沈偉強(qiáng)

摘 要：酚醛模塑料制品普遍存在游離氨釋放問題。本文以樹脂型固化劑替代六次甲基四胺，解決一步法生產(chǎn)無氨、低氨型電木粉產(chǎn)生的污染嚴(yán)重等技術(shù)難題，此技術(shù)應(yīng)用具有廣闊的市場(chǎng)前景。

關(guān)鍵詞：酚醛模塑料；低氨；樹脂型固化劑

中圖分類號(hào)：TQ322.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

酚醛模塑料（電木粉）是人工合成的第一種塑料，問世已經(jīng)百年。電木粉屬于熱固性塑料，按其主要結(jié)構(gòu)材料酚醛樹脂的交聯(lián)固化歷程，分成無需固化劑的一步法產(chǎn)品和必須另加固化劑的二步法產(chǎn)品。一步法工藝生產(chǎn)電木粉無需添加固化劑，但卻存在工藝復(fù)雜、質(zhì)量控制難度大、嚴(yán)重污染環(huán)境等技術(shù)難題，目前僅局限于生產(chǎn)少量無氨、低氨型專用電木粉。相對(duì)于一步法，二步法工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，過程污染少，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且儲(chǔ)存周期長(zhǎng)，所以被國(guó)內(nèi)外電木粉行業(yè)普遍采用。但是二步法須另加固化劑，而且固化劑品種長(zhǎng)期只有六次甲基四胺一種。6次甲基四胺在成型時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氨氣，其中一部分還會(huì)以游離氨存留在電木制品中。這樣的電木制品存在游離氨釋放的問題，不適用于對(duì)游離氨敏感的場(chǎng)合。

樹脂型無氨固化劑電木粉生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品固化機(jī)理不同于有機(jī)胺型固化劑，交聯(lián)固化過程不存在放氨現(xiàn)象，可以二步法工藝生產(chǎn)無氨型電木粉。傳統(tǒng)上低氨型電木粉采用一步法工藝生產(chǎn)，再加入部分六次甲基四胺以調(diào)節(jié)成型速度及其他性能，所以存在一步法工藝的一些固有缺陷，如工藝控制復(fù)雜，產(chǎn)生大量含甲醛尾氣污染環(huán)境、生產(chǎn)成本高等，從而限制了其用量的擴(kuò)大。本項(xiàng)目的技術(shù)原理是以熱塑性固體酚醛樹脂為基體，以樹脂型無氨固化劑部分替代6次甲基四胺，以普通二步法工藝生產(chǎn)低氨型專用電木粉。樹脂型無氨固化劑的交聯(lián)機(jī)理有別于傳統(tǒng)的6次甲基四胺固化劑。傳統(tǒng)的固化劑6次甲基四胺則是在高溫下分解成氨分子和次甲基，次甲基與熱塑性酚醛樹脂的分子鏈所帶的羥基進(jìn)行縮合反應(yīng)，以次甲基橋?qū)崴苄苑尤渲》肿咏宦?lián)成大分子，并放出氨分子和水分子。而無氨樹脂型固化劑是以分子鏈（包括主鏈和支鏈）的端部所帶的活性基團(tuán)與熱塑性酚醛樹脂的分子鏈所帶的羥基進(jìn)行縮合反應(yīng)，固化劑的分子鏈基本上整體交聯(lián)到大分子中而成為大分子的組成部分，除產(chǎn)生水分子外，不產(chǎn)生（或少產(chǎn)生）游離氨氣體。

項(xiàng)目實(shí)施首先要選擇樹脂型固化劑的品種，具體是在常用的A型和B型樹脂之間擇優(yōu)。從經(jīng)濟(jì)性衡量，A型樹脂的成本要比B型樹脂低20%，但是從技術(shù)性狀衡量，A型樹脂的耐熱性能要比B型樹脂低10℃～30℃。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以電木為隔熱構(gòu)件的煎烤器和電熨斗等出口小家電，其電木構(gòu)件需要較好的耐熱性，采用以B型樹脂為主固化劑的系列低氨電木粉；而作為微波爐、電磁爐的配套炊具上的手柄、端耳等電木構(gòu)件，則采用以A型樹脂為主固化劑的系列低氨電木粉。根據(jù)市場(chǎng)的進(jìn)一步細(xì)分，使用A型和B型混合固化劑，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)達(dá)到性能適用、成本優(yōu)化的目標(biāo)。

其次要確定低氨型電木粉中樹脂型固化劑替代六次甲基四胺比例。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，電木成品游離氨含量隨著新型固化劑的增加而降低，其余性能指標(biāo)都能達(dá)到GB1404-2008的要求。

后續(xù)驗(yàn)證，以AB混合（A、B占比均為50%）型催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)見表1、表2。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析對(duì)比，當(dāng)替代率在50%以上，電木制品中游離氨含量能夠下降到0.1%以下，而一般二步法的電木產(chǎn)品游離氨含量為0.2%～0.4%。使用新型固化劑低氨產(chǎn)品游離氨含量?jī)H為對(duì)照樣的20%，實(shí)現(xiàn)低氨電木粉的目標(biāo)功能。經(jīng)過綜合評(píng)價(jià)，確定實(shí)際替代率在40%～60%區(qū)間內(nèi)，基本能夠符合低氨產(chǎn)品的技術(shù)要求，同時(shí)最大限度保持電木粉原來的加工性能和使用性能。投產(chǎn)后的二步法低氨電木粉與原一步法的產(chǎn)品的性能還是存在某些差別的。其中比原產(chǎn)品優(yōu)異的，最明顯是儲(chǔ)存期限大幅度延長(zhǎng)。比原產(chǎn)品不如的有，加工性能成型偏慢。以LA13為基礎(chǔ)配方進(jìn)行改進(jìn)，并以單一固化劑和混合固化劑進(jìn)行調(diào)配，生產(chǎn)出適應(yīng)客戶需求的專用電木粉，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1404-2008要求。經(jīng)過驗(yàn)證的低氨型（LA）與普通型（KE）酚醛模塑粉的具體型號(hào)和配方見表3。

LA17產(chǎn)品達(dá)到了微波爐、電磁爐的配套炊具上的手柄、端耳等電木構(gòu)件的基本要求，又兼具了低游離氨的性能要求；LA18不但達(dá)到了低游離氨標(biāo)準(zhǔn)，更兼具高耐熱及防火阻燃的特殊需求。根據(jù)市場(chǎng)的細(xì)分和用戶的特殊需求，在低氨型電木粉的基礎(chǔ)上，先后開發(fā)了阻燃型、環(huán)保型、無鹵型、耐電痕化型及彩色系列等新產(chǎn)品，形成低氨型系列專用電木粉。因此極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，能夠滿足小家電出口企業(yè)提高出口產(chǎn)品檔次的需要。

參考文獻(xiàn)

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