一种腰果酚醛树脂的制备方法和应用技术

本发明专利技术属于合成树脂技术领域，公开了一种腰果酚醛树脂的制备方法和应用。该制备方法，包括以下步骤：(1)将腰果酚、醛类物质和催化剂混合，进行聚合反应，得到预聚物；(2)将步骤(1)得到的预聚物脱水，然后加入含亚甲基的胺类化合物，搅拌至形成固体，升温，冷却，制得腰果酚醛树脂；催化剂为次磷酸、亚磷酸或复合酸中的一种；复合酸为磷酸和亚硫酸的组合，磷酸和草酸的组合，或次磷酸铵和硫酸的组合。本发明专利技术通过对反应步骤的控制以及催化剂的选择，能够制备出黄色腰果酚醛树脂，其耐高温性能优异，机械强度大，具有良好的耐磨损性能。将其作为摩擦粉制备的刹车片，耐磨损，耐高温，使用寿命长。长。长。

【技术实现步骤摘要】
一种腰果酚醛树脂的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于合成树脂
，具体涉及一种腰果酚醛树脂的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着国内外汽车行业的快速发展，对摩擦材料的需求也不断增多。腰果壳油摩擦粉，因为能够在动力传递或制动过程中提供适宜而稳定的摩擦系数，是不可缺少的摩擦材料之一。常用的腰果壳油摩擦粉主要是由脱羧后的腰果壳油(或者蒸馏后的底油)和一定量的六次亚甲基四胺、甲醛或者糠醛通过酚醛反应聚合而成。这些腰果壳油摩擦粉都有各自的特点。通过六次亚甲基四胺或甲醛固化合成的棕色腰果壳油摩擦粉(俗称棕色摩擦粉)具有成本低廉，制动噪音低，对偶面磨损(腐蚀)较小等优点；但棕色腰果壳油摩擦粉普遍耐高温性能和机械强度较差。而通过糠醛固化合成的黑色腰果壳油摩擦粉(俗称黑色摩擦粉)具有耐磨损，耐高温，机械强度高等优点，但其对偶面磨损(腐蚀)较大，工艺合成的成本较高。
[0003]因此，亟需提供一种腰果壳油摩擦粉，具有耐高温性，且机械强度高，对偶面磨损小。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种腰果酚醛树脂的制备方法，制备得到的腰果酚醛树脂作为摩擦粉，具有耐高温性，且机械强度高，对偶面磨损小。
[0005]本专利技术提供了一种腰果酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)将腰果酚、醛类物质和催化剂混合，进行聚合反应，得到预聚物；
[0007](2)将步骤(1)得到的所述预聚物脱水，然后加入含亚甲基的胺类化合物，搅拌至形成固体，升温，冷却，制得所述腰果酚醛树脂；
[0008]所述催化剂为次磷酸、亚磷酸或复合酸中的一种；所述复合酸为磷酸和亚硫酸的组合，磷酸和草酸的组合，或次磷酸铵和硫酸的组合。
[0009]本专利技术通过对催化剂的选择，提高了腰果酚醛树脂的耐高温性能、机械强度以及耐磨损性能。
[0010]单独使用催化剂次磷酸或亚磷酸制备腰果酚醛树脂时，次磷酸和亚磷酸都具有还原性，可以避免腰果酚的酚羟基被氧化，使最终成品的颜色为黄色，并且可以降低对偶面的锈蚀磨损；同时次磷酸和亚磷酸在高温时也可以自聚为聚偏磷酸，并形成一层保护膜，阻止有机物进一步分解，提高耐热性能。
[0011]使用亚硫酸和磷酸的复合催化剂时，亚硫酸在整个聚合反应过程中可以使腰果酚的酚羟基避免被氧化，使最终成品的颜色为黄色；磷酸在高温时可以自聚为聚偏磷酸，并形成一层保护膜，阻止有机物进一步分解，提高耐热性能。当使用亚硫酸和磷酸时，亚硫酸具有还原性，可以降低对偶面的锈蚀磨损；而磷酸能够提高耐热性能。
[0012]使用磷酸和草酸的复合催化剂时，其中磷酸可以提高耐高温性能；草酸具有还原
性，可以使最终产品的颜色为黄色以及可以降低对偶面的磨损。
[0013]使用次磷酸铵和硫酸的复合催化剂时，次磷酸铵具有还原性，可以使最终产品的颜色为黄色，可以提高耐高温性能，并且可以降低对偶面的磨损；硫酸可以提供酸性，催化酚醛树脂的反应。
[0014]优选的，所述含亚甲基的胺类化合物为六次亚甲基四胺。
[0015]优选的，所述醛类物质为多聚甲醛或甲醛。
[0016]优选的，步骤(1)中所述腰果酚的质量纯度大于88％；进一步优选的，步骤(1)中所述腰果酚的质量纯度大于96％。使用高纯度腰果酚合成腰果酚醛树脂，将其作为摩擦粉时，摩擦粉具有更低的灰分含量(≤0.5％)和更高柔韧性。低灰分(无机盐)含量可以降低摩擦粉的高温降解能力，提高耐高温性能；而更高的柔韧性可以使得摩擦粉具有更优异的回弹性，可以降低刹车片制动过程中产生的噪音。
[0017]优选的，步骤(1)中，所述腰果酚由腰果壳油经过高温脱羧，提纯后制得。
[0018]优选的，步骤(1)中，所述预聚物的分子量为500～8000；进一步优选的，步骤(1)中，所述预聚物的分子量为900～6000。
[0019]优选的，步骤(1)中，所述聚合反应的温度为50～130℃；进一步优选的，步骤(1)中，所述聚合反应的温度为60～120℃。
[0020]优选的，步骤(2)中，所述脱水的温度为100～180℃；进一步优选的，步骤(2)中，所述脱水的温度为100～170℃。
[0021]优选的，步骤(2)中，所述搅拌在100～180℃的温度下进行；进一步优选的，步骤(2)中，所述搅拌在100～170℃的温度下进行。
[0022]优选的，步骤(2)中，所述升温过程为升温至150～230℃，并保持1～4小时；优选的，步骤(2)中，所述升温过程为升温至170～210℃，并保持2～4小时。
[0023]具体的，一种腰果酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0024](1)将纯度大于88％的腰果酚和甲醛类物质和催化剂混合，于50～130℃下聚合反应，得到分子量为500～8000的预聚物；
[0025](2)将步骤(1)得到的所述预聚物在100～180℃下高温脱水，然后加入六次亚甲基四胺，搅拌至形成固体，升温至150～230℃，并保持1～4小时，冷却，制得所述腰果酚醛树脂。
[0026]一种腰果酚醛树脂，由上述制备方法制得，所述腰果酚醛树脂为黄色，370℃下挥发分为18～25％。
[0027]本专利技术还提供了一种腰果酚醛树脂的应用。
[0028]将所述腰果酚醛树脂作为摩擦粉的应用。
[0029]一种摩擦粉，包括所述腰果酚醛树脂。
[0030]一种刹车片，包括所述腰果酚醛树脂。
[0031]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0032]本专利技术提供的腰果酚醛树脂的制备方法，采用腰果酚和醛类物质先制得预聚物，再与含亚甲基的胺类化合物反应，通过对反应步骤的控制以及催化剂的选择，能够制备出黄色腰果酚醛树脂，其耐高温性能优异，机械强度大，具有良好的耐磨损性能。将其作为摩擦粉制备的刹车片，耐磨损，耐高温，使用寿命长。
附图说明
[0033]图1为实施例1制得的腰果酚醛树脂与其他常见腰果酚醛树脂的外观图；
[0034]图2为实施例1制得的腰果酚醛树脂的热重分析图。
具体实施方式
[0035]为了让本领域技术人员更加清楚明白本专利技术所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本专利技术要求的保护范围不构成限制作用。
[0036]以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0037]实施例1
[0038]一种腰果酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0039]将300g高纯度(＞96％)腰果酚和(4.5g)复合催化剂(磷酸：亚硫酸＝2：1)加入到三口烧瓶中，搅拌10分钟，设置冷凝回流装置，且需要通氮气保护；加入16g的37％液体甲醛，加热升温至70～100℃；之后每隔30分钟加16g的37％液体甲醛。前后共加入64g 37％液体甲醛。维持物料温度在70～10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腰果酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将腰果酚、醛类物质和催化剂混合，进行聚合反应，得到预聚物；(2)将步骤(1)得到的所述预聚物脱水，然后加入含亚甲基的胺类化合物，搅拌至形成固体，升温，冷却，制得所述腰果酚醛树脂；所述催化剂为次磷酸、亚磷酸或复合酸中的一种；所述复合酸为磷酸和亚硫酸的组合，磷酸和草酸的组合，或次磷酸铵和硫酸的组合。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述腰果酚的质量纯度大于88％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含亚甲基的胺类化合物为六次亚甲基四胺；所述醛类物质为多聚甲醛或甲醛。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚合反应的温度为50～130℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁华海，杨世芳，
申请(专利权)人：卡德莱化工珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：