[发明专利]一种二甲苯改性酚醛树脂及其制备切水板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及酚醛树脂技术领域，尤其涉及一种二甲苯改性酚醛树脂及其制备切水板的方法。

背景技术

由于酚醛树脂中的酚羟基是一个强极性基团，易吸水，而导致制品在高温潮湿条件使用时的机械强度大为下降。难以满足现代工业对材料在高温潮湿条件下的使用要求。因此对酚醛树脂提出了提高耐热性和高温潮湿条件下高性能化的要求。

通常在酚醛树脂中引入二甲苯甲醛树脂结构单元(称二甲苯改性酚醛树脂，或称酚改性二甲苯甲醛树脂)以改善酚醛树脂的耐高温潮湿性能等。二甲苯改性酚醛树脂是将二甲苯在酸性催化剂作用下，与甲醛合成二甲苯甲醛树脂，再与苯酚，甲醛反应形成一种热固性树脂。将二甲苯环的疏水性结构引进酚醛树脂的分子结构中，一方面使得酚醛树脂中酚羟基含量减少，另一方面使得酚醛树脂结构中的酚羟基受到二甲苯的分割和包围，大大提高了耐水性和耐碱性，同时机械强度也大为提高。二甲苯改性酚醛树脂可与木粉、棉纤维、玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维、碳纤维等复合制备复合材料，可在高热潮湿环境条件下使用。但二甲苯改性的酚醛树脂固化温度高，固化速度慢，固化时间长，使其应用受到很大限制；因此制备一种固化速度快的二甲苯改性酚醛树脂是十分必要的。

现有技术中公开了一种高分子量热塑性二甲苯甲醛树脂制备方法及其应用，该树脂几乎不含氧，是一种固体，可与木粉、棉纤维、玻璃纤维、碳纤维以及各种助剂复合制备复合材料，但制备工艺复杂、苛刻。现有技术中还公开了二甲苯甲醛树脂、苯酚、甲醛在草酸催化条件下制备酚改性二甲苯甲醛树脂的方法，但所获酚改性二甲苯甲醛树脂的固化温度高，固化时间长，其应用受到限制。到目前为止，将二甲苯改性的酚醛树脂与纤维复合所制备的复合材料并未用做精轧机的切水板。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种二甲苯改性酚醛树脂，该二甲苯改性酚醛树脂具有固化温度低、固化速度快和固化时间短的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种二甲苯改性酚醛树脂，按质量份计，包括以下组分：

例如，苯酚的质量份可以为50份、60份、70份、80份、90份、100份，双酚A的质量份可以为0份、5份、10份、15份、20份、25份、30份，多聚甲醛的质量份可以为10份、20份、30份、40份、50份，催化剂的质量份可以为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份，去离子水的质量份可以为10份、12份、14份、16份、18份、20份。

一种包含上述二甲苯改性酚醛树脂的二甲苯改性酚醛树脂浸渍溶液，按质量份计，包含以下组分：

乌洛托品化学名称1,3,5,7-四氮杂三环[3.3.1.1]癸烷，中文别名为六亚甲基四胺、四氮六甲环、六胺、胺仿、六次甲基四胺。

优选的，溶剂为苯、甲苯、甲醇、乙醇、丁酮和甲基异丁基酮中一种或至少两种的混合物，摩擦改性剂为石墨、二硫化钼、三氧化二铝、氧化锆、碳化硅、氧化镁、氧化钙中一种或至少两种的混合物。

优选的，溶剂为甲苯和甲基异丁基酮的组合物。

优选的，催化剂为盐酸、草酸、对甲苯磺酸或一种或至少两种的混合物。

本发明另一方面提供一种使用上述二甲苯改性酚醛树脂制备切水板的方法，使用该制备方法制备的切水板具有优异的耐高温潮湿性能和耐摩擦磨损性能。

一种使用上述二甲苯改性酚醛树脂制备切水板的方法，包括以下步骤：

(1)按质量份计，将二甲苯改性酚醛树脂100份、溶剂40～60份、乌洛托品14份、摩擦改性剂8～20份充分混合均匀制得二甲苯改性酚醛树脂浸渍溶液；

(2)将二甲苯改性酚醛树脂浸渍溶液预浸纤维布，经干燥设备烘干得预浸料；

(3)将预浸料裁剪后布置于两块钢板之间，在热压机两电机板间加热、加压使预浸料固化，然后冷却、脱模、加工热处理、机加工得到二甲苯改性酚醛树脂基复合材料切水板。

例如，溶剂的质量份可以为40份、45份、50份、55份、60份，摩擦改性剂可以为8份、12份、16份、20份。

优选的，制备二甲苯改性酚醛树脂的方法如下：

a.将加热融化的二甲苯甲醛树脂100份、熔化的苯酚50～100份、双酚A0～30份和去离子水10～20份加入反应釜中，加入催化剂0.1～3份的一半量，并缓慢加热至沸腾回流，然后在130～150℃下保持3～5小时；

b.降温，加入多聚甲醛10～50份，再加入剩余另一半量的催化剂，升温至130～150℃，保温1～3小时；