[发明专利]一种复合改性的热固性酚醛树脂粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用有机橡胶和有机蒙脱土或无机改性蒙脱土复合改性的热固性酚醛树脂粉及制作工艺。

背景技术

由美国联合碳化物公司开发的酚醛树脂的悬浮缩聚工艺(PTS)，是当今世界上比较先进的合成工艺，具有简单，易控，不需粉碎即可直接得到良好细度的热固性酚醛树脂粉。这种热固性酚醛树脂粉打破了在固态酚醛树脂领域，热塑型酚醛树脂粉的一统天下。热固性酚醛树脂粉克服了热塑性酚醛树脂粉易吸潮结团，不能长期存放，需加固化剂才能固化，并在固化中有大量有害气体逸出，易造成产品鼓泡，裂纹的缺点；具有不吸潮，不结块，常温下存放可储存二年，耐热高，强度大，不需加固化剂等优点，在汽车，航天航空，电子器件，特种磨料磨具等领域获得广泛应用。中国专利ZL03112025就反映这一技术在国内的技术进展。酚醛树脂由于其原料价格便宜，生产工艺成熟，设备简单，产品耐热，耐化学稳定性高，力学性能佳等优点，已广泛应用到三十多个领域，开在许多高科技领域起着举足轻重和不可替代的作用。同时也对酚醛树脂提出使性能更加优化的要求。而成分单一的纯酚醛树脂表现出脆性大，韧性低，以及在较高温度下受热易分解等缺点，难以适合特殊环境的工作要求。同时，悬浮缩聚工艺要求带有高速搅拌的特制反应釜，真空过滤机或离心机，干燥需用浮化床干燥机或气流干燥机，这些设备同传统酚醛树脂粉生产设备完全不一样。我国众多的中小型酚醛树脂生产厂如想采用悬浮缩聚的工艺，就意味着必须投入很大的资金，另起灶炉。这可能是悬浮缩聚工艺在我国长期以来推广很慢的一个原因。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的局限，提供一种性能更加优异，制作工艺简单的热固性酚醛树脂粉。同时提供一种能充分利用现有技术装备的热固性酚醛树脂生产工艺。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

将由按重量份计的苯酚或酚类同系物100～115份；甲醛100～115份，乌洛托品6～12份，水50～100份，保护性胶体0.5～5份，防粘釜剂0.5～5份，丁腈橡胶2～10份，有机改性蒙脱土或无机改性蒙脱土2～10份经加热反应，缩聚，脱水，干燥，粉碎而成。

制造上述热固性酚醛粉的工艺方法，其步骤为：

a).投料：将酚类原料，甲醛，水，乌洛托品，保护胶体，防粘釜剂，有机橡胶，有机蒙脱土或无机改性蒙脱土投入反应釜中，充分搅拌，然后加热升温。

b)缩聚反应：当上述物料升至65℃左右时，停止加热，让物料缓慢升至70～90℃，密切观察，当反应釜内物料出现混浊点时，开始计时，保温反应60～120分钟。

c)分离：停止搅拌，静止5～20分钟，打开放料底阀，将热物料放入料盘，冷却。上层水留在反应釜中，趁热进行废水处理。(具体工艺另行申报专利)。

d)干燥：将料盘放入干燥器或真空干燥器中，去除残余水分后，取出冷却。

e)将冷却成品块用粉碎机粉碎，包装。

本发明在物料中加入了改性剂丁腈橡胶。丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈合成的有机橡胶，具有弹性好，耐热高，耐油好等优点。当具有弹性的橡胶离子分散到酚醛树脂中以后，对酚醛树脂有显著的增韧增强作用，起到了合金钢一样的效果。有文献证明，加入2％丁腈橡胶的酚醛树脂抗冲击力提高了100％。

本发明在物料中加入了有机改性蒙脱土或无机改性蒙脱土，提高了酚醛树脂的耐高温性能。聚合物/蒙脱土纳米复合材料是近十几年材料学研究的一大热点。这类材料往往综合了无机材料和高分子材料的优点，表现出优异的力学性能，热学性能，气体阻隔性和阻燃性，有着广阔的应用前景。

本发明在物料中加入了防粘釜剂十二烷基硫酸钠，克服了中国专利ZL 03112025实施中出现的大面积粘釜现象。

本发明在物料中加入的保护胶体为聚乙烯醇或阿拉伯胶，纤维素钠中的任意一种。

由于整个反应过程始终在低粘度的水中进行，因此排除了一般本体法缩聚过程中的散热问题和暴沸现象，反应温度低，易控，节能，安全。酚醛树脂的主要缺点是固化物较脆。通过有机橡胶，有机蒙脱土的共混改性，使其增韧，耐热，耐磨及加工性能同时得到提高。