一种以环保型酚醛树脂制作玻璃纤维网盖的制作方法
阅读说明：本技术 一种以环保型酚醛树脂制作玻璃纤维网盖的制作方法 (Method for manufacturing glass fiber mesh cover by using environment-friendly phenolic resin ) 是由 谢果 刘琪 叶应松 于 2019-02-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种以环保型酚醛树脂制作玻璃纤维网盖的制作方法,环保型酚醛树脂制作方法,原料按质量百分数计：苯酚：38-48%；甲醛水溶液：43-57%；水：1-10%；碱性催化剂：1-7%；步骤：将上述质量百分比的苯酚和甲醛水溶液混合,20-40℃搅拌5-20分钟；加入上述质量百分比的水、碱性催化剂,升至70-90℃反应60-140分钟；保持温度为70-90℃调节黏度60-140cp.s,冷却,出料,获环保型酚醛树脂。将环保型酚醛树脂复配成浸渍胶水用于网盖的制作。环保型酚醛树脂的制作方法条件温和,无污染。不用稀释就可用于网盖的生产,且降低了固化温度和时间,减少有机物挥发,降低成产成本。(The invention provides a method for manufacturing a glass fiber net cover by using environment-friendly phenolic resin, which comprises the following raw materials in percentage by mass: phenol: 38 to 48 percent; aqueous formaldehyde solution: 43 to 57 percent; water: 1 to 10 percent; basic catalyst: 1 to 7 percent; the method comprises the following steps: mixing the phenol and the formaldehyde water solution according to the mass percentage, and stirring for 5-20 minutes at 20-40 ℃; adding the water and the alkaline catalyst in percentage by mass, and heating to 70-90 ℃ to react for 60-140 minutes; keeping the temperature at 70-90 ℃, adjusting the viscosity to 60-140cp.s, cooling, discharging and obtaining the environment-friendly phenolic resin. Compounding environment-friendly phenolic resin into impregnating glue for manufacturing the mesh cover. The preparation method of the environment-friendly phenolic resin has mild conditions and no pollution. The method can be used for producing the mesh cover without dilution, and can reduce the curing temperature and time, reduce the volatilization of organic matters and reduce the production cost.)
技术领域
本发明涉及玻璃纤维网盖工艺技术领域，具体是一种以环保型酚醛树脂制作玻璃纤维网盖的制作方法。
背景技术
目前玻璃纤维网盖所用的合成树脂，基本上是醇溶性(热塑性)酚醛树脂，所制造的玻璃纤维网盖简称为醇溶性网盖，在固化过程中必需加入固化剂，如六次甲基四胺、多聚甲醛等，目前常用固化剂是六次甲基四胺。制备玻璃纤维网盖所使用的浸渍胶水主要由固体酚醛树脂、液体酚醛树脂、醇类溶剂、六次甲基四胺、色素等组成，浸渍液固化量在59±8％，其中醇类溶剂的作用是把固体酚醛树脂溶解、调节浸渍液的黏度、增加浸渍液与玻璃纤维布的浸透性。玻璃纤维网盖生产所用的树脂为热塑性酚醛树脂，其固化温度一般在170-190℃，并且需要在该温度段进行保温，保温时间4-6h，整过固化过程一般超过10h。其中醇类溶剂最常用的为甲醇，因其溶解性好、价格便宜。但甲醇属于易燃、易挥发、低毒性物质，其闪点为12℃，所以使用醇溶性酚醛树脂的浸胶机一般为电加热，防止因甲醇的挥发可能引起***等安全事故。甲醇也属于VOC(挥发性有机物)，相关政策对生产车间甲醇气体含量都有所规定。玻璃纤维布浸渍醇溶性酚醛树脂在预烘烤工序时，甲醇从浸渍液中挥发出来，其挥发量占浸渍液重量的30％左右，具体挥发量由其浸渍液固含量决定，一般玻璃纤维网盖生产商无法对其进行回收，直接作为尾气进行排放，容易造成空气污染问题。此外，玻璃纤维网盖的定型模具为铝制品，当玻璃纤维网盖处于170-190℃和一定的定型压力下，铝制定型模具易变形，导致定型模具尺寸变化超出规定偏差，造成生产出来的玻璃纤维网盖厚度等关键指标超出质量控制的允许范围，导致网盖内部压缩比不稳定，网盖质量波动较大，增加了质量风险。因此定型模具需要定期组织人力对其进行检测、挑选，挑选出不合格的定型模具，进行更换。根据上述描述，采用醇溶性酚醛树脂进行网盖的制作，主要缺点为：①安全风险性较高，②能耗高，③环境污染大，④成本高，⑤对员工身体健康有一定伤害。
针对目前的环保政策以及降低生产成本的目的，采用一种环保型酚醛树脂来替代醇溶性酚醛树脂势在必行。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种以环保型酚醛树脂制作玻璃纤维网盖的制作方法，环保型酚醛树脂的制备方法条件温和，设备简单，制备过程中无需脱水，绿色无污染，制备得到的环保型酚醛树脂不需要稀释就可以直接用于玻璃纤维网盖的生产，采用环保型酚醛树脂制备出来的玻璃纤维网盖的强度与醇溶性玻璃纤维网盖的强度基本一致，同时在玻璃纤维网盖固化过程中降低固化温度至120±10℃，缩短固化时间至4-5h。此外，该环保型酚醛树脂采用无污染的水来替代醇类作为其溶剂，其挥发物主要为水，极大的降低的生产成本，且使定型模具周转时间极大缩短，大幅地提高了生产效率，极大的减少了有机挥发物因其挥发对环境造成的污染，并且大幅提高了生产车间的安全性，员工健康也能得到保证。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种环保型酚醛树脂的制作方法，
所述环保型酚醛树脂的原料，按质量百分数计，包括：苯酚：38-48％；甲醛水溶液：43-57％；水：1-10％；碱性催化剂：1-7％；
包括如下步骤：
(1)将上述质量百分比的苯酚和甲醛水溶液混合，在20-40℃搅拌5-20分钟；
(2)加入上述质量百分比的水、碱性催化剂，升温至70-90℃反应60-140分钟；
(3)保持反应温度为70-90℃调节黏度达到60-140cp.s，随后冷却，出料，获得环保型酚醛树脂。
优选的，所述甲醛水溶液的质量浓度为36-44％。
优选的，所述苯酚的质量浓度大于等于98％。
优选的，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钡中的一种或几种的混合。
优选的，所述步骤(3)调节黏度为每5-10分钟测试一次黏度。
一种玻璃纤维网盖的浸渍胶水的制作方法，将所述环保型酚醛树脂和偶联剂进行复配，复配成浸渍胶水。
优选的，所述浸渍胶水原料，按重量份数计，包括环保型酚醛树脂100份，偶联剂0.6-1.5份。
优选的，所述浸渍胶水还添加有色素，所述色素以重量份数计，所述色素0.2-0.5份。
一种玻璃纤维网盖的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、将玻璃纤维布浸渍在由环保型酚醛树脂复配的浸渍胶水中；
步骤二、将经过步骤一浸渍处理的玻璃纤维网布进行预烘烤处理；
步骤三、将经过步骤二预烘烤处理的玻璃纤维布根据玻璃纤维网盖规格及砂页盘、砂盘强度的要求，进行不同层数的叠布，静置重压；
步骤四、将经过步骤三叠压的玻璃纤维网布根据玻璃纤维网盖规格进行裁切，获得玻璃纤维网盖毛坯；
步骤五、将经过步骤四裁切的玻璃纤维网盖毛坯利用订圈机订上砂轮孔镶件，利用定型模具对玻璃纤维网盖毛坯进行定型；
步骤六、将经过步骤五定型的玻璃纤维网盖毛坯利用固化设备进行固化，固化温度为110℃-130℃，固化时间为4-5h；
步骤七、将经过步骤六定型的玻璃纤维网盖毛坯利用打磨修圆设备进行修圆，最后包装为玻璃纤维网盖成品。
本发明的环保型酚醛树脂是通过苯酚和甲醛水溶液混合，随后在碱性催化剂作用下发生共聚反应，随后对最终产品的黏度进行控制从而得到环保型酚醛树脂，该树脂分子量小，分子量分布均匀，水溶性好。并且适用于玻璃纤维网盖浸渍，从而能够进行玻璃纤维网盖的制造。本发明的环保型酚醛树脂的制作反应条件温和，在制备过程无需脱水，制作得到的环保型酚醛树脂水溶性好、固含量适中、黏度低。将该环保型酚醛树脂复配成网布浸渍胶水时不需要加入任何稀释剂，复配操作简单，复配时间短，浸渍胶水使用寿命长。且由于本发明的环保型酚醛树脂属于水溶性酚醛树脂，因此使用本发明的环保型酚醛树脂进行浸渍胶水复配时不需要使用醇类溶剂，由于不使用醇类溶剂，浸渍过浸渍胶水的玻璃纤维网布在预烘烤和固化阶段时有机挥发物含量极低，极大的提高了生产车间的安全系数，使员工的健康得到保证。同时采用本发明的环保型酚醛树脂复配的浸渍胶水用于制作玻璃纤维网盖时不需要加入固化剂，且在固化过程中所需的固化温度低、固化时间短、定型模具周转效率高，从而能够大幅降低生产成本。这是因为本发明采用碱作为催化剂，在105℃时，酚醛树脂就能快速自行固化，其固化温度在120±10℃，其固化流程细分为室温升至110℃，其时间约为90min；固化段温度为120±10℃，其时间约为120min；降温段由120±10℃冷却至60±10℃，时间约为40min，整个固化阶段时间约为270min，具体的固化过程可根据网盖直径和层数的变化可进行适当调整。而现有技术的醇溶性酚醛树脂，需要加入醇类作为溶剂，虽然浸胶的玻璃纤维网布进行过预烘烤处理，但其中还含有部分醇类溶剂和水等可挥发的溶剂和助剂，其沸点不同，在低温段排除挥发分需要的时间更长，一般不低于2h。且醇溶性酚醛树脂为线性结构，必须加入固化剂才能实现固化，固化剂常见为六次甲基四胺，在醇溶性酚醛树脂中，其开始分解温度在110±10℃，采用醇溶性酚醛树脂作为玻璃纤维网布浸渍液其主要成分为固体酚醛(醇溶性)树脂，其流动(熔融)温度也和六次甲基四胺分解一致，故此在阶段一般需要保持2h左右。由110±10℃升温至170-190℃，该段时间一般不低于1.5h。为了保证酚醛树脂的固化程度，在170-190℃需要保持4h以上。同时由于酚醛树脂的固化收缩率比较大，加上其为玻璃纤维网布增强制品，需在低温下(60±10℃)才能把网盖取出定型模具，故此将温段时间≥1h。因此，采用现有技术的醇溶性酚醛树脂复配成浸渍胶水用于制备玻璃纤维网盖的固化温度为170-190℃，固化时间一般超过10h。此外，本申请由于固化温度降低，从而解决了铝制定型模具易变性的问题，因而能够防止定型模具尺寸变化超出规定偏差，保证了玻璃纤维网盖的生产质量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
环保型酚醛树脂的性能测试指标：
黏度：根据GB/T 2794-2013标准进行黏度测试。
水溶性：根据GB/T 24412-2009标准进行水溶性测试。
固含量：根据GB/T 24412-2009标准进行固含量测试。
实施例1
一种环保型酚醛树脂的制作方法，包括如下步骤：
(1)将质量百分比为38％的苯酚和57％的甲醛水溶液混合，在20-40℃搅拌5-20分钟；
(2)加入质量百分比为3％的水、2％的氢氧化钠，升温至70-90℃反应60-140分钟；
(3)保持反应温度为70-90℃调节黏度达到70cp.s，随后冷却，出料，获得环保型酚醛树脂。
所制作出的所述环保型酚醛树脂的固含量为54％，水溶倍数(25℃)为2.2倍。
所选用原材料的质量浓度：所述甲醛水溶液的质量浓度为37％；所述苯酚的质量浓度为98％；所述氢氧化钠的质量浓度为98％。
实施例2
一种环保型酚醛树脂的制作方法，包括如下步骤：
(1)将质量百分比为48％的苯酚和43％的甲醛水溶液混合，在20-40℃搅拌5-20分钟；
(2)加入质量百分比为4％的水、5％的氢氧化钠，升温至70-90℃反应60-140分钟；
(3)保持反应温度为70-90℃调节黏度达到120cp.s，随后冷却，出料，获得环保型酚醛树脂。
所制作出的所述环保型酚醛树脂的固含量为60％，水溶倍数(25℃)为2.7倍。
所选用原材料的质量浓度：所述甲醛水溶液的质量浓度为37％；所述苯酚的质量浓度为98％；所述氢氧化钠的质量浓度为98％。
实施例3
一种环保型酚醛树脂的制作方法，包括如下步骤：
(1)将质量百分比为39％的苯酚和44％的甲醛水溶液混合，在20-40℃搅拌5-20分钟；
(2)加入质量百分比为10％的水、2％的氢氧化钠和5％的氢氧化钾，升温至70-90℃反应60-140分钟；
(3)保持反应温度为70-90℃调节黏度达到60cp.s，随后冷却，出料，获得环保型酚醛树脂。
所述制作出的环保型酚醛树脂的固含量为53％，水溶倍数(25℃)为3.2倍。
所选用原材料的质量浓度：所述甲醛水溶液的质量浓度为44％；所述苯酚的质量浓度为98％；所述氢氧化钠的质量浓度为98％；氢氧化钾的质量浓度为95％。
实施例4
一种环保型酚醛树脂的制作方法，包括如下步骤：
(1)将质量百分比为44％的苯酚和44％的甲醛水溶液混合，在20-40℃搅拌5-20分钟；
(2)加入质量百分比为6％的水、4％的氢氧化钠和2％的氢氧化钡，升温至70-90℃反应60-140分钟；
(3)保持反应温度为70-90℃调节黏度达到80cp.s，随后冷却，出料，获得环保型酚醛树脂。
所制作出的所述环保型酚醛树脂的固含量为59％，水溶倍数(25℃)为2.9倍。
所选用原材料的质量浓度：所述甲醛水溶液的质量浓度为44％；所述苯酚的质量浓度为98％；所述氢氧化钠的质量浓度为98％；所述氢氧化钡的质量浓度为98％。
实施例1-4制作出来的环保型酚醛树脂的性能参数如表1所示：
表1环保型酚醛树脂的性能参数
实验组
黏度/cp.s
水溶性倍数(25℃)
固含量％
实施例1
70
2.2
54
实施例2
120
2.7
60
实施例3
60
3.2
53
实施例4
80
2.9
59
由上述表1可知，本发明制作的环保型酚醛树脂的水溶性好，固含量适中，黏度较低。
实施例5
基于实施例1所制作的环保型酚醛树脂100份，偶联剂0.6份，色素0.2份复配成浸渍胶水。
一种玻璃纤维网盖的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、将玻璃纤维布浸渍在上述由环保型酚醛树脂复配的浸渍胶水中；
步骤二、将经过步骤一浸渍处理的玻璃纤维网布进行预烘烤处理；
步骤三、将经过步骤二预烘烤处理的玻璃纤维布根据玻璃纤维网盖规格及砂页盘、砂盘强度的要求，进行不同层数的叠布，静置重压；
步骤四、将经过步骤三叠压的玻璃纤维网布根据玻璃纤维网盖规格进行裁切，获得玻璃纤维网盖毛坯；
步骤五、将经过步骤四裁切的玻璃纤维网盖毛坯利用订圈机订上砂轮孔镶件，利用定型模具对玻璃纤维网盖毛坯进行定型；
步骤六、将经过步骤五定型的玻璃纤维网盖毛坯利用固化设备进行固化，固化温度为127℃，固化时间为300min；
步骤七、将经过步骤六定型的玻璃纤维网盖毛坯利用打磨修圆设备进行修圆，最后包装为玻璃纤维网盖成品。
所述玻璃纤维网盖成品的网盖直径为95mm，玻璃纤维网盖的平均剪切强度为4400N。
实施例6
基于实施例2所制作的环保型酚醛树脂100份，偶联剂1.5份，色素0.5份复配成浸渍胶水。
一种玻璃纤维网盖的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、将玻璃纤维布浸渍在上述由环保型酚醛树脂复配的浸渍胶水中；
步骤二、将经过步骤一浸渍处理的玻璃纤维网布进行预烘烤处理；
步骤三、将经过步骤二预烘烤处理的玻璃纤维布根据玻璃纤维网盖规格及砂页盘、砂盘强度的要求，进行不同层数的叠布，静置重压；
步骤四、将经过步骤三叠压的玻璃纤维网布根据玻璃纤维网盖规格进行裁切，获得玻璃纤维网盖毛坯；
步骤五、将经过步骤四裁切的玻璃纤维网盖毛坯利用订圈机订上砂轮孔镶件，利用定型模具对玻璃纤维网盖毛坯进行定型；
步骤六、将经过步骤五定型的玻璃纤维网盖毛坯利用固化设备进行固化，固化温度为123℃，固化时间为270min；
步骤七、将经过步骤六定型的玻璃纤维网盖毛坯利用打磨修圆设备进行修圆，最后包装为玻璃纤维网盖成品。
所述玻璃纤维网盖成品的网盖直径为95mm，玻璃纤维网盖的平均剪切强度为4200N。
实施例7
基于实施例3所制作的环保型酚醛树脂100份，偶联剂1.0份，色素0.3份复配成浸渍胶水。
一种玻璃纤维网盖的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、将玻璃纤维布浸渍在上述由环保型酚醛树脂复配的浸渍胶水中；
步骤二、将经过步骤一浸渍处理的玻璃纤维网布进行预烘烤处理；
步骤三、将经过步骤二预烘烤处理的玻璃纤维布根据玻璃纤维网盖规格及砂页盘、砂盘强度的要求，进行不同层数的叠布，静置重压；
步骤四、将经过步骤三叠压的玻璃纤维网布根据玻璃纤维网盖规格进行裁切，获得玻璃纤维网盖毛坯；
步骤五、将经过步骤四裁切的玻璃纤维网盖毛坯利用订圈机订上砂轮孔镶件，利用定型模具对玻璃纤维网盖毛坯进行定型；
步骤六、将经过步骤五定型的玻璃纤维网盖毛坯利用固化设备进行固化，固化温度为120℃，固化时间为240min；
步骤七、将经过步骤六定型的玻璃纤维网盖毛坯利用打磨修圆设备进行修圆，最后包装为玻璃纤维网盖成品。
所述玻璃纤维网盖成品的网盖直径为95mm，玻璃纤维网盖的平均剪切强度为4100N。
实施例8
基于实施例4所制作的环保型酚醛树脂100份，偶联剂1.2份，色素0.4份复配成浸渍胶水。
一种玻璃纤维网盖的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、将玻璃纤维布浸渍在上述由环保型酚醛树脂复配的浸渍胶水中；
步骤二、将经过步骤一浸渍处理的玻璃纤维网布进行预烘烤处理；
步骤三、将经过步骤二预烘烤处理的玻璃纤维布根据玻璃纤维网盖规格及砂页盘、砂盘强度的要求，进行不同层数的叠布，静置重压；
步骤四、将经过步骤三叠压的玻璃纤维网布根据玻璃纤维网盖规格进行裁切，获得玻璃纤维网盖毛坯；
步骤五、将经过步骤四裁切的玻璃纤维网盖毛坯利用订圈机订上砂轮孔镶件，利用定型模具对玻璃纤维网盖毛坯进行定型；
步骤六、将经过步骤五定型的玻璃纤维网盖毛坯利用固化设备进行固化，固化温度为125℃，固化时间为260min；
步骤七、将经过步骤六定型的玻璃纤维网盖毛坯利用打磨修圆设备进行修圆，最后包装为玻璃纤维网盖成品。
所述玻璃纤维网盖成品的网盖直径为95mm，玻璃纤维网盖的平均剪切强度为4300N。
对比1
一种玻璃纤维网盖的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、将玻璃纤维布浸渍在由醇溶性酚醛树脂复配的浸渍胶水中；
步骤二、将经过步骤一浸渍处理的玻璃纤维网布进行预烘烤处理；
步骤三、将经过步骤二预烘烤处理的玻璃纤维布根据玻璃纤维网盖规格及砂页盘、砂盘强度的要求，进行不同层数的叠布，静置重压；
步骤四、将经过步骤三叠压的玻璃纤维网布根据玻璃纤维网盖规格进行裁切，获得玻璃纤维网盖毛坯；
步骤五、将经过步骤四裁切的玻璃纤维网盖毛坯利用订圈机订上砂轮孔镶件，利用定型模具对玻璃纤维网盖毛坯进行定型；
步骤六、将经过步骤五定型的玻璃纤维网盖毛坯利用固化设备进行固化，固化温度为180℃，固化时间为660min；
步骤七、将经过步骤六定型的玻璃纤维网盖毛坯利用打磨修圆设备进行修圆，最后包装为玻璃纤维网盖成品。
所述玻璃纤维网盖成品的网盖直径为95mm，玻璃纤维网盖的平均剪切强度为4400N。
实施例5-8制作出来的玻璃纤维网盖的固化条件和性能参数如表2所示：
表2玻璃纤维网盖的固化条件和性能参数：
实验组
固化温度/℃
固化时间/min
网盖直径/mm
平均剪切强度/N
实施例5
127
300
95
4400
实施例6
123
270
95
4200
实施例7
120
240
95
4100
实施例8
125
260
95
4300
对比例
180
660
95
4400
从表2中可以看出，采用环保型酚醛树脂制作出来的玻璃纤维网盖的平均剪切强度能够达到现有技术的玻璃纤维网盖的平均剪切强度，在玻璃纤维网盖的固化过程中，采用环保型酚醛树脂制作玻璃纤维网盖的固化温度明显低于现有技术的制作玻璃纤维网盖固化的温度，同时也明显缩短了固化时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。