摘　要：將低粘度酚醛樹脂和聚乙烯醇(PVA)共混制得改性酚醛樹脂，并將改性酚醛樹脂應用于砂布制作。利用重量法、旋轉法、滴定法、氣相色譜等對改性酚醛樹脂的理化性能進行了檢測。結果表明：改性酚醛樹脂的粘度達到1300 mPa?s，固體、游離苯酚和游離甲醛的質量分數分別為59.15％、6.01％和0.25％，均優于未改性樹脂。粘膠量為110～130 g／m²時砂布的外觀、耐磨性和柔韌性佳。
關鍵詞：改性酚醛樹脂；聚乙烯醇；砂布；耐磨性

0　引　言

　　酚醛樹脂是由苯酚和甲醛按一定配比在氨或氫氧化鈉堿性的催化作用下進行縮聚反應生成的熱固性樹脂。砂布制作所用的酚醛樹脂要求具有良好的潤濕效果，粘接能力強，從而使砂布具有較高的耐磨性能且具有良好的柔軟度。一般高固含量、低粘度的酚醛樹脂常存在著粘接強度不足的問題；涂膠時容易流失或滲入被粘物的孔隙中從而導致缺膠；另外砂帶制作過程中容易產生氣泡而影響磨削能力的缺點。為了充分、合理地利用資源，彌補低粘度樹脂在砂帶粘膠劑使用上的不足，本實驗采用共混改性的方法將低粘度的酚醛樹脂進行改性，從而提高粘度和粘接強度，使其達到砂帶制作粘膠劑的要求，并提高砂布的外觀質量和力學強度。

1　實驗部分

1.1　原材料
　　低粘酚醛樹脂：型號為EXP 3G0018A，軟化點為95～110℃，太爾膠粘劑化工有限公司；消泡劑(YH－202)：非離子型，廣州市卓能貿易有限公司；潤濕劑(單油酸甘油酯)、PVA(1788)、硅灰石(800^#)等均為國產化學純，廣州化學試劑廠；混紡布、棕剛玉(46^#)，枝江市長江源研磨工具有限責任公司。
　　NDJ－1型旋轉式粘度計(上海舜宇恒平科學儀器有限公司)、SS175Ⅱ－W型砂紙砂布磨削試驗機(鄭州青山磨具裝備研究所)、101A－2E型電熱鼓風恒溫干燥箱(上海滬粵明科學儀器有限公司)、PHS－25型pH計(上海精密科學儀器有限公司)、滾膠機(河北威宇機械制造有些公司)、FA2004．電子分析天平(上海精密科學儀器有限公司)。
1.2　實驗方法
1.2.1　樹脂改性原理
　　酚醛樹脂中的羥甲基或酚環上的活潑氫與聚乙烯醇分子中的羥基發生脫水化學反應，形成接枝共聚物，熱塑性的聚乙烯醇對熱固性的酚醛樹脂起到有效的增稠和增韌作用，見下式。

1.2.2　改性酚醛樹脂配方
　　低粘酚醛樹脂100 g，25％聚乙烯醇水溶液(PVA－1788)15 g，潤濕劑(單油酸甘油酯)0.004 g，消泡劑(YH－202)0.001 g。
1.2.3　改性酚醛樹脂的制備
　　將聚乙烯醇(PVA－1788)25 g和100 g去離子水放入裝有攪拌器的反應器中，不斷攪拌同時緩慢加熱，直至升溫到80～95℃，使得PVA完全溶解。按照以上配比，將低粘度酚醛樹脂和25％聚乙烯醇水溶液(PVA－1788)裝在有攪拌器的反應器中，攪拌10～20 min，制成酚醛－聚乙烯醇樹脂。然后，加入潤濕劑和消泡劑，在室溫下緩慢攪拌5～10 min，以保證混合均勻，靜置，即為成品。
1.2.4　砂布的制作
　　酚醛樹脂→填料→攪拌→靜置→涂底膠(已處理的混紡布)→植砂→半固化(逐漸升溫：85～95℃，2 h)→冷卻→刮涂復膠→固化(逐漸升溫：85～110℃，共4 h)→趁熱揉曲→后固化→冷卻，吸濕→砂帶成品。
1.2.5　低粘樹脂與改性樹脂制成砂帶成品性能檢測比較方法
　　表觀檢測→電子顯微鏡觀察→磨削實驗→比較砂帶質量。
1.2.6　對各種參數采用的不同測試方法
　　產品指標的檢測方法見表1。

2　結果與討論

2.1　低粘樹脂與改性樹脂性能檢測結果與比較
　　低粘樹脂與改性樹脂的性能對比見表2。

　　實驗表明，經改性后的酚醛樹脂，不僅保持低粘酚醛樹脂、低游離酚和低游離醛的優良特點，還提高了原酚醛樹脂的粘度，在一定程度上提高了力學性能，并賦予良好的成型工藝性。另一方面，改性樹脂的固含量較原酚醛樹脂降低，從而也降低了改性樹脂的價格。這是因為工業樹脂的價格一般是以該樹脂的固含量高低來衡量的。
2.2　改性樹脂砂布成品與原始砂布成品表觀比較
　　在電子顯微鏡下，將砂布放大約200倍，觀察磨料分布情況，見圖1(a，b)所示。

　　實驗結果表明，在植砂量相當的情況下，經復膠涂覆后，改性樹脂掉砂量明顯比原低粘樹脂砂布少，說明加入的PVA具有增強樹脂粘砂強度的作用。
2.3　改性樹脂砂布與低粘樹脂砂布柔韌性比較
　　改性樹脂砂布的柔韌性略勝于低粘樹脂砂布的柔韌性，并無產生龜裂現象。這主要是由于改性樹脂固含量降低的緣故。但當改性樹脂砂布粘附的磨料較多，即高密度植砂時，砂布的硬度增大，將會掩蔽PVA的增韌效果。若將改性砂布的涂膠量減少，植砂密度降低，其砂布柔韌性則明顯體現出來見圖2。

2.4　改性樹脂與低粘樹脂在布基上的干膠量比較
　　在相同的工藝條件下，樹脂粘膠量的高低是衡量樹脂與基材粘接強度的重要指標之一。一般情況下；干膠量越大，樹脂與基材的粘接力則越大；干膠量越小，則相反。選擇在相同壓力條件下，將樹脂均勻的刮涂于已處理過的混紡布上，在110℃下加熱烘干約3 h。實驗結果見表3。

　　改性樹脂的干膠量明顯比低粘樹脂的高，說明了改性樹脂在與基材粘接強度上得到明顯的改善和提高，并能達到砂布制作干膠量的要求值，即110～130 g／m²。

3　結　論

　　采用共混改性的方法將低粘度的酚醛樹脂進行改性，提高了粘度和粘接強度，制作出具有高柔韌性和高耐磨性的砂布。研究表明，當粘膠量為110～130 g／m²時砂布質量佳，即在此條件下制成砂布的外觀、耐磨性和柔韌性佳。本實驗方法有效地降低了樹脂的固含量從而達到了降低砂布生產成本的目的。