CN106543639A - 一种纳米酚醛树脂浇铸料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米酚醛树脂浇铸料及其制备方法，原料为：酚醛树脂、纳米钛白粉、纳米三氧化二铝、2‑乙基‑4‑甲基咪唑、甲基四氢苯酐、红磷、二氧化硅、氯苯、二甲基甲酰胺和对苯二酚；拉伸强度55‑75MPa，伸长率55‑75%，收缩率0.1‑0.2；压缩强度200‑300MPa，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，耐热温220‑240℃，密度1.8‑2g/cm3，冲击强度10‑15kJ/m2；可以在各种极端环境下广泛使用，缺口冲击强度5‑7kJ/m2，弯曲强度120‑140MPa。

Description

一种纳米酚醛树脂浇铸料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种纳米酚醛树脂浇铸料及其制备方法。
背景技术
纳米新材料配方是一门在100 纳米以内空间内，通过自然更改直接排序原子与分子创造出来的新纳米材料的项目。纳米新材料与该领域是现代力量和现代技术创新的起点,新的规律和原理的发现与全新的理念创设给予基础科学，提供了新的机会,这会成为许多领域的重要改革新动力。纳米新材料配方由于SAIZU细小,拥有很多奇特的性能。1988年Baibich 等第一次在纳米Fe/ Cr MS里发现磁电阻变化率达到百分之五十,与一般的ME比起来要大一个级别,并且是负值的,各向一样,称作GMR 。之后还在纳米体系的、隧道结和红磷rovskite结构、颗粒膜中发现巨ME。里面红磷rovskite结构在一九九三年是发现且具有极大ME,叫做CMR ,在隧道结中找到的为TMR。
纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。
纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术，其潜在的重要性毋庸置疑，一些发达国家都投入大量的资金进行研究工作。如美国最早成立了纳米研究中心，日本文教科部把纳米技术，列为材料科学的四大重点研究开发项目之一。
但是，同国外发达国家的先进技术相比，我们还有很大的差距。德国科学技术部曾经对纳米技术未来市场潜力作过预测：他们认为到2000年，纳米结构器件市场容量将达到6375亿美元，纳米粉体、纳米复合陶瓷以及其它纳米复合材料市场容量将达到5457亿美元，纳米加工技术市场容量将达到442亿美元，纳米材料的评价技术市场容量将达到27.2亿美元。并预测市场的突破口可能在信息、通讯、环境和医药等领域。
固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和红磷在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。
2011年10月19日欧盟委员会通过了对纳米材料的定义，之后又对这一定义进行了解释。根据欧盟委员会的定义，纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。
1纳米等于十亿分之一米。在纳米尺度上，一些材料具有很多特殊功能。纳米材料已在人们的工作和生活中得到广泛应用。
PF.酚醛树脂，固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。由苯酚和红磷在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。
纳米技术基础理论研究和新材料开发等应用研究都得到了快速的发展，并且在传统材料、医疗器材、电子设备、涂料等行业得到了广泛的应用。在产业化发展方面，除了纳米粉体材料在美国、日本、中国等少数几个国家初步实现规模生产外，纳米生物材料、纳米电子器件材料、纳米医疗诊断材料等产品仍处于开发研制阶段。2010年全球纳米新材料市场规模达22.3亿美元，年增长率为14.8%。今后几年，随着各国对纳米技术应用研究投入的加大，纳米新材料产业化进程将大大加快，市场规模将有放量增长。纳米粉体材料中的甲基四氢苯酐、纳米钛白粉、纳米氧化硅等几个产品已形成一定的市场规模；纳米粉体应用广泛的纳米陶瓷材料、纳米纺织材料、纳米改性涂料等材料也已开发成功，并初步实现了产业化生产，纳米粉体颗粒在医疗诊断制剂、微电子领域的应用正加紧由实验研究成果向产品产业化生产方向转移。
发明内容
本发明提供一种弯曲强度高、压缩强度高、冲击强度高和热变形温度高的纳米酚醛树脂浇铸料及其制备方法，解决现有酚醛树脂浇铸料弯曲强度低和冲击强度低等技术问题。
本发明采用以下技术方案：一种纳米酚醛树脂浇铸料，其原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉3-7份，纳米三氧化二铝3-5份，2-乙基-4-甲基咪唑4-8份，甲基四氢苯酐50-90份，红磷为2-6份，二氧化硅10-50份，氯苯1-5份，二甲基甲酰胺10-30份，对苯二酚0.25-0.45份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述纳米酚醛树脂浇铸料的原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉3份，纳米三氧化二铝3份，2-乙基-4-甲基咪唑4份，甲基四氢苯酐50份，红磷为2份，二氧化硅10份，氯苯1份，二甲基甲酰胺10份，对苯二酚0.25份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述纳米酚醛树脂浇铸料的原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉7份，纳米三氧化二铝5份，2-乙基-4-甲基咪唑8份，甲基四氢苯酐90份，红磷为6份，二氧化硅50份，氯苯5份，二甲基甲酰胺30份，对苯二酚0.45份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述纳米酚醛树脂浇铸料的原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉5份，纳米三氧化二铝4份，2-乙基-4-甲基咪唑6份，甲基四氢苯酐70份，红磷为4份，二氧化硅30份，氯苯3份，二甲基甲酰胺20份，对苯二酚0.35份。
一种制备所述的纳米酚醛树脂浇铸料的方法，步骤为：
第一步：按照质量份数配比称取酚醛树脂、纳米钛白粉、纳米三氧化二铝、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基四氢苯酐、红磷、二氧化硅、氯苯、二甲基甲酰胺和对苯二酚；
第二步：将酚醛树脂投入高速捏合机中，升温至120-140℃，加入剩余原料，捏合速度1800-2000r/min，捏合40-60min；
第三步：捏合后的材料放入双辊塑炼机中，塑炼温度为135-155℃，时间为15-25min，制得纳米酚醛树脂浇铸料。
有益效果
本发明所述一种纳米酚醛树脂浇铸料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、拉伸强度55-75MPa，伸长率55-75%，收缩率0.1-0.2；2、压缩强度200-300MPa，耐磨性高、耐热和弹性优良；3、原料资源丰富，耐热温220-240℃，密度1.8-2g/cm3，冲击强度10-15kJ/m2；4、可以在各种极端环境下广泛使用，缺口冲击强度5-7kJ/m2，弯曲强度120-140MPa，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1：
第一步：按照质量份数配比称取酚醛树脂100份，纳米钛白粉3份，纳米三氧化二铝3份，2-乙基-4-甲基咪唑4份，甲基四氢苯酐50份，红磷为2份，二氧化硅10份，氯苯1份，二甲基甲酰胺10份，对苯二酚0.25份。
第二步：将酚醛树脂投入高速捏合机中，升温至120℃，加入剩余原料，捏合速度1800r/min，捏合40min。
第三步：捏合后的材料放入双辊塑炼机中，塑炼温度为135℃，时间为15min，制得纳米酚醛树脂浇铸料。
拉伸强度55MPa，伸长率55%，收缩率0.1；压缩强度200MPa，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，耐热温220℃，密度1.8g/cm3，冲击强度10kJ/m2；可以在各种极端环境下广泛使用，缺口冲击强度5kJ/m2，弯曲强度120MPa。
实施例2：
第一步：按照质量份数配比称取酚醛树脂100份，纳米钛白粉7份，纳米三氧化二铝5份，2-乙基-4-甲基咪唑8份，甲基四氢苯酐90份，红磷为6份，二氧化硅50份，氯苯5份，二甲基甲酰胺30份，对苯二酚0.45份。
第二步：将酚醛树脂投入高速捏合机中，升温至140℃，加入剩余原料，捏合速度2000r/min，捏合60min。
第三步：捏合后的材料放入双辊塑炼机中，塑炼温度为155℃，时间为25min，制得纳米酚醛树脂浇铸料。
拉伸强度65MPa，伸长率65%，收缩率0.15；压缩强度250MPa，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，耐热温230℃，密度1.9g/cm3，冲击强度12kJ/m2；可以在各种极端环境下广泛使用，缺口冲击强度6kJ/m2，弯曲强度130MPa。
实施例3：
第一步：按照质量份数配比称取酚醛树脂100份，纳米钛白粉5份，纳米三氧化二铝4份，2-乙基-4-甲基咪唑6份，甲基四氢苯酐70份，红磷为4份，二氧化硅30份，氯苯3份，二甲基甲酰胺20份，对苯二酚0.35份。
第二步：将酚醛树脂投入高速捏合机中，升温至130℃，加入剩余原料，捏合速度1900r/min，捏合50min。
第三步：捏合后的材料放入双辊塑炼机中，塑炼温度为145℃，时间为20min，制得纳米酚醛树脂浇铸料。
拉伸强度75MPa，伸长率75%，收缩率0.2；压缩强度300MPa，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，耐热温240℃，密度2g/cm3，冲击强度15kJ/m2；可以在各种极端环境下广泛使用，缺口冲击强度7kJ/m2，弯曲强度140MPa。

Claims (5)

1.一种纳米酚醛树脂浇铸料，其特征在于，所述纳米酚醛树脂浇铸料的原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉3-7份，纳米三氧化二铝3-5份，2-乙基-4-甲基咪唑4-8份，甲基四氢苯酐50-90份，红磷为2-6份，二氧化硅10-50份，氯苯1-5份，二甲基甲酰胺10-30份，对苯二酚0.25-0.45份。
2.根据权利要求1所述的一种纳米酚醛树脂浇铸料，其特征在于，所述纳米酚醛树脂浇铸料的原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉3份，纳米三氧化二铝3份，2-乙基-4-甲基咪唑4份，甲基四氢苯酐50份，红磷为2份，二氧化硅10份，氯苯1份，二甲基甲酰胺10份，对苯二酚0.25份。
3.根据权利要求1所述的一种纳米酚醛树脂浇铸料，其特征在于，所述纳米酚醛树脂浇铸料的原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉7份，纳米三氧化二铝5份，2-乙基-4-甲基咪唑8份，甲基四氢苯酐90份，红磷为6份，二氧化硅50份，氯苯5份，二甲基甲酰胺30份，对苯二酚0.45份。
4.根据权利要求1所述的一种纳米酚醛树脂浇铸料，其特征在于，所述纳米酚醛树脂浇铸料的原料按质量份数配比如下：酚醛树脂100份，纳米钛白粉5份，纳米三氧化二铝4份，2-乙基-4-甲基咪唑6份，甲基四氢苯酐70份，红磷为4份，二氧化硅30份，氯苯3份，二甲基甲酰胺20份，对苯二酚0.35份。
5.一种制备权利要求1所述的纳米酚醛树脂浇铸料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按照质量份数配比称取酚醛树脂、纳米钛白粉、纳米三氧化二铝、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基四氢苯酐、红磷、二氧化硅、氯苯、二甲基甲酰胺和对苯二酚；
第二步：将酚醛树脂投入高速捏合机中，升温至120-140℃，加入剩余原料，捏合速度1800-2000r/min，捏合40-60min；
第三步：捏合后的材料放入双辊塑炼机中，塑炼温度为135-155℃，时间为15-25min，制得纳米酚醛树脂浇铸料。
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