《年产200吨摩擦材料用改性热固性酚醛树脂的工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产200吨摩擦材料用改性热固性酚醛树脂的工艺设计（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录摘要1前言21选题背景21.1概述21.2桐油的物理化学性质31.3改性树脂用于摩擦材料行业的发展现状41.3.1摩擦材料的发展现状 41.3.2桐油改性树脂的发展现状51.3.3桐油改性热固性酚醛树脂的应用前景52桐油改性酚醛树脂的生产方法62.1生产方法的评述62.2桐油一苯酚一甲醛反应（烷基化反应）机理的探讨72.3配方的选择92.4工艺流程93第一反应釜的设计103.1 一生产周期生产能力113.2第一反应釜的物料与热量衡算113.2.1物料衡算113.2.2热量衡算123.3第一反应釜的机械设计133.3.1反应釜的体积计算 133.3.2反应釜筒体的设计 13错误!错误!错误!
2、错误!错误!错误!未定义书签。未定义书签。未定义书签。未定义书签。未定义书签。未定义书签。3.3.3封头法兰的选取.3.3.4垫片的选取3.3.5支座的选取3.3.6水压试验及强度校核3.3.7手孔、视镜、补强3.3.8搅拌设备的计算.3.3.9接管 错误!未定义书签。4第二反应釜的设计174.1第二反应釜的物料衡算与热量衡算 174.1.1物料衡算174.1.2热量衡算174.2第二反应釜的机械设计184.2.1反应釜的体积计算 184.2.2反应釜筒体的设计 19错误!错误!错误!错误!错误!未定义书签。未定义书签。未定义书签。未定义书签。未定义书签。4.2.3封头法兰的选取.4.2.4垫
3、片的选取4.2.5支座的选取4.2.6水压试验及强度校核4.2.7手孔、视镜、补强4.2.8搅拌设备的计算214.2.9 接管 215真空泵的选择与计算226三废处理和安全生产 236.1环境保护236.1.1废气处理236.1.2废水治理246.2安全生产256.2.1应急监测及处理处置方法256.2.2防火与防爆参考文献.错误!未定义书签。错误！未定义书签。附录27致谢错误！未定义书签。年产200吨摩擦材料用改性热固性酚醛树脂的工艺设计摘要综述了摩擦材料用改性酚醛树脂的研究进展，并综述了桐油改性的应用新进 展，介绍了近几年来桐油改性的研究成果，展望了桐油改性的开发及应用前景。 综述了桐油改
4、性酚醛树脂的合成机理与结构表征。通过桐油和苯酚在催化剂存在 下的反应，然后再在碱性催化剂存在下与甲醛反应制得一种桐油改性甲阶酚醛树 脂。用此酚醛树脂制作的刹车片摩擦系数大、摩擦性能稳定、磨损率低。同时介 绍了桐油改性热固性酚醛树脂生产基本情况及年产200吨合成工艺系统流程，介 绍了桐油改性热固性酚醛树脂的合成基本原理，反应机理生产方法及工艺流程的 概述和工艺合成的基本方法，并且对设备进行物料，热量衡算和工艺计算。 关键词：合成；工艺流程；生产方法。AbstractDevelopment of modified phenolic resin used for friction material
5、was reviewed.Some new developments in the modification of tung oil are elaborated in the article.Advances in the modification of tung oil in recent year are outlined.The exploitations and applications in the modification of tung oil are prospected.The synthesis mechanism and characterization of phen
6、ol-formaldehyde resins modified with tung oil was reviewed.The resol resin modified with tung oil was prepared successfully by means of reaction of tung oil and phenol in the presence of a catalyst first,and then reaction with formaldehyde in the presence of a basic catalyst.The brake block applied
7、by modified resin had great friction coefficients stabilized fricition property and low wear rate.This paper introduces the basic production of the resol resin modified with tung oil and the system processes of 200 tons annual production capacity, introduced the basic synthesis principle of the reso
8、l resin modified with tung oil, reaction mechanism, production methods , process technology exposition and the basic method of synthesis, and the equipment materials, and process heat balance calculation.Key words: Synthesis; Process; Production methods.刖言摩擦材料广泛应用于各种交通工具和工程机械的离合器和制动器中，使用环 境苛刻，如高温、高冲
9、击、与水和油介质接触。摩擦材料通常由粘结剂、增强纤维、填料、摩擦性能调节剂四大组元构成， 其中粘结剂一般选用树脂和改性物。树脂作为摩擦材料的基体组元起着至关重要 的作用，它把各种组分有机地粘结在一起，并传递和均匀载荷，但它是热稳定性 能最差的组元，易受热而降解，导致制品失效。树脂基体作为粘结剂，对摩擦材 料的热衰退性能、恢复性能、摩擦性能和力学性能有着直接的影响。因此，树脂 粘结剂的选用直接影响到摩擦材料的各项性能，尤其是高温摩擦磨损性能。随着 车速与承载能力的提高，对基体树脂提出了更高的要求，近代摩擦材料的配方设 计越来越趋向于选用高性能的树脂粘结剂并尽量减少树脂的含量，这既有利于改 善摩擦
10、材料的热性能又可以降低成本。酚醛树脂具有良好的耐热性和力学性能，原料易得，价格便宜，生产设备简 单，一直是摩阻材料最重要的树脂基体，应用于摩阻材料模量高、强度较低，使 用时噪音较大，且热分解温度低，摩擦层的分解残留物性能不稳定。现在的摩擦材料用粘结剂主要采用改性酚醛树脂，近代改性方法有很多，丁 橡胶改性酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、桐油改性酚醛树脂、亚麻油改性酚 醛树脂、含Si微粒增韧酚醛树脂、硼化合物改性酚醛树脂、纤维增强酚醛树脂(玻 璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、金属纤维、混杂纤维、无机化合物晶须、蛭石及其 他纤维)。1选题背景1.1概述蒲侠2等研究发现桐油是桐油(Aleurites for
11、dii)树种子中的主要产物， 最重要的工业原料和传统的出口商品。我国桐油年产量达10万t以上，占世界桐 油产量的80%，占世界销售量的60%，我国不仅是世界上最大的桐油生产国，而且 是桐油种植资源最丰富的国家。据全国桐油种植资源普查材料介绍，截止1998 年底，我国桐油品种供有151个。我国桐油品种不但产量高，而且油质好，绝干 桐籽含油量在50%以上，绝干桐仁含油率可高达68%。主要性能指标如：酸价、碘 价、皂化价、折光指数均为最佳，素有“中国桐油”之称。在各种油类中，桐油的干性最好，它的油膜具有坚固不粘、附着力强、耐力、 耐碱、耐日光大气等性能，广泛添加于涂料、清漆及相关物质中。桐油是我国的
12、优势林产资源，桐油的原料来源充足、性能稳定、价格低廉， 因此笔者采用桐油对酚醛树脂进行改性，以提高酚醛树脂的韧性、耐热性，并将 改性酚醛树脂用于刹车片中，试验证明，该树脂可以改善刹车片的性能，简化生 产工艺，并降低成本。由于桐油改性酚醛树脂柔韧性提高，从而使刹车片与摩擦对偶的抱合性提高 了，于是接触面增加，导致低温摩擦系数提高；当制动过程导致摩擦表面温度急剧 上升时，刹车片中的基体树脂在高温下热分解出焦油状物质覆盖在摩擦表面起到 润滑作用；另一方面热分解挥发出的水分、有机物等在摩擦表面产生挤压力，降低了有效 接触压力，从而使摩擦系数有所下降;在降温恢复过程中，摩擦表面残留的树脂分解 物已被碳化
13、，形成了一种较稳定的碳化膜，该膜层坚实、柔韧、不易脱落，从而保证 了摩擦系数的稳定。桐油改性酚醛树脂主要用作耐磨材料的粘结剂，广泛应用于汽车、火车飞机 等交通运输工具的制动系统中。1.2桐油的物理化学性质表1-1桐油的物理性颜色形态特性主要成分密度沸点组成黄棕稠甘油性桐酸甘油酯925-94 kg带2-3 C3.5亚油酸3.0亚麻酸80桐酸桐油化学性质：桐酸：学名十八碳-9,11,13-三烯酸CH （CH ） （CH=CH） JCH ） COOH。亚32 332 7麻酸的最重要异构体。白色品体。分子中有三个共轭双键。有多种顺反异构体， 其中a -桐（油）酸和。-桐（油）酸最为重要。a -桐（油）
14、酸，熔点48-49C。 不溶于水，溶于乙醇和乙醚。在日光、空气等中不稳定。易受氧化。受日光、硫、 硒、硫化物、硒化物等的作用而转变为3 -桐（油）酸。其甘油酯是桐油的主要成 分。3 -桐（油）酸，熔点71C。不溶于水，较难溶于乙醇和乙醚。较稳定。不易受氧化。能起加成反应。氢化时最后变为硬脂酸。a -桐（油）酸由桐油经水解后用乙醇分步结晶而得。P -桐（油）酸由将a -桐（油）酸转化而制得。桐油的分子量573，比重15 /25r 0.939 一 0.943，碘值165，折光率n251.515,碘值 0.2 一 0.7。D桐油的基本组成为十八碳共扼三烯一 9, 11, 13酸（桐酸）的甘油醋。其分
15、子式为：ch3(ch2)3CH=CH一-CH-CH CH-CH(CH2)7COOCH2CH3(CH2)3CHCHCH-CHCH-CH(CH2)7COOCHch3(ch2CHCHCH CHCH-CH(CH2)7COOCH2分子中的共扼双键具较大的反应活性。利用桐油与苯酚反应，然后再在碱性条件 下与甲醛反应制成树脂，用此类树脂与棉纤维素纸或木浆纤维素纸制成层压材料， 制品具有较高的耐热性，低的吸水率，优良的绝缘性能和高的抗冲击强度及低温 下可冲剪的加工性能。从而改善了制品的性能，增加了成品率，节约了能源和原 材料。1.3改性树脂用于摩擦材料行业的发展1.3.1摩擦材料的发展现状树脂是摩擦材料的重要粘合剂，随着现代摩擦材料的迅速发展，高性能的摩 擦材料要求树脂的粘结效率高，综合性能好。随着汽车工业的迅速发展，对摩擦材料的安全性、舒适性和耐磨性的要求也 越来越高。其中摩擦材料在各种工况中的制动性能，入原始磨合特性，高温
