[发明专利]一种改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及酚醛树脂领域，且公开了一种改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料，戊二酸中的羧基与纳米氧化铝中的铝离子发生螯合配位，使戊二酸与纳米氧化铝之间以羧酸盐的形式桥接，得到戊二酸改性纳米氧化铝，戊二酸改性纳米氧化铝中的羧基再与羟甲基酚醛树脂的羟甲基发生酯化反应，得到戊二酸改性纳米氧化铝接枝甲基酚醛树脂，使酚醛树脂的分子排列结构得到稳定，增强其机械强度，通过交联反应而形成三维交联结构，得到改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料，可以使树脂不会产生大的团聚体，使其在表面均匀分布，从而保持较好的完整性和具有较好的稳定结构，使拉伸强度增大。

技术领域

本发明涉及酚醛树脂领域，具体为一种改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料及制备方法。

背景技术

伴随着社会的发展，人们对于日用品及交通的需求不断增加，材料的需求量也不断上升，资源的短缺已成为全球性问题，我们需要不断探索新的材料，研究出更好的耐持久性，其中纯有机合成的树脂具有良好的化学介质稳定性、耐热性，其金属基材有很好的粘接强度，对材料的表面防护涂层具有良好的作用，使研究者对其进行广泛研究。

其中涂层主要包含有机涂层、无机涂层等，在有机涂层领域中，酚醛树脂作为代表者之一，其优点在于具有良好的耐热性，其喷涂工艺简单，涂层的成型的温度在特殊环境条件下很低，对基材也有较好的粘接强度，但是酚醛树脂的耐热性不太稳定，在涂层上也比较脆，在涂层表面还容易出现气孔等，使传统的酚醛树脂在实际应用中受到了很大的限制。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料及制备方法，解决了酚醛树脂耐热性不稳定、韧性较差等问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料，所述改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入苯酚和甲醛的水溶液，搅拌均匀后放入油浴锅中，加热至60-70℃，以氢氧化钠作为催化剂，加热至80-110℃，反应40-80min，离心分离、使用蒸馏水洗涤，得到羟甲基酚醛树脂；

(2)向乙醇溶剂中加入纳米氧化铝和戊二酸，超声分散，搅拌反应36-72h，过滤并洗涤，得到戊二酸改性纳米氧化铝；

(3)将戊二酸改性纳米氧化铝和羟甲基酚醛树脂加入到N,N-二甲基甲酰胺溶剂，放入油浴锅中加热至100-150℃，恒温反应1-3h，真空干燥并洗涤产物，得到戊二酸改性纳米氧化铝接枝甲基酚醛树脂；

(4)将戊二酸改性纳米氧化铝接枝甲基酚醛树脂加入双螺杆挤出机中，干燥后并放入单螺杆纺丝机熔融中，得到戊二酸改性纳米氧化铝接枝甲基酚醛树脂纤维原丝；

(5)向甲醛和盐酸溶液中加入戊二酸改性纳米氧化铝接枝甲基酚醛树脂纤维原丝，加热至80-100℃进行恒温反应，中和并洗涤，得到改性氧化铝接枝酚醛树脂纤维复合材料。

优选的，所述步骤(1)中的苯酚、甲醛和氢氧化钠质量比为100:50-60:3-6。

优选的，所述步骤(1)中的油浴锅包括浴锅，浴锅活动连接有温度传感器，温度传感器固定连接有反应容器，反应容器下方设置有转动器，转动器下方设置有内胆，内胆下方固定连接有加热片，加热片下方设置有调节箱，调节箱表面设置有温度调节按钮，温度调节按钮右边设置有转动调节按钮。

优选的，所述步骤(2)中的纳米氧化铝和戊二酸的质量比为10:60-180。

优选的，所述步骤(3)中的戊二酸改性纳米氧化铝和羟甲基酚醛树脂的质量比为3-7:100。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下实验原理和有益技术效果：