CN105859991A - 一种改性酚醛树脂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及酚醛树脂技术领域，特别涉及一种改性酚醛树脂，由以下重量份的原料制成：酚15～21份、甲醛水溶液50～60份、金刚石粉0.01～0.08份、羟甲基纤维素0.1～0.8份、木质素0.3～0.8份、新戊二醇5～15份。本发明的改性酚醛树脂综合性能显著，具有较好的粘性，韧性、强度、耐热、耐水、耐磨等性能显著提高，且耐热性和韧性能够同步达到提高，应用范围广，具有显著的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及酚醛树脂技术领域，特别涉及一种改性酚醛树脂。
背景技术
酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂,经历了100多年的历史,酚醛树脂的显著特征是价格低廉、耐热、耐烧蚀、阻燃、燃烧发烟少等,广泛用作模塑料、胶粘剂、涂料等。但是,酚醛树脂结构上的酚羟基和亚甲基容易氧化,耐热性受到影响。因此,随着工业的不断发展,为适应汽车、电子、航空、航天及国防工业等高新技术领域的需要,对酚醛树脂进行改性,提高其韧性及耐热性是酚醛树脂的发展方向。文章主要总结国内酚醛树脂复合改性的研究现状。
纯酚醛树脂的酚羟基和亚甲基容易氧化,使耐热性和耐氧化性受到影响；固化后的酚醛树脂因芳核间仅由亚甲基相连而显脆性。随着科技的进步,纯酚醛树脂已不能满足许多高新技术领域的要求。利用各种方法对酚醛树脂进行改性,已成为酚醛树脂研究的核心内容。但是酚醛树脂的增韧和耐热改性所采取的途径是相互矛盾的,二者难以同时达到。因此，研制既能提高韧性又能提高耐热性的酚醛树脂是目前酚醛树脂复合改性的研究重点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种各方面性能优异的改性酚醛树脂。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改性酚醛树脂，由以下重量份的原料制成：
本发明所述的酚为10～20重量份腰果酚、5～10重量份茶多酚和20～30重量份苯酚的混合物。本发明用腰果酚和茶多酚替代部分苯酚，减少了苯酚原料的用量，降低酚醛树脂的生产成本，减少附加污染物生成。腰果酚、茶多酚和苯酚与甲醛水溶液反应制备酚醛树脂明显降低游离甲醛量至标准范围以下，无需另外添加甲醛捕集剂，同时也改善了酚醛树脂的脆性。
本发明所述的改性酚醛树脂的制备方法为：
1)按配方比加入酚和甲醛水溶液，并用碱性水溶液调整pH值到7.6～7.9，升温至76～85℃，保温反应15～35min，得到缩合液；
2)升温到90～95℃，向缩合液中加入金刚石粉，机械搅拌15～20min；
3)降温到85～90℃，继续添加配方量一半的木质素和新戊二醇，保温反应20～30min；
4)再降温到80～85℃，添加羟甲基纤维素和剩下的木质素，保温反应15～25min，降温至室温即可。
优选地，本发明所述的金刚石粉的粒径为50～100nm。金刚石粉为纳米粒子，由于尺寸小、表面积大、表面非配对原子多、因而与聚合物结合能力强,并可对聚合物基体的物化性质产生特殊作用，将纳米粒子加入酚醛树脂中,可克服常规刚性粒子不能同时增强增韧的缺点,可提高酚醛树脂的韧性、强度、耐热等性能。金刚石粉还能够明显提高酚醛树脂的耐磨性、摩擦热稳定性和耐老化性，降低游离甲醛含量。
更优选地，本发明所述的金刚石粉的粒径为75nm。
优选地，本发明所述的碱性水溶液是质量浓度为3～5％的NaOH水溶液。用该质量浓度的NaOH调节pH，能够保证制备出来的酚醛树脂具有最佳性能。
优选地，本发明所述的改性酚醛树脂，由以下重量份的原料制成：
优选地，本发明所述的甲醛水溶液的质量浓度为38～42％。用该质量浓度的甲醛水溶液最适宜，在这个质量浓度范围内制备得到的酚醛树脂的性能有所下降，且游离甲醛含量高。
本发明在制备过程中，配方量一半的木质素和新戊二醇同时加入，能够改善酚醛树脂的耐蚀性和提高酚醛树脂的耐热性；羟甲基纤维素和剩下的木质素同时加入，能够提高酚醛树脂的粘度、粘接强度、耐水性和储存稳定性，还能够减少游离甲醛的含量。
本发明的改性酚醛树脂综合性能显著，具有较好的粘性，韧性、强度、耐热、耐水、耐磨等性能显著提高，且耐热性和韧性能够同步达到提高，应用范围广，具有显著的经济和社会效益。通过试验，改性酚醛树脂的软化点184～190℃，游离甲醛含量0.01～0.04wt％，常温储存大于一年，改性酚醛树脂制得的刹车片的冲击强度提高约15％，耐热温度提高约30～55℃。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
1)按以下重量份称取原料：
2)按配方比加入酚和质量浓度为42％的甲醛水溶液，并用质量浓度为3％的NaOH水溶液调整pH值到7.8，升温至76℃，保温反应35min，得到缩合液；
3)升温到95℃，向缩合液中加入金刚石粉，机械搅拌15min；
4)降温到85℃，继续添加配方量一半的木质素和新戊二醇，保温反应30min；
5)再降温到85℃，添加羟甲基纤维素和剩下的木质素，保温反应15min，降温至室温即可。
实施例2
1)按以下重量份称取原料：
2)按配方比加入酚和质量浓度为41％的甲醛水溶液，并用质量浓度为5％的NaOH水溶液调整pH值到7.6，升温至78℃，保温反应30min，得到缩合液；
3)升温到94℃，向缩合液中加入金刚石粉，机械搅拌17min；
4)降温到86℃，继续添加配方量一半的木质素和新戊二醇，保温反应28min；
5)再降温到84℃，添加羟甲基纤维素和剩下的木质素，保温反应18min，降温至室温即可。
实施例3
1)按以下重量份称取原料：
2)按配方比加入酚和质量浓度为40％的甲醛水溶液，并用质量浓度为4％的NaOH水溶液调整pH值到7.7，升温至81℃，保温反应25min，得到缩合液；
3)升温到93℃，向缩合液中加入金刚石粉，机械搅拌18min；
4)降温到87℃，继续添加配方量一半的木质素和新戊二醇，保温反应25min；
5)再降温到83℃，添加羟甲基纤维素和剩下的木质素，保温反应20min，降温至室温即可。
实施例4
1)按以下重量份称取原料：
2)按配方比加入酚和质量浓度为39％的甲醛水溶液，并用质量浓度为4％的NaOH水溶液调整pH值到7.8，升温至82℃，保温反应20min，得到缩合液；
3)升温到92℃，向缩合液中加入金刚石粉，机械搅拌19min；
4)降温到89℃，继续添加配方量一半的木质素和新戊二醇，保温反应23min；
5)再降温到81℃，添加羟甲基纤维素和剩下的木质素，保温反应23min，降温至室温即可。
实施例5
1)按以下重量份称取原料：
2)按配方比加入酚和质量浓度为38％的甲醛水溶液，并用质量浓度为3％的NaOH水溶液调整pH值到7.9，升温至85℃，保温反应15min，得到缩合液；
3)升温到90℃，向缩合液中加入金刚石粉，机械搅拌20min；
4)降温到90℃，继续添加配方量一半的木质素和新戊二醇，保温反应20min；
5)再降温到80℃，添加羟甲基纤维素和剩下的木质素，保温反应25min，降温至室温即可。
Claims (5)
1.一种改性酚醛树脂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
所述的改性酚醛树脂的制备方法为：
1)按配方比加入酚和甲醛水溶液，并用碱性水溶液调整pH值到7.6～7.9，升温至76～85℃，保温反应15～35min，得到缩合液；
2)升温到90～95℃，向缩合液中加入金刚石粉，机械搅拌15～20min；
3)降温到85～90℃，继续添加配方量一半的木质素和新戊二醇，保温反应20～30min；
4)再降温到80～85℃，添加羟甲基纤维素和剩下的木质素，保温反应15～25min，降温至室温即可；
所述的酚为10～20重量份腰果酚、5～10重量份茶多酚和20～30重量份苯酚的混合物；
所述的碱性水溶液是质量浓度为3～5％的NaOH水溶液。
2.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
3.根据权利要求1或2所述的改性酚醛树脂，其特征在于：所述的甲醛水溶液的质量浓度为38～42％。
4.根据权利要求1或2所述的改性酚醛树脂，其特征在于：所述的金刚石粉的粒径为50～100nm。
5.根据权利要求4所述的改性酚醛树脂，其特征在于：所述的金刚石粉的粒径为75nm。
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Denomination of invention: A modified phenolic resin Effective date of registration: 20231011 Granted publication date: 20180420 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guilin branch Pledgor: GUILIN XINGSONG FOREST CHEMICALS LLC Registration number: Y2023450000128 |