CN104559042B - 一种胶木刷架用酚醛树脂注塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胶木刷架用酚醛注塑料，按重量份计，组成为：酚醛树脂100；芳烷基酚醛树脂20～30；固化剂15～20；高导热填料20～30；表面改性剂1～3；玻璃纤维100～150；脱模剂3～5。本发明公开的胶木刷架用酚醛注塑料，具备良好的机械强度，优良的导热和耐热性能，以及阻燃性并且适用注塑成型工艺。
Description
技术领域
本发明涉及塑料的生产领域，具体涉及一种胶木刷架用酚醛树脂注塑料。
背景技术
酚醛模塑料是以酚醛树脂为基质，添加有机和无机的填料以及其它配合剂加工而成。酚醛树脂及其模塑料是合成树脂、塑料中最早工业化生产的品种，迄今已有近100余年的历史。基于它们的原料来源较广，生产工艺和设备简单，成型加工性好，价格较低廉，而且可以通过种种手段获得极为优良的耐热性能、力学性能、电性能、热性能、烧蚀性能、化学性能以及耐辐射性能，尤其是具有良好的阻燃性能，低发烟率，很少产生有害气体，因而在胶木刷架封装成型过程中得到广泛应用。
近年来，电机的刷架结构微型化、成型工艺快速化方向迅速发展，因此，对刷架用酚醛注塑料的要求也越来越高。
然而，酚醛塑料的缺点在于：(1)加工成型周期长；(2)制品的导热性能差，当其处于较高温度氛围时无法快速散热加速胶木刷架老化；(3)为提高胶木刷架的机械强度必须大量添加玻璃纤维，却造成材料不适用于注塑成型，容易将客户的螺杆机注塑口堵塞影响其工作效率；
公开号为CN 101974198A的中国专利文献公开了一种耐高温酚醛模塑料，由以下重量份比的原料构成：酚醛树脂25-40份；热固性树脂2-10份；固化剂3-8份；促进剂1-3份；增强纤维15-40份；界面改性剂0.5-2份；脱模剂0.5-2份；无机填料10-40份。
该酚醛模塑料具备良好的耐热性，但如不能快速的将内部的热量散发出去，将其用于胶木刷架时，最终会造成其温度超过能承受的最高温度而开裂；并且这种酚醛模塑料无法同时具备在较低温度下具有良好的热安定性，在较高温度下快速成型的双重优点，因此，不适合于快速的注塑成型加工方式。
特开平6-200124号公报日本专利文献公开一种通过加入高导热的无机填料(如碳化硅、氧化铝等)到环氧树脂组合物当中，可以赋予组合物良好的导热性能。但是高导热的材料填充量过高，将会造成流动性降低等各种问题，会导致后续的注塑成型过程中出现填充不全等问题。
因此，开发一种可以同时具备高导热、高机械性能及优良的加工性能的酚醛树脂注塑料具有极大地实用意义。
发明内容
本发明提供了一种胶木刷架用酚醛注塑料，具备良好的机械强度，优良的导热和耐热性能，以及阻燃性并且适用注塑成型工艺。
一种胶木刷架用酚醛注塑料，按重量份计，原料组成为：
其中，芳烷基酚醛树脂可以提高酚醛注塑料耐热性；固化剂用于预固化，适当提高酚醛注塑料的粘度；高导热填料用于提高酚醛注塑料的导热系数；表面改性剂用于改善制品表面的光洁度；玻璃纤维用于增强。
将各原料按重量份混合均匀后，经开炼，冷却后，粉碎成颗粒，得到所述的酚醛注塑料。
作为优选，按重量份计，所述酚醛注塑料的原料组成为：
作为优选，所述酚醛树脂为线性酚醛树脂。线性酚醛树脂的数均分子量通常为1000～2000，分子量分布没有特殊限制。线性酚醛树脂性质比较稳定，通常情况下，常温可存储一年，成型性能好。
作为优选，所述芳烷基酚醛树脂的结构式如式(I)所示：
其数均分子量通常为2000～4000，分子量分布没有特殊限制。性质比较稳定，芳烷基酚醛树脂的分子结构内引入芳香环可以大大其提高耐热性，与线性酚醛树脂比较，酚羟基间距离较远，相互间氢键减弱，树脂的软化点降低便于成型。
所述的芳烷基酚醛树脂以苯酚和芳烷基化合物为单体，在催化剂作用下，经Friedl-Crafts烷基化反应制备得到。
作为优选，所述固化剂为六亚甲基四胺。六亚甲基四胺即乌洛托品，是酚醛注塑料中常用的固化剂，可以促进酚醛树脂间的交联反应，提高粘度，用量不易过多。
作为优选，所述高导热填料为球形氧化铝。球形氧化铝可以很好地提高酚醛材料的导热性能，不致热量在酚醛材料内部聚集，迫使酚醛材料温度升高最终引起酚醛材料开裂。同时，芳烷基酚醛树脂和球形氧化铝相互配合，显著提高酚醛树脂的耐热性和导热性，作为优选，所述的芳烷基酚醛树脂与球形氧化铝的重量份数比为1:1。
作为优选，所述表面改性剂为分子蒸馏单甘酯。分子蒸馏单甘酯可以很好的改善酚醛材料制品的表面光洁度。
作为优选，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述玻璃纤维的长度为0.5～3mm，且纤维直径为9～13μm。玻璃纤维起到增强作用，保证酚醛材料的高机械强度，满足用于胶木刷架的需要。
作为优选，所述脱模剂由低熔点类脱模剂和高熔点类脱模剂复配而成。所述的低熔点类脱模剂为硬脂酸、褐煤酸蜡等，高熔点类脱模剂如硬脂酸钙、硬脂酸锌等。脱模剂便于酚醛注塑料固化成型后的脱模。
玻璃纤维的用量增加，可以增加酚醛树脂的耐热性及机械强度。
进一步优选，按重量份计，所述酚醛注塑料的原料组成为：
更优选为：
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明一种胶木刷架用酚醛注塑料，该酚醛注塑料具备良好的机械强度，优良的耐热性能，并且适用注塑成型工艺。
具体实施方式
实施例1～7
将各原料按表1所示的重量份混合均匀后，置于温度为90～100℃的双辊开炼机中混炼15min，冷却后，粉碎成颗粒。
表1
对比例1～4
将各原料按表2所示的重量比混合均匀后，置于温度为90～100℃的双辊开炼机中混炼15min，冷却后，粉碎成颗粒。
表2
性能测试
(1)制品表面光洁度
通过压制试验圆片，观察圆片表面的光亮度。
(2)弯曲强度
测试标准按GB/T 9341-2000执行，样条成型温度160℃，保压3min。
(3)热变形温度(HDT)
测试标准按GB/T1634-2004执行，样条成型温度160℃，保压3min。
(4)导热系数
利用导热仪测定所述酚醛注塑料的导热系数。
(5)热安定性
将20g粉末状酚醛注塑料投入brabender转矩流变仪中，混炼头处温度为110℃，通过混炼头旋转测量扭矩变化。
随着酚醛注塑料固化反应的进行，粘度开始增大，当材料没有流动性时，扭矩急剧增大。从开始测试到扭矩急剧变大的时间长短体现了材料的热安定性，时间越长，表明酚醛材料的热安定性越好。
(6)巴士硬度
在温度为160℃的模腔内成型为Φ50×3mm的圆片，固化时间50秒，脱模10秒后测试巴氏硬度。硬度越高，固化速度越快。
实施例1～7分别制备的注塑料的性能测试结果见表3，对比例1～4分别制备的注塑料性能测试结果见表4。
表3
表4
由表3可以看出：实施例1～3中，随着芳烷基酚醛树脂及球形氧化铝含量同比例提高，酚醛材料的热变形温度(HDT)和导热系数也相应提高；同时，随着分子蒸馏单甘酯和硬脂酸总量的增加，酚醛材料的热安定性也得到提高，这点从实施例4、5和7的数据也可以得到验证；实施例1～4和6中，发现单独提高芳烷基酚醛树脂含量，而不配合使用球形氧化铝则酚醛材料的热变形温度(HDT)和导热系数性能提高均受影响。实施例1～3、5和7中，发现单独提高球形氧化铝含量，而不配合使用芳烷基酚醛树脂同样致使酚醛材料的热变形温度(HDT)和导热系数性能提高均受影响。得出结论，芳烷基酚醛树脂与球形氧化铝具备协同效应以提高酚醛材料的耐热性及导热性能。
利用本发明方法得到的酚醛注塑料具备良好的机械强度，优良的导热和耐热性能，并且适用注塑成型工艺。能够满足胶木骨架对酚醛材料的要求。
Claims (3)
1.一种胶木刷架用酚醛树脂注塑料，其特征在于，按重量份计，原料组成为：
所述芳烷基酚醛树脂的结构式如下：
所述芳烷基酚醛树脂的数均分子量为2000～4000。
2.根据权利要求1所述的胶木刷架用酚醛树脂注塑料，其特征在于，所述的酚醛树脂为线型酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的胶木刷架用酚醛树脂注塑料，其特征在于，所述的无碱玻璃纤维，长度为0.5～3mm，直径为9～13μm。
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Effective date of registration: 20210107 Address after: No. 999, Ruibo Avenue, Wangdian Town, Xiuzhou District, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314000 Patentee after: ZHEJIANG JIAMIN NEW MATERIALS Co.,Ltd. Address before: Jiaxing City, Zhejiang province 314027 Wang Zhen Longyuan road construction Xiuzhou District No. 377 Patentee before: ZHEJIANG JIAMIN PLASTIC Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210803 Granted publication date: 20160928 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Jiaxing Xiuzhou branch Pledgor: ZHEJIANG JIAMIN PLASTIC Co.,Ltd. Registration number: Y2019330000140 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A phenolic resin injection plastic for bakelite brush holders Effective date of registration: 20230922 Granted publication date: 20160928 Pledgee: Zhejiang Hecheng Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHEJIANG JIAMIN NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2023980058428 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |