環境友善型低VOC苯酚樹脂薄片

 

刊登日期:2021/7/13
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SUMITOMO BAKELITE日前開發出一款環保型低VOC(揮發性有機化合物)的熱硬化Resol型酚樹脂薄片。與過往使用有機溶劑的液狀Resol型酚樹脂相比,除了減少VOC,改善作業環境,並可望提升塗工的安定性。首先將以汽車產業為主軸,並擴大提供給各領域做為熱硬化性環保塑膠材料使用。

酚樹脂屬於熱硬化性樹脂,具有極高的耐熱性,長久以來被應用在200℃以上高溫且長時間的用途上。其中,Resol型酚樹脂大多是液態,常做為有機纖維、金屬、玻璃等基材的接著劑。不過,液態Resol型酚樹脂係有機溶媒,需要做好設備的防爆對策及作業時VOC問題對策。雖然也有相對環境負荷較低的水溶液酚樹脂,但有黏度上升或水溶性變差等保存上的難度。因此SUMITOMO BAKELITE針對液態酚樹脂的課題展開研究,發現特殊的酚樹脂在特定條件下進行加工,便能製作出未硬化的柔軟片狀物。因此著手開發少VOC且易保存的薄片狀酚樹脂。

一般Resol型酚樹脂溶液直接進行乾燥會變成高黏度的液體;而薄塗在一塊板子上後乾燥後,會因熱硬化特性得到類似薄片狀但又硬又脆的薄膜硬化物,因此兩種方法都無法變成薄片狀。研發團隊活用自家對酚樹脂的變性技術,藉由少量的變性,在幾乎保留酚樹脂特徵的同時,製作出可薄片化的酚樹脂,並將這種酚樹脂溶液塗製成離型薄膜狀,乾燥之後成為薄片狀的酚樹脂。一般有機溶媒類液態酚樹脂含有50~70%的有機溶劑,而新開發的酚樹脂片所含有的VOC成分則在5%以下。

在應用方面,用於接著塑膠零件/金屬或同為塑膠零件時,透過熱壓等方式予以加熱硬化,可得高耐熱性的接著面,而應用於須耐熱250℃以上高溫的零件,則可做為接著劑使用。若同為鐵板的話,接著強度更是高出液態酚樹脂10%以上,推測是因為與液態塗佈相比,薄片有均一的厚度,提升了塗布膜的穩定性。

另在耐熱性方面,接著用環氧樹脂薄片經過250℃的熱處理之後,接著強度降低至30%左右,但新開發的酚樹脂即使經過250℃的熱處理,依然維持95%以上的接著強度。除此之外,還可用在含浸用途上,如預浸材料(Prepreg)及FRP的接著劑,只要將此薄片狀酚樹脂與基材相疊,進行熔融與硬化即可製作預浸材料,且不需要擔心有機溶劑使用規範與設備限制。


資料來源: 化學工業日報/材料世界網編譯
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