[发明专利]用于整流子的酚醛模塑料

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种用于整流子的酚醛模塑料。

技术背景

整流子是电动机的一个组成部分。具有耐热性的整流子通常是由铜质的整流子片(换向片)和以酚醛塑料为代表的热固性塑料作为绝缘体构成的。对于整流子上用材料的基本要求应当具有耐热性、高机械强度及防潮的尺寸稳定性。对于那些在小型电动机上所使用的整流子，由于通常都要将比其内径稍粗的轴直接压入用酚醛模塑料做成的整流子内径中，因此，压入时，要求整流子具有不致被割裂的这种韧性优点。

为了达到上述性能要求，通常的做法是以酚醛树脂为粘合剂，玻璃纤维为增强材料，以硅橡胶等橡胶材料为增韧剂，其中酚醛树脂含量为30份左右，而玻璃纤维等矿物填料则达到60份以上，材料生产加工困难，模塑料粒子中玻纤容易外露并起球，给后续加工造成麻烦，并且成本较高。

这一类专利有如下几个：1.日本专利JP2004115789,PHENOLIC RESIN MOLDING MATERIAL FOR USE IN COMMUTATOR；2.日本专利JP2002012737，PHENOLIC RESIN MOLDING MATERIAL FOR COMMUTATOR；3.日本专利JP2009051979,PHENOLIC RESIN MOLDING MATERIAL FOR MOLDED COMMUTATOR。

腰果酚以其特殊的化学结构具有以下特点：1.含苯环结构，具有耐高温性能；2.极性的羟基可提供体系对接触面的润湿和活性；3.间位含不饱和双键的碳15直链，能提供体系良好的韧性，优异的憎水性和低渗透性以及自干性。

随着我国生物技术的不断应用，腰果酚提炼技术的提高，以及腰果酚行业标准的建立，使得腰果酚部分替代苯酚扩大使用范围成为可能。

本发明申请人经过持续不懈的努力，以腰果酚部分替代苯酚，合成了固体腰果酚改性热固性酚醛树脂，充分利用了腰果酚的优点，开发出来了一种耐热、高强度、有一定韧性并具有防潮的尺寸稳定性的整流子材料，加工成型容易，并且相对来说，成本较低，符合环保理念。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有酚醛模塑料所存在的问题而提供一种高性能、容易加工、低成本同时符合环保理念的可用于整流子的酚醛模塑料。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

用于整流子的酚醛模塑料，由以下重量百分比原料制备而成：

在本发明的一个优选实施例中，所述固体热塑性酚醛树脂为低游离酚热塑性酚醛树脂，其中苯酚/甲醛比为，1：0.75～0.88，游离酚≤1.5，水份≤1.0，聚合速度50-80S，流动度30-50mm。

酚醛树脂分子质量越大，则分子链越长，分子间力越大，流动越困难，粘度越高。酚醛树脂含有支链，支链的存在，对酚醛树脂的粘度有一定的影响。当支链较短时，则树脂粘度比同等分子质量的树脂低，易于流动；如果支链很长，则树脂粘度比同等分子质量的树脂高，流动性差。

由于本发明采用固体腰果酚改性热固性酚醛树脂为增韧树脂，而固体腰果酚改性热固性酚醛树脂粘度比同等分子质量的未改性热固性酚醛树脂高,对矿物的浸润能力要比未改性热固性酚醛树脂差，所以本发明中固体热塑性酚醛树脂采用流动性较好的低分子量酚醛树脂。

在本发明的一个优选实施例中，所述固体腰果酚改性热固性酚醛树脂为腰果酚、苯酚和甲醛共聚树脂，其中腰果酚/苯酚质量比为0.11～0.15：1，腰果酚与苯酚摩尔数之和与甲醛的摩尔数比为1：1.2～1.8，游离酚≤3.5，水份≤1.0，聚合速度70-100S，流动度40-60mm。

本发明采用腰果酚改性热固性酚醛树脂的目的是热固性酚醛树脂交联密度大于热塑性酚醛树脂，这样就克服了腰果酚间位的不饱和双键的碳15直链的位阻效应，使得固化交联后材料耐热性能和韧性得到体现。

本发明的腰果酚改性热固性酚醛树脂的制备方法是将苯酚、腰果酚和甲醛(F)按照前述比例装入配备有回流冷凝器、搅拌机、加热装置及脱水设备的反应釜中；然后加入质量百分比浓度为50％液碱于反应混合物中，调节反应系统中的pH值使达到9.0，反应温度控制在65-68℃，反应1h；然后升温到78-80℃回流反应1.5小时，冷却至50℃，加磷酸，调pH值至7.0-7.1，此后逐步升高真空度至-0.095Mpa以上,进行脱水，最后温度升至98℃，以除去苯酚，直到达到所要的粘度，最后得到热固性腰果酚改性酚醛树脂(固体状)。