一种改性酚醛树脂及其制备方法、改性酚醛树脂板材技术

本发明专利技术属于高分子材料改性的技术领域，提供一种改性酚醛树脂及其制备方法、改性酚醛树脂板材，改性酚醛树脂采用包括以下各组分的原料反应制得：以各组分的总重量为100wt％计，20～30wt％硅钼改性剂，70～80wt％纳米蒙脱土‑酚醛树脂；所述硅钼改性剂采用包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，10～15wt％苯基三甲氧基硅烷，5～10wt％甲基三甲氧基硅烷，0.5～1wt％碱性催化剂碳酸钾，20～25wt％苯乙烯溶剂，10～15wt％水，35～50wt％钼的化合物。本发明专利技术能明显改善酚醛树脂的耐热性、耐腐蚀性和力学性能，同时保持较大的抗摩擦系数。

A Modified Phenolic Resin and Its Preparation Method and Modified Phenolic Resin Sheet

The invention belongs to the technical field of polymer material modification, and provides a modified phenolic resin, its preparation method and modified phenolic resin sheet. The modified phenolic resin is prepared by reaction of raw materials including the following components: the total weight of each component is 100 wt%, the silicon molybdenum modifier is 20-30 wt%, and the nano-montmorillonite-phenolic resin is 70-80 wt%. Compounds of molybdenum containing 10-15wt% phenyltrimethoxysilane, 5-10wt% methyltrimethoxysilane, 0.5-1wt% potassium carbonate as basic catalyst, 20-25wt% styrene solvent, 10-15wt% water and 35-50wt% molybdenum were prepared from the reaction raw materials with the total weight of 100wt%. The invention can significantly improve the heat resistance, corrosion resistance and mechanical properties of phenolic resin, while maintaining a larger friction coefficient.

【技术实现步骤摘要】
一种改性酚醛树脂及其制备方法、改性酚醛树脂板材
本专利技术属于高分子材料改性的
，尤其涉及一种改性酚醛树脂及其制备方法、防酸腐蚀-耐高温磨蚀的改性酚醛树脂板材。
技术介绍
利用准格尔煤田“高铝、富镓”优势，采用循环流化床粉煤灰“一步酸溶法”提取冶金级氧化铝工艺的技术已经有报道。在“一步酸溶法”的工艺阶段，部分工况条件较为苛刻：如高流速的液固双相体工况(如罐体内部挡板等)、含酸的液固双相工况(如沉降分离槽体)、含酸的高温高压工况(如溶出后槽)等。这些工况不但含有腐蚀性的酸性物质、同时还具有固相(SiO2、粉煤灰渣)、液相(氯化铝溶液)、气相(高温水蒸气及挥发性HCl)等多相介质共存的特征，致使与工况条件直接接触的设备板材及内衬防腐材料，会受到物理冲蚀、高温化学腐蚀及磨损的现象明显。目前，中试设备中的板材及内衬防腐材料大多采用酚醛树脂基的玻璃钢材料。酚醛树脂由于具有耐热性较好、力学强度高、热性能稳定等优点，应用比较广泛。但是，“一步酸溶法”苛刻的工况条件对高性能酚醛树脂提出了新的要求，如，抗较高温度下的物理冲蚀及磨蚀，耐较高温度下的化学腐蚀等。如何使酚醛树脂板材能明显改善其耐热性、耐腐蚀性和力学性能，保持较大的抗摩擦系数，对于满足“一步酸溶法”的工况要求具有深远的影响和意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有酚醛树脂板材性能不能满足要求的问题，提供一种改性酚醛树脂及其制备方法、防酸腐蚀-耐高温磨蚀的改性酚醛树脂板材，所制得的改性酚醛树脂板材能明显改善酚醛树脂的耐热性、耐腐蚀性和力学性能，同时保持较大的抗摩擦系数。为了实现上述目的，本专利技术提供一种改性酚醛树脂，采用包括以下各组分的原料反应制得：以各组分的总重量为100wt％计，硅钼改性剂20～30wt％，纳米蒙脱土-酚醛树脂70～80wt％；其中，所述硅钼改性剂采用包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，根据本专利技术提供的改性酚醛树脂，优选地，所述钼的化合物选自硫化钼和/或氯化钼。更优选地，所述钼的化合物为粒径小于等于70μm的粉末，进一步优选为粒径30～70μm的粉末。根据本专利技术提供的改性酚醛树脂，优选地，所述纳米蒙脱土-酚醛树脂采用包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，甲醛30～60wt％，苯酚15～30wt％，纳米蒙脱土20～40wt％。本专利技术的另一个目的在于，提供一种如上所述的改性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：1)按比例将苯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、碱性催化剂碳酸钾和苯乙烯溶剂以及水接触进行反应，再在反应体系中加入钼的化合物搅拌混合，即得硅钼改性剂；2)按比例将所得硅钼改性剂和所述纳米蒙脱土-酚醛树脂搅拌混合，再在140～160℃温度下固化，得到所述的改性酚醛树脂。根据本专利技术提供的制备方法，优选地，步骤2)中，所述纳米蒙脱土-酚醛树脂由包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，甲醛30～60wt％，苯酚15～30wt％，纳米蒙脱土20～40wt％；所述纳米蒙脱土-酚醛树脂的制备过程包括：按比例将甲醛、苯酚和纳米蒙脱土搅拌混合，优选搅拌时间为0.5～1h；通过氨水调节反应体系的pH值为7～8，升温至80～95℃进行反应，优选反应时间为1.5～2h；再减压脱水后制得纳米蒙脱土-酚醛树脂溶液。更优选地，所述减压脱水的工艺条件包括：温度为75～80℃，真空度为5～8Kpa。根据本专利技术提供的制备方法，优选地，步骤1)中，所述反应在加热条件下进行，反应温度为75～90℃，加热回流时间为12～24h；在反应体系中加入钼的化合物后，搅拌混合时间为1～2h。优选地，步骤2)中，搅拌混合的时间为0.5～1h，固化的时间为2～3h。本专利技术的另一个目的在于，还提供一种防酸腐蚀-耐高温磨蚀的改性酚醛树脂板材，以改性酚醛树脂为原材经过热压成型工艺制得；所述改性酚醛树脂为如上所述的的改性酚醛树脂，或者如上所述的制备方法制得的改性酚醛树脂。根据本专利技术提供的改性酚醛树脂板材，优选地，所述热压成型工艺包括热压过程和热处理过程；更优选地，所述热压过程的温度为150～160℃，压力为20～25MPa，时间为15～20分钟；更优选地，所述热处理过程的温度为150～165℃，时间为3～4小时。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果在于：(1)本专利技术采用含甲基或苯基的有机硅作为改性剂成分，增加了主体结构的分解温度，同时使改性后的酚醛树脂固化后的交联度上升，这能明显改善酚醛树脂的耐热性、耐腐蚀性和力学性能；(2)本专利技术采用钼的化合物材料作为改性剂成分，能使酚醛树脂材料的耐冲蚀及磨蚀的能力提高，保持较大的抗摩擦系数，同时具有较高的耐热性；(3)本专利技术采用纳米厚度的硅酸盐片的蒙脱土，其基本结构单元是由一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间，并靠共用氧原子而形成的层状结构；苯酚与甲醛在聚合反应时加入纳米蒙脱土，使反应生成聚合物的同时也发生了插层聚合，即苯酚单体可以进入纳米蒙脱土的硅酸盐片层之间，从而使硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合，提高酚醛树脂材料的抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及液相阻隔性能等，从而起到增强其综合物理性能及改善其物料的加工性能。附图说明图1为对比例1-3和实施例1-3的酚醛树脂板材所对应鼓泡失效的时间曲线图。图2为实施例1的改性酚醛树脂板材挂片的扫描图片(挂片测试前)。图3为实施例1的改性酚醛树脂板材挂片的扫描图片(挂片测试后)。上述图1中：对比例1、2、3和实施例1、2、3分别对应图1中的曲线1、2、3、4、5、6。具体实施方式为了能够详细地理解本专利技术的技术特征和内容，下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然实施例中描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。在本专利技术的一种示例中，所述改性酚醛树脂采用包括以下各组分的原料反应制得：以各组分的总重量为100wt％计，硅钼改性剂20～30wt％，例如，22wt％、25wt％、28wt％；纳米蒙脱土-酚醛树脂70～80wt％；例如，72wt％、75wt％、78wt％；其中，所述硅钼改性剂采用包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，苯基三甲氧基硅烷10～15wt％，例如，12wt％、13wt％、14wt％；甲基三甲氧基硅烷5～10wt％，例如，6wt％、7wt％、8wt％；碱性催化剂碳酸钾0.5～1wt％，例如，0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％；苯乙烯溶剂20～25wt％，例如，22wt％、23wt％、24wt％；水10～15wt％，例如，12wt％、13wt％、14wt％；钼的化合物35～50wt％；例如，38wt％、40wt％、42wt％、45wt％、48wt％。根据本专利技术提供的改性酚醛树脂，优选地，所述钼的化合物选自硫化钼和/或氯化钼。更优选地，所述钼的化合物为粒径小于等于70的粉末；进一步优选为30～70μm的粉末，例如，35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm。选择该尺寸的钼化物，可以充分地改性酚醛树脂，提高其耐磨、耐热性。根据本专利技术提供的改性酚醛树脂，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性酚醛树脂，其特征在于，采用包括以下各组分的原料反应制得：以各组分的总重量为100wt％计，硅钼改性剂                         20～30wt％，纳米蒙脱土‑酚醛树脂                70～80wt％；其中，所述硅钼改性剂采用包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，

【技术特征摘要】
1.一种改性酚醛树脂，其特征在于，采用包括以下各组分的原料反应制得：以各组分的总重量为100wt％计，硅钼改性剂20～30wt％，纳米蒙脱土-酚醛树脂70～80wt％；其中，所述硅钼改性剂采用包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，2.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂，其特征在于，所述钼的化合物选自硫化钼和/或氯化钼。3.根据权利要求2所述的改性酚醛树脂，其特征在于，所述钼的化合物为粒径小于等于70μm的粉末，优选为粒径30～70μm的粉末。4.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂，其特征在于，所述纳米蒙脱土-酚醛树脂采用包括如下重量百分比的各反应原料制备得到：以各反应原料的总重量为100wt％计，甲醛30～60wt％，苯酚15～30wt％，纳米蒙脱土20～40wt％。5.一种如权利要求1-4中任一项所述的改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按比例将苯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、碱性催化剂碳酸钾和苯乙烯溶剂以及水接触进行反应，再在反应体系中加入钼的化合物搅拌混合，即得硅钼改性剂；2)按比例将所得硅钼改性剂和所述纳米蒙脱土-酚醛树脂搅拌混合，再在140～160℃温度下固化，得到所述的改性酚醛树脂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述纳米蒙脱土-酚醛树脂由包括如下重量百分比的各反应原料制备得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭昭华，赵宇航，高莹，王永旺，李超，赵飞燕，郭志峰，徐靓，张玮琦，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华准能资源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11