[发明专利]一种剑麻玻璃纤维复合增强有机硅改性的酚醛模塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酚醛模塑料领域，尤其涉及一种有机硅改性的酚醛模塑料及其制备方法。

背景技术

酚醛模塑料是以热塑性酚醛树脂和其他填充料为主要原料制备的热固性塑料材料，具有价格低廉，力学性能优异，绝缘性能好，成型简便快捷的特点，广泛用于军工，电气部件，仪表，建筑等领域。但该类材料也存在着性脆，不易储存，耐热性能有限等缺陷。

公告号为CN1175042C的中国专利公开了一种耐高温无机纤维增强的注射型酚醛模塑料，该酚醛模塑料以普通的热塑性酚醛树脂作为基体混合无机增强材料、固化剂等材料制备而成，由于使用普通的酚醛树脂作为基体，虽然机械性能和耐热性能有所提高，但是提高的程度有限，而且为了提高模塑料的机械性能和耐热性能，使用了大量的玻璃纤维等无机纤维与普通酚醛混合，加上普通的酚醛树脂本身粘性较大，对螺杆磨损较大。

公开号为US6440255B1的美国专利公开了一种快速固化酚醛模塑料的制备方法，主要通过向模塑料中加入聚乙烯醇或长碳链丙烯酸酯类物质来加速其固化速率，但是固化后的材料其整体性能与普通酚醛模塑料相比并没有太大的提高。

公开号为US6838509B2的美国专利公开了一种酚醛模塑料，通过有机粘土的加入使得材料的耐热性和机械强度得到提升，但与此同时由于粘土的存在使得生产设备的损耗较大，而且有机粘土的加入提高了成本，该类模塑材料价格上缺乏竞争力。

公开号为CN101974199A的中国专利公开了一种低收缩酚醛模塑料，以热固性线性酚醛树脂作为基体，同时加入玻璃纤维和棉纤维，采用纳米级无机填料，使材料的强度和耐收缩性得到全面提升，但是由于使用热固性线性酚醛树脂作为基体，得到的酚醛模塑料难以长久储存。

发明内容

本发明提供了一种剑麻玻璃纤维复合增强有机硅改性的酚醛模塑料及其制备方法，所得到的酚醛模塑料具有储存时间长，绝缘性能、韧性以及耐热性能优异的优点。

一种剑麻玻璃纤维复合增强有机硅改性的酚醛模塑料，重量百分比组成为：

所述的有机硅改性热塑性酚醛树脂的结构如式(I)所示：

式(I)中，Novolac¹和Novolac²位于-OH的邻位或对位，代表热塑性酚醛树脂链段结构，R为一个或多个在-OH邻、间或对位上的任意取代基，n为1～500的整数。

本发明中，所述的有机硅改性热塑性酚醛树脂的粘度比普通的热塑性酚醛树脂低，在制备所述的酚醛模塑料过程中能耗低，对螺杆磨损小；所述的有机硅改性热塑性酚醛树脂不易受潮，吸水性和耐候性比普通酚醛树脂明显改善，储存时间长；并且所述的有机硅改性热塑性酚醛树脂中含有类似无机硅酸盐的Si-O键结构，键能比C-C键大，制得的酚醛模塑料的绝缘性，韧性和耐热性均比普通的酚醛树脂制备的模塑料高，此外，所述的剑麻纤维在增强模塑料制品的韧性的同时还大幅提高其体积电阻率，而玻璃纤维则能有效提高模塑料制品的机械性能。

作为优选，所述的酚醛模塑料的重量百分比组成为：

本发明中，所述的n值的增加可以提高所述的有机硅改性热塑性酚醛树脂的绝缘性能、韧性和耐热性，进而提高所述的酚醛模塑料的绝缘性能、韧性以及耐热性，但是n值的增加也会使得所述的有机硅改性热塑性酚醛树脂的粘性增加，导致在制备酚醛模塑料过程中能耗增加，加大对螺杆的磨损，所述的n优选为1～50的整数，此时，考虑到原料的成本以及有机硅改性热塑性酚醛树脂制备的难易程度，所述的R优选为氢、烷基或烷氧基。所述的n进一步优选为1～5的整数，所述的R进一步优选为氢、C₁～C₅烷基或C₁～C₅烷氧基。

所述的玻璃纤维的长度1-10mm，所述的剑麻纤维的长度为1-10mm，所述的玻璃纤维与剑麻纤维的重量比为1∶0.1～10。其中，玻璃纤维比例的增加有利于提高所述酚醛模塑料的弯曲强度和冲击强度，而剑麻纤维比例的增加有利于提高所述酚醛模塑料的韧性和绝缘性能。

本发明中的填充料优选为云母粉、碳酸钙、滑石粉和硅粉中的至少一种，所述的填充料加入到酚醛模塑料中起着骨架的作用，可以增加所述的酚醛模塑料的弯曲模量。

所述的脱模剂可以防止所述的酚醛模塑料粘结到模具表面，所述的脱模剂优选为硬脂酸、硬脂酸锌、糠醛、乙二醇和乙酸双硬脂酰胺中的至少一种，进一步优选为硬脂酸锌，此时对本发明的酚醛模塑料能够起到更好的脱模作用。