[发明专利]一种提高酚醛树脂耐热性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高酚醛树脂耐热性的方法，具体涉及一种酚醛树脂改性方法。

背景技术

酚醛树脂是一种广泛应用在航空航天，船舶，建筑和体育用品等领域用树脂基体材料。但是，酚醛树脂酚羟基和亚甲基容易氧化，耐热性受到影响。传统未改性的酚醛树脂脆性大，韧性差，耐热性不足，限制了高性能摩擦材料的开发。为了保证酚醛树脂在高温条件下和特殊环境中的使用性能，需要进一步提高酚醛树脂的耐热性能，对酚醛树脂进行改性。目前改性的方法较多，如在酚醛树脂分子结构引入芳环或含杂环的聚合物，将酚醛树脂的酚羟基醚化、酯化、重金属螯合等条件，引入其他组份，控制分子链交联状态的不均匀性等，但是目前改性方法多是采用其中的一种方法，上述方法改性过程不适合大规模现代化工业生产。因此大规模现代化工业生产迫切需要一种低成本、原材料获取容易和能够提高酚醛树脂耐热性能的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有原材料不易获取且成本高，改性过程不适合大规模现代化工业生产的问题，而提供了一种新的酚醛树脂改性方法。

本发明提高酚醛树脂耐热性的方法按以下步骤进行：一、将绢云母依次进行破碎、筛分和球磨处理后使其粒度达到微米级别；二、将经步骤一处理的绢云母采用等离子体、高温、高速分散、胶体磨分散或超声震荡的方法进行处理；三、将步骤二处理后的绢云母放入浓盐酸或浓硝酸中，磁力搅拌条件下进行酸化3～6h，然后洗涤至pH值6～7后过滤；四、在室温下通过磁力搅拌器，用饱和碳酸钠或饱和氯化钠溶液与酸化后绢云母进行离子交换2～6h，然后洗涤至pH值6～7后过滤；五、在60～100℃水浴条件下，将步骤四处理后的绢云母与长链脂肪胺按1∶8～12的质量比加热3～6h，然后过滤，再在80～120℃条件下烘干，即得有机绢云母；六、将酚醛树脂溶于溶剂中制得固体含量60％～70％酚醛树脂溶液，然后将步骤五得到的有机绢云母与酚醛树脂溶液按2～6∶100的质量比在催化剂和常温条件下通过搅拌反应，即制得液体有机绢云母改性酚醛树脂；七、将步骤六制得的液体有机绢云母改性酚醛树脂在50～90℃条件下固化50～70min，然后依次在70～110℃条件下固化40～60min，在90～120℃条件下固化30～50min，在120～160℃条件下固化20～40min，在160～200℃条件下固化20～40min，最后在200～220℃条件下固化20～40min，即制得固体有机绢云母改性酚醛树脂。

本发明有机绢云母与酚醛树脂反应，引入廉价易得的绢云母来改性酚醛树脂方法，适合工业化生产，改性过程中，剩余的溶剂部分可以回收再利用，不污染环境，同时也适用于提高其它热固性树脂耐热性。

具体实施方式：

具体实施方式一：本实施方式提高酚醛树脂耐热性的方法按以下步骤进行：一、将绢云母依次进行破碎、筛分和球磨处理后使其粒度达到微米级别；二、将经步骤一处理的绢云母采用等离子体、高温、高速分散、胶体磨分散或超声震荡的方法进行处理；三、将步骤二处理后的绢云母放入浓盐酸或浓硝酸中，磁力搅拌条件下进行酸化3～6h，然后洗涤至pH值6～7后过滤；四、在室温下通过磁力搅拌器，用饱和碳酸钠或饱和氯化钠溶液与酸化后绢云母进行离子交换2～6h，然后洗涤至pH值6～7后过滤；五、在60～100℃水浴条件下，将步骤四处理后的绢云母与长链脂肪胺按1∶8～12的质量比加热3～6h，然后过滤，再在80～120℃条件下烘干，即得有机绢云母；六、将酚醛树脂溶于溶剂中制得固体含量60％～70％酚醛树脂溶液，然后将步骤五得到的有机绢云母与酚醛树脂溶液按2～6∶100的质量比在催化剂和常温条件下通过搅拌反应，即得液体有机绢云母改性酚醛树脂；七、将步骤六制得的液体有机绢云母改性酚醛树脂在50～90℃条件下固化50～70min，然后依次在70～110℃条件下固化40～60min，在90～120℃条件下固化30～50min，在120～160℃条件下固化20～40min，在160～200℃条件下固化20～40min，最后在200～220℃条件下固化20～40min，即制得固体有机绢云母改性酚醛树脂。

本实施方式步骤六中改性有机绢云母与酚醛树脂溶液反应过程中，为了防止部分溶剂挥发，反应过程中进行冷凝回流。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中等离子体处理的方法是按下述操作进行的：电压180～220V，电流30～60A条件下处理经步骤一处理的绢云母30～60min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。