[发明专利]改性酚醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酚醛树脂制备技术领域，特别涉及改性酚醛树脂的制备方法。

背景技术

酚醛树脂是由苯酚或其同系物与醛类经缩合反应而制成的一类有机合成树脂。它作为三大树脂(环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂)之一,因具有良好的电绝缘性能、力学性能、耐烧蚀性能、耐腐蚀性能以及较高的耐热性和良好的耐水性,被广泛应用于电子电气、汽车制造和机械工业等方面。普通酚醛树脂自身的性质限制了其在很多领域的应用。比如其结构中紧密堆砌的亚甲基联接的刚性芳环,使酚醛树脂表现出很大的脆性；而存在容易氧化的酚羟基与亚甲基,降低了酚醛树脂的耐热性和耐氧化性。为了满足越来越高的性能需求,酚醛树脂的改性成为现今研究的一大热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供改性酚醛树脂的制备方法，该方法简单，易操作，制备出来的改性酚醛树脂综合性能优异。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

改性酚醛树脂的制备方法，包括以下制备步骤：

1)向反应器中加入酚，升温至60～70℃的，搅拌3～5min，再加入碱液，调节pH至8.5～9.0，继续加入甲醛和聚乙烯醇，升温至90～95℃，进行保温反应50～100min后，加入淀粉、三聚氰胺，进行保温反应60～90min，停止加热，冷却至室温，调节pH至中性，出料，得到缩合液；

2)将缩合液进行常压蒸馏脱水，至含水量为4～9wt％；

3)向步骤2)脱水后的缩合液加入聚四氟乙烯，搅拌60～100min，停止搅拌。

本发明所述酚和甲醛摩尔比为1:0.65～1.05。选择酚和醛的最佳配比，最大限度降低游离酚和游离甲醛量。

本发明所述碱液为质量浓度为1mol/L的NaOH溶液。NaOH溶液作为催化剂使用，加快反应，节省时间，降低成本。

本发明所述酚为摩尔比为1～3:2～4:3～5的双酚A、甲酚和间苯二酚的混合物。

本发明所述的聚乙烯醇加入量为酚的3～8wt％。加入的聚乙烯醇能够降低酚醛树脂脆性，提高韧性，同时也可提高初粘性和耐老化性。

本发明所述的淀粉的加入量为酚的2～6wt％，淀粉和三聚氰胺的质量比为2:1。在酚醛树脂合成过程中淀粉可能发生水解作用，生成各种糊精等，由于淀粉相对分子质量很大，溶解后粘度也很大，能有效提高酚醛树脂的粘性，同时淀粉分子链上的羟基、羟甲基以及因水解产生的醛基等可能参与酚醛树脂的合成反应，不仅提高了初粘性，而且粘接强度和储存稳定性也有提高。所述的三聚氰胺能有效地改进酚醛树脂的耐水性。

本发明所述的聚四氟乙烯的加入量为酚的3～9wt％。用聚四氟乙烯进行改性，能够提高树脂的耐高温性、耐老化性和抗氧化性。

本发明步骤3)所述的聚四氟乙烯为纳米级。

本发明的有益效果在于：

1、本发明在合成酚醛树脂过程中添加聚乙烯醇、淀粉、三聚氰胺，将合成缩合液后与聚四氟乙烯共混，可以大大提高酚醛树脂改性性能。

2、本发明调节pH值至8.5～9.0为最佳pH值，反应物在这个pH值范围内具有最佳的反应活性，能够显著提高反应速度，降低反应时间，降低生产耗能及生产成本。

3、本发明控制含水量为4～9wt％，水分减少，能够延长改性酚醛树脂的保存时间，同时能够防止酚醛树脂发霉，还能够提高改性酚醛树脂的综合性能。

4、本发明方法简单，易操作，可以显著降低产品制备周期。

5、通过本发明方法制备得到的改性酚醛树脂，粘性较高，耐老化性、耐水性、抗氧化性和耐高温性得到提高，显著改善酚醛树脂的脆性，提高韧性和强度。试验结果表明，本发明制备得到的改性酚醛树脂，游离甲醛小于0.08wt％，粘度19000～26000mp.s/20℃，保存时间大于1年，软化点180～205℃/SP，酸值小于18。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

1)向反应器中加入酚，升温至60℃的，搅拌3min，再加入碱液，调节pH至8.5，继续加入甲醛和聚乙烯醇，升温至95℃，进行保温反应50min后，加入淀粉、三聚氰胺，进行保温反应90min，停止加热，冷却至室温，调节pH至中性，出料，得到缩合液；

2)将缩合液进行常压蒸馏脱水，至含水量为9wt％；

3)向步骤2)脱水后的缩合液加入聚四氟乙烯，搅拌100min，停止搅拌。

所述酚和甲醛摩尔比为1:1.05。

所述碱液为质量浓度为1mol/L的NaOH溶液。