻电配件、炊具柄、汽车刹车片及耐热塑料配件、玻璃钢制品等领域。据全国酚醛树脂及塑料行业协作组调查统计，2001年国内酚醛塑料产量为18万吨，其中注塑料占30%。2002年酚醛塑料产量基本与2001年持平。2002年出口酚醛树脂及塑料27872吨，比上年增长42%；进口94464吨，比上年增长18.8%。2002年酚醛塑料国内市场消费量为25万吨左右，增长率为3%。

随着经济发展，酚醛树脂和塑料许多新的应用领域不断被开发。现在经过实验发现，酚醛树脂和塑料制品不仅耐热、阻燃性能好，而且燃烧后产生的有毒烟雾少，而现在城市火灾中致人死亡的头号杀手，就是建筑物中化学建材燃烧产生的有毒烟雾。在如今隧道交通日益发达和高层建筑日益增多的情况下，酚醛塑料特别适合用于防火要求严格的场合。目前城市地铁车辆和高楼建材中的塑料制品，越来越多采用了各类酚醛塑料复合材料。

虽然酚醛塑料抗冲击性能较差，但不断发展的增强改性技术改善了这一缺陷。据科研单位最新研究成果，加丁腈橡胶改性可显著改善酚醛塑料的冲击强度。当丁腈橡胶用量仅为2%时，可使酚醛塑料冲击强度提高100%。随着丁腈橡胶用量增加，酚醛塑料的冲击强度进一步提高，同时软化点提高，凝胶时间缩短。

当前酚醛树脂及塑料行业面临的难关是原料苯酚供应紧张，价格猛涨。苯酚价格由一个月前的6500元（吨价，下同）涨到了9000元左右。这主要由于国内苯酚产量只能满足50%的需求，进口比重较大。我国对进口苯酚实施反倾销措施，进口将减少，苯酚价格受此影响而猛升。7月18日，在浙江淳安召开的酚醛树脂及塑料行业会议上，与会企业一致认为，按现在的苯酚价格生产，将出现全行业亏损。

实验部分

1.1实验原料

热塑性酚醛树脂(novolak)：牌号为2123，

热固性酚醛树脂(resol)：牌号为2124，

短切无碱玻璃纤维：长度，1～6mm，直径，1～3μm，浙江巨石集团出品，

其它助剂皆为工业品。

1.2 注塑料配方

表1. 酚醛注塑料的基本配方
Tab 1 The basic recipe of phenolic injecting molding material

组成
热塑性酚醛树脂
热固性酚醛树脂
复合固化剂
玻璃纤维
矿物粉料
其它添加剂
配比/%（质量）
5～15
25～35
2～5
40～50
5～15
2～51.3 注塑料制备工艺入右图

1.4 注塑料性能表征

1.4.1 高外观热稳定性能

测试样条（120×15×10mm）放置于200℃的烘箱中3h，然后升高温度至250℃，保持1h，继续升高温度至300℃，保持2h，继续升高温度至370℃保持1h，取出试样，观察试样的表面，若不起泡，不开裂，不弯曲变形，则表示试样通过此温度时间内的外观热稳定性试验，反之亦然。

1.4.2 注塑制品力学性能、热性能、电性能的测试均根据酚醛模塑料的国家标准GB1404-95

。

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