摘　要：将低粘度酚醛树脂和聚乙烯醇(PVA)共混制得改性酚醛树脂，并将改性酚醛树脂应用于砂布制作。利用重量法、旋转法、滴定法、气相色谱等对改性酚醛树脂的理化性能进行了检测。结果表明：改性酚醛树脂的粘度达到1300 mPa・s，固体、游离苯酚和游离甲醛的质量分数分别为59.15％、6.01％和0.25％，均优于未改性树脂。粘胶量为110～130 g／m²时砂布的外观、耐磨性和柔韧性佳。
关键词：改性酚醛树脂；聚乙烯醇；砂布；耐磨性

0　引　言

　　酚醛树脂是由苯酚和甲醛按一定配比在氨或氢氧化钠碱性的催化作用下进行缩聚反应生成的热固性树脂。砂布制作所用的酚醛树脂要求具有良好的润湿效果，粘接能力强，从而使砂布具有较高的耐磨性能且具有良好的柔软度。一般高固含量、低粘度的酚醛树脂常存在着粘接强度不足的问题；涂胶时容易流失或渗入被粘物的孔隙中从而导致缺胶；另外砂带制作过程中容易产生气泡而影响磨削能力的缺点。为了充分、合理地利用资源，弥补低粘度树脂在砂带粘胶剂使用上的不足，本实验采用共混改性的方法将低粘度的酚醛树脂进行改性，从而提高粘度和粘接强度，使其达到砂带制作粘胶剂的要求，并提高砂布的外观质量和力学强度。

1　实验部分

1.1　原材料
　　低粘酚醛树脂：型号为EXP 3G0018A，软化点为95～110℃，太尔胶粘剂化工有限公司；消泡剂(YH－202)：非离子型，广州市卓能贸易有限公司；润湿剂(单油酸甘油酯)、PVA(1788)、硅灰石(800^#)等均为国产化学纯，广州化学试剂厂；混纺布、棕刚玉(46^#)，枝江市长江源研磨工具有限责任公司。
　　NDJ－1型旋转式粘度计(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)、SS175Ⅱ－W型砂纸砂布磨削试验机(郑州青山磨具装备研究所)、101A－2E型电热鼓风恒温干燥箱(上海沪粤明科学仪器有限公司)、PHS－25型pH计(上海精密科学仪器有限公司)、滚胶机(河北威宇机械制造有些公司)、FA2004．电子分析天平(上海精密科学仪器有限公司)。
1.2　实验方法
1.2.1　树脂改性原理
　　酚醛树脂中的羟甲基或酚环上的活泼氢与聚乙烯醇分子中的羟基发生脱水化学反应，形成接枝共聚物，热塑性的聚乙烯醇对热固性的酚醛树脂起到有效的增稠和增韧作用，见下式。

1.2.2　改性酚醛树脂配方
　　低粘酚醛树脂100 g，25％聚乙烯醇水溶液(PVA－1788)15 g，润湿剂(单油酸甘油酯)0.004 g，消泡剂(YH－202)0.001 g。
1.2.3　改性酚醛树脂的制备
　　将聚乙烯醇(PVA－1788)25 g和100 g去离子水放入装有搅拌器的反应器中，不断搅拌同时缓慢加热，直至升温到80～95℃，使得PVA完全溶解。按照以上配比，将低粘度酚醛树脂和25％聚乙烯醇水溶液(PVA－1788)装在有搅拌器的反应器中，搅拌10～20 min，制成酚醛－聚乙烯醇树脂。然后，加入润湿剂和消泡剂，在室温下缓慢搅拌5～10 min，以保证混合均匀，静置，即为成品。
1.2.4　砂布的制作
　　酚醛树脂→填料→搅拌→静置→涂底胶(已处理的混纺布)→植砂→半固化(逐渐升温：85～95℃，2 h)→冷却→刮涂复胶→固化(逐渐升温：85～110℃，共4 h)→趁热揉曲→后固化→冷却，吸湿→砂带成品。
1.2.5　低粘树脂与改性树脂制成砂带成品性能检测比较方法
　　表观检测→电子显微镜观察→磨削实验→比较砂带质量。
1.2.6　对各种参数采用的不同测试方法
　　产品指标的检测方法见表1。

2　结果与讨论

2.1　低粘树脂与改性树脂性能检测结果与比较
　　低粘树脂与改性树脂的性能对比见表2。

　　实验表明，经改性后的酚醛树脂，不仅保持低粘酚醛树脂、低游离酚和低游离醛的优良特点，还提高了原酚醛树脂的粘度，在一定程度上提高了力学性能，并赋予良好的成型工艺性。另一方面，改性树脂的固含量较原酚醛树脂降低，从而也降低了改性树脂的价格。这是因为工业树脂的价格一般是以该树脂的固含量高低来衡量的。
2.2　改性树脂砂布成品与原始砂布成品表观比较
　　在电子显微镜下，将砂布放大约200倍，观察磨料分布情况，见图1(a，b)所示。

　　实验结果表明，在植砂量相当的情况下，经复胶涂覆后，改性树脂掉砂量明显比原低粘树脂砂布少，说明加入的PVA具有增强树脂粘砂强度的作用。
2.3　改性树脂砂布与低粘树脂砂布柔韧性比较
　　改性树脂砂布的柔韧性略胜于低粘树脂砂布的柔韧性，并无产生龟裂现象。这主要是由于改性树脂固含量降低的缘故。但当改性树脂砂布粘附的磨料较多，即高密度植砂时，砂布的硬度增大，将会掩蔽PVA的增韧效果。若将改性砂布的涂胶量减少，植砂密度降低，其砂布柔韧性则明显体现出来见图2。

2.4　改性树脂与低粘树脂在布基上的干胶量比较
　　在相同的工艺条件下，树脂粘胶量的高低是衡量树脂与基材粘接强度的重要指标之一。一般情况下；干胶量越大，树脂与基材的粘接力则越大；干胶量越小，则相反。选择在相同压力条件下，将树脂均匀的刮涂于已处理过的混纺布上，在110℃下加热烘干约3 h。实验结果见表3。

　　改性树脂的干胶量明显比低粘树脂的高，说明了改性树脂在与基材粘接强度上得到明显的改善和提高，并能达到砂布制作干胶量的要求值，即110～130 g／m²。

3　结　论

　　采用共混改性的方法将低粘度的酚醛树脂进行改性，提高了粘度和粘接强度，制作出具有高柔韧性和高耐磨性的砂布。研究表明，当粘胶量为110～130 g／m²时砂布质量佳，即在此条件下制成砂布的外观、耐磨性和柔韧性佳。本实验方法有效地降低了树脂的固含量从而达到了降低砂布生产成本的目的。