[发明专利]阻燃型酚醛树脂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种阻燃型酚醛树脂及其制备方法和用途，其中阻燃型酚醛树脂，它由酚类化合物和甲醛在酸性催化剂作用下缩聚反应后经由三聚氰胺改性制得的热塑性树脂，所述酚类化合物如式(1)所示，式中的R为H、CH₃或CF₃，n＝1‑10。本申请提供的阻燃型酚醛树脂用于酚醛模塑料具有良好的耐热性以及力学性能。

技术领域

本发明涉及酚醛树脂技术领域，特别是涉及一种阻燃型酚醛树脂及其制备方法和用途。

背景技术

用于制造线圈骨架酚醛模塑料不仅需要具有优良的耐浸锡性能，而且还需要具备良好的阻燃性能。传统的酚醛模塑料大多是以酚醛树脂为基质，添加固化剂、固化促进剂、填料以及阻燃剂等辅料，通过捏合、塑炼制得。如CN104725767A公开了一种阻燃耐浸锡的酚醛模塑料，其原料包括酚醛树脂、填料、固化剂、固化促进剂、阻燃剂等。如106751436A公布了一种薄壁结构的酚醛树脂模塑料，其原料包括：热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂、固化剂、固化促进剂、脱模剂、阻燃剂等。以上酚醛模塑料中，其阻燃剂均是与树脂物理混合，虽然具有一定的阻燃效果，但会降低模塑料的力学性能。

发明内容

本发明公开了一种阻燃型酚醛树脂，以解决传统模塑料通过物理添加阻燃剂存在降低力学性能的问题。

一种阻燃型酚醛树脂，它由酚类化合物和甲醛在酸性催化剂作用下缩聚反应后经由三聚氰胺改性制得的热塑性树脂，所述酚类化合物如式(1)所示：

R为H、CH₃或CF₃，n＝1-10。

本申请所用的如式(1)所示的酚类化合物具有一定的阻燃和耐热性能，而三聚氰氨中含有能阻燃的N元素，如式(1)所示的酚类化合物能与含三嗪环结构的三聚氰胺进行原位聚合反应，起到协同作用，使得到的阻燃型酚醛树脂具有良好的阻燃和耐热性能。

本申请还提供一种阻燃型酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：在酸性催化剂作用下，结构如式(1)所示的酚类化合物和甲醛发生缩聚反应，反应完成后，调节反应液的pH值为6-7，加入甲醛和三聚氰胺继续反应，制得三聚氰胺改性的酚醛树脂。

本申请阻燃型酚醛树脂的合成机理如下：

第一阶段：酸性条件下，结构如式(1)所示的酚类化合物经甲醛活化，形成带有羟甲基结构的酚醛树脂；

第二阶段：在接近中性条件下，控制三聚氰氨和甲醛的配比，使得三聚氰胺不会发生自缩聚反应，而是发生羟甲基化，羟甲基化的三聚氰胺与羟甲基化的酚醛树脂在一定条件下发生加成和缩合反应，形三嗪环改性酚醛树脂。

第一阶段，即如结构如式(1)所示的酚类化合物和甲醛发生缩聚反应的过程中，酚类化合物中的酚羟基处于过量状态，使得第一阶段反应生成的酚醛树脂的平均分子量较为均匀，有助于提高最后生成的阻燃型酚醛树脂的强度。

整个制备过程中，需将甲醛分为两部分加入，第一阶段加入的甲醛是让酚类化合物形成羟甲基化，具有反应活性；第二阶段加入甲醛目的是让甲醛先和三聚氰胺反应，因为PH为接近中性时，三聚氰胺优先和甲醛反应。

第一阶段中，在调节反应体系的pH值时，可以选择草酸。例如质量浓度为99％的草酸。

可选的，所述三聚氰胺的重量为酚类化合物重量的10％-30％；两个阶段的反应温度为100-105℃，第一阶段的反应时间为1-2h，第二阶段的反应时间为3-4h。

结构如式(1)所示的酚类化合物和甲醛的反应温度太高，反应会激烈进行，致使二者反应不完全；如果反应温度太低，会需要较长反应时间，选择反应温度为100-105℃较为合适。在此反应温度下，第一阶段为1-2h较为合适，第二阶段为3-4h较为合适。