[发明专利]一种片状热固性酚醛树脂预混料坯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状热固性酚醛树脂预混料坯及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂是最早工业化的合成树脂，由于它原料易得，合成方便以及树脂固化后性能能够满足很多使用要求，因此在模塑料、绝缘材料、涂料、木材粘接等方面得到广泛应用。近年来，随着人们对安全等要求的提高，具有阻燃、低烟、低毒等特性的酚醛树脂重新引起人们重视，尤其在飞机场、火车站、学校、医院等公共建筑设施及飞机的内部装饰材料等方面的应用越来越多。

酚醛树脂基复合材料一般只能先浸渍增强材料制作预浸料(布)，然后用于模压工艺或缠绕工艺。预浸料(布)的制备有两种方法，热溶胶法和溶剂法。热熔胶法，即直接将树脂加热，以降低其黏度，便于均匀散布于纤维之间，热熔胶法树脂含量控制容易，可省略烘干的步骤，且无残存的溶剂，但树脂黏度较高，含浸纤维编织物时易造成纤维变形；酚醛树脂预浸料(布)制备一般采用溶剂法，是将树脂溶于溶剂中来降低黏度，待树脂含浸纤维后再加热使溶剂挥发，溶剂法投资成本低，制程简变，但是溶剂的使用易残存于预浸布中，制品含胶量不易控制、影响最终复合材料的强度，而且造成环境污染问题。

为了克服酚醛树脂固有的缺陷，使其满足SMC/BMC(模压成型法)、RTM(灌注成型法)、拉挤、喷射、手糊等复合材料成型工艺，近年来国内中国科学院化学研究所、北京玻璃钢研究设计院、西北工业大学、637所、华东理工大学及四川大学等单位相继开发出一系列新型酚醛树脂，如烯炔基改性酚醛树脂、氰酸酯化酚醛树脂、开环聚合型酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、环氧及有机硅改性酚醛树脂等。研究的重点是通过物理或化学改性方式达到改进酚醛树腊的韧性、提高力学性能和耐热性能、改善工艺性能的目的。通过改性虽然树脂性能得到改善，但在制备复合材料时，一般仍然需配成一定固含量的树脂溶液与增强材料进行预浸步骤，因此制备现场大量溶剂的存在、流胶、含胶量的不均等现象仍不可避免。

发明内容

上述已有技术中制备预浸料(布)时由于大量溶剂的使用，造成流胶现象严重，制品含胶量不易控制、造成环境污染。本发明提供了一种可以替代所述预浸料(布)的片状热固性酚醛树脂预混料坯，该预混料坯由本发明提供的树脂纤维组合物制成，本发明还提供了所述树脂纤维组合物的制备方法。

本发明提供的树脂纤维组合物为热固性酚醛树脂与纤维的共混物，呈微凝态，各组分含量如下：热固性酚醛树脂60～80重量份；纤维10～30重量份；水份小于10重量份。

所述热固性酚醛树脂可以为碱催化的热固性酚醛树脂，数均分子量可以为350～600。

所述纤维较佳为短切纤维，长度可以为1～5mm。所述纤维可以为玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维等

本发明提供的所述树脂纤维组合物的制备方法是在碱催化制备酚醛树脂的过程中加入所述纤维，高速搅拌使所述纤维均匀分散于酚醛树脂液中，然后经脱水制得树脂纤维组合物。

较佳地，碱催化制备酚醛树脂的方法是将苯酚、甲醛按摩尔比1∶1.2～1.8混合，在25～65℃加入碱催化剂，在65～95℃反应至终点；脱水的方法是在65～95℃下减压脱水2～3h除去水份。制得的树脂纤维组合物150℃凝胶时间为90～180s。

所述碱催化剂可以为制备酚醛树脂的常用碱催化剂，例如为氨水、氢氧化钠、氢氧化钡或乙胺。

本发明提供的片状热固性酚醛树脂预混料坯是由上述一种树脂纤维组合物通过硫化仪在60～100℃硫化成型得到。

利用本发明提供的树脂纤维组合物制备的片状热固性酚醛树脂预混料坯呈微凝态并可在高温下固化，在复合材料成型工艺中可直接铺设或缠绕于其它增强材料表面，固化成型制品。整个制备过程无溶剂辅助，具有环境友好性。本发明的片状热固性酚醛树脂预混料坯用于酚醛树脂基复合材料制备可以从根本上避免溶剂法制作预浸料(布)步骤，无流胶现象，制备的复合材料含胶量均匀易控，质量可靠。

附图说明

图1为本发明的片状热固性酚醛树脂预混料坯的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明的特点。

实施例1

(1)将苯酚50.0g与甲醛(37％水溶液)56.1g加入反应瓶中。在45℃下加入氨水1.3g。在80分钟内由60℃升至80℃，然后再经30分钟使温度升至96～98℃，开始保温反应60分钟到终点，得到黄棕色液体；

(2)在搅拌下将15g长度为3mm短切玻璃纤维分三批加入上述树脂水溶液中，经高速搅拌使纤维均匀分散于树脂液中，得到浆状不透明液体。