一种高弯曲强度的酚醛模塑料及其制备方法技术

本申请涉及酚醛模塑料技术领域，具体公开了一种高弯曲强度的酚醛模塑料及其制备方法。高弯曲强度的酚醛模塑料包括如下重量份数的组分：酚醛树脂15‑30份；矿物填料20‑40份；偶联剂1‑2份；增塑剂1‑3份；润滑剂1‑2份；固化剂3‑8份；固化促进剂0.2‑0.4份；碳化硅改性聚丙烯腈纤维10‑20份；碳化硅改性聚丙烯腈纤维的制备步骤为：将聚丙烯腈纤维、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠球磨，得到混合料；将混合料超声处理后，熔融挤出，造粒，得到母料；将母料喷丝，得到碳化硅改性聚丙烯腈纤维。本申请的高弯曲强度的酚醛模塑料具有较好的韧性和较高的弯曲强度，具有优秀的车铣加工性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高弯曲强度的酚醛模塑料及其制备方法
本申请涉及酚醛模塑料的
，更具体地说，它涉及一种高弯曲强度的酚醛模塑料及其制备方法。
技术介绍
酚醛模塑料是三大热固性塑料之一，具有机械强度高、耐热性好、耐油性以及耐化学性等优点，且成本较低，用途广泛，特别适用于家用器具、电器配件以及机械配件等领域。酚醛模塑料一般是以酚醛树脂为粘合剂，木粉和矿物为填料，玻璃纤维等作为增强纤维，加上固化剂和促进剂而制得。但是，由于酚醛树脂固化交联后，脆性很大，当用于机械配件时，使用中经常会牵涉到尺寸变化和结构变化，容易产生脆性碎裂，并且当需要车铣加工时，会产生崩裂的缺口，无法满足机械工件的要求。因此，研究出一种原料易得、容易加工，且能够满足车铣加工的高韧性、高弯曲强度的酚醛模塑料具有十分重要的意义。
技术实现思路
为了提高酚醛模塑料的韧性和弯曲强度，降低酚醛模塑料的脆性，使酚醛模塑料具有较好的车铣加工性能，本申请提供一种高弯曲强度的酚醛模塑料及其制备方法。第一方面，本申请提供一种高弯曲强度的酚醛模塑料，采用如下的技术方案：一种高弯曲强度的酚醛模塑料，按重量分数计算，包括如下组分：酚醛树脂15-30份；矿物填料20-40份；偶联剂1-2份；增塑剂1-3份；润滑剂1-2份；固化剂3-8份；固化促进剂0.2-0.4份；碳化硅改性聚丙烯腈纤维10-20份；所述碳化硅改性聚丙烯腈纤维的制备步骤为：a，将聚丙烯腈纤维、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠球磨，得到混合料；b，将混合料超声处理后，熔融挤出，造粒，得到母料；c，将母料喷丝，得到碳化硅改性聚丙烯腈纤维。通过采用上述技术方案，通过碳化硅对聚丙烯腈纤维改性，结合了碳化硅和聚丙烯腈纤维二者的物化性质，使聚丙烯腈纤维在具有较好的弹性和较高的回弹率的基础上，提高了聚丙烯腈纤维的抗拉等力学强度，从而使碳化硅改性聚丙烯腈纤维具有更好的力学强度，应用于酚醛模塑料中，大大提高了制得的酚醛模塑料的弯曲强度和抗冲击性能，提高了酚醛模塑料的车铣加工性能。其中，十二烷基硫酸钠可以提高碳化硅在聚丙烯腈纤维中的分散性和粘结性，使碳化硅充分分散并附着在聚丙烯腈纤维表面，提高碳化硅改性聚丙烯腈纤维力学性能的均一性，而聚乙烯吡咯烷酮具有高分散性和亲水性，既能提高碳化硅在聚丙烯腈纤维中的分散均匀性，又能提高碳化硅改性聚丙烯腈纤维的亲水亲油性能，是碳化硅改性聚丙烯腈纤维可以较好的与其他原料混合，提高碳化硅改性聚丙烯腈纤维的分散性，从而使制得的酚醛模塑料具有更好的弯曲强度等力学性能。优选的，步骤a中，聚丙烯腈纤维为异形聚丙烯腈纤维。通过采用上述技术方案，异形聚丙烯腈纤维相对于普通圆形聚丙烯腈纤维而言，具有更好的弯曲强度，同时，异形聚丙烯腈纤维更容易与其他原料之间连接，提高酚醛模塑料内部界面强度，进而提高酚醛模塑料的弯曲强度等力学性能。优选的，步骤a中，聚丙烯腈纤维、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠的重量比为1:(0.05-0.1):(0.2-0.3):(3-5)。通过采用上述技术方案，当聚丙烯腈纤维、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠在上述比例配合使用时，制备出的碳化硅改性聚丙烯腈纤维具有更好的性能，可明显提高酚醛模塑料的弯曲强度。优选的，所述酚醛树脂由热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂按重量比1:(0.6-0.8)混合组成。通过采用上述技术方案，将具有低弹性模量的热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂混合使用，有效调节了酚醛树脂的脆性，进而提高了酚醛模塑料的弯曲强度。优选的，所述高弯曲强度的酚醛模塑料还包括3-5份橡胶填料。通过采用上述技术方案，橡胶填料在受到挤压时，自身会发生形变，具有“让位”效果，可明显降低酚醛模塑料的脆性，提高酚醛模塑料的弯曲强度。当挤压消失时，橡胶填料又重新恢复形变，将空出来的缝隙填充，从而提高了橡胶填料的抗冲击等力学性能。优选的，所述橡胶填料由丁腈橡胶和聚酰胺弹性体按重量比1:(0.6-0.8)混合组成。通过采用上述技术方案，丁腈橡胶和聚酰胺弹性体在上述范围内混合组成橡胶填料时，可明显提高制得的酚醛模塑料的弯曲强度，降低材料的脆性。优选的，所述固化剂采用六次甲基四胺、三乙胺、三羟甲基三聚氰胺、多聚甲醛中的一种或多种。通过采用上述技术方案，当固化剂选用上述组分时，可明显增进固化反应速度，促进混合机体固化成型，同时，还可较明显的提高制得的酚醛模塑料的弯曲强度等力学性能。优选的，所述固化促进剂采用氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的一种或多种。通过采用上述技术方案，当固化促进剂选用上述组分时，可对机体固话产生较明显的促进作用，是酚醛模塑料的固化更加充分，继而提高制得的酚醛模塑料的弯曲强度等力学性能。第二方面，本申请提供一种高弯曲强度的酚醛模塑料的制备方法，采用如下的技术方案：一种高弯曲强度的酚醛模塑料的制备方法，包括以下步骤：S1，将矿物填料和偶联剂球磨混合，得到混合料A；S2，将碳化硅改性聚丙烯腈纤维加入混合料A中，超声搅拌，得到混合料B；S3，将酚醛树脂、增塑剂、润滑剂、固化剂、固化促进剂与混合料B共混，挤出，造粒，即得。通过采用上述技术方案，制备方法步骤简单，原料易于获得，适合大规模工业化生产。S1中通过偶联剂对矿物填料进行表面改性，提高矿物填料与酚醛树脂之间的界面相容性，从而使矿物填料充分分散在酚醛模塑料内，提高酚醛模塑料的力学强度。S2中通过超声搅拌，提高了碳化硅改性聚丙烯腈纤维分散性，使碳化硅改性聚丙烯腈纤维可以充分分散在酚醛模塑料内，从而提高酚醛模塑料的弯曲强度等力学性能。优选的，其特征在于，当原料中添加有3-5份橡胶填料时，在S2中将橡胶填料和碳化硅改性聚丙烯腈纤维一起加入混合料A中，超声搅拌，得到混合料B。通过采用上述技术方案，在将橡胶填料与碳化硅改性聚丙烯腈纤维加入混合料A后，通过超声搅拌，提高了橡胶填料与碳化硅改性聚丙烯腈纤维在混合料A中的分散性，继而提高制得的酚醛模塑料的弯曲强度等力学性能。综上所述，本申请具有以下有益效果：1.由于本申请采用碳化硅对聚丙烯腈纤维进行改性，使聚丙烯腈纤维在具有较好的弹性和较高的回弹率的基础上，提高了聚丙烯腈纤维的抗拉等力学强度，大大提高了制得的酚醛模塑料的弯曲强度和抗冲击性能，提高了酚醛模塑料的车铣加工性能；2.本申请中优选采用热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂共混作为酚醛树脂原料，有效调节了酚醛树脂的脆性，进而提高了酚醛模塑料的弯曲强度；3.本申请中优选加入橡胶填料，由于橡胶填料在受到挤压时会发生形变，挤压消失时又会重新将缝隙填充，从而提高了橡胶填料的抗冲击的力学性能。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。本申请的各实施例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售：热固性酚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高弯曲强度的酚醛模塑料，其特征在于，按重量分数计算，包括如下组分：/n酚醛树脂 15-30份；/n矿物填料 20-40份；/n偶联剂 1-2份；/n增塑剂 1-3份；/n润滑剂 1-2份；/n固化剂 3-8份；/n固化促进剂 0.2-0.4份；/n碳化硅改性聚丙烯腈纤维 10-20份；/n所述碳化硅改性聚丙烯腈纤维的制备步骤为：/na，将聚丙烯腈纤维、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠球磨，得到混合料；/nb，将混合料超声处理后，熔融挤出，造粒，得到母料；/nc，将母料喷丝，得到碳化硅改性聚丙烯腈纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种高弯曲强度的酚醛模塑料，其特征在于，按重量分数计算，包括如下组分：
酚醛树脂15-30份；
矿物填料20-40份；
偶联剂1-2份；
增塑剂1-3份；
润滑剂1-2份；
固化剂3-8份；
固化促进剂0.2-0.4份；
碳化硅改性聚丙烯腈纤维10-20份；
所述碳化硅改性聚丙烯腈纤维的制备步骤为：
a，将聚丙烯腈纤维、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠球磨，得到混合料；
b，将混合料超声处理后，熔融挤出，造粒，得到母料；
c，将母料喷丝，得到碳化硅改性聚丙烯腈纤维。


2.根据权利要求1所述的高弯曲强度的酚醛模塑料，其特征在于，步骤a中，聚丙烯腈纤维为异形聚丙烯腈纤维。


3.根据权利要求1所述的高弯曲强度的酚醛模塑料，其特征在于，步骤a中，聚丙烯腈纤维、碳化硅、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠的重量比为1:(0.05-0.1):(0.2-0.3):(3-5)。


4.根据权利要求1所述的高弯曲强度的酚醛模塑料，其特征在于，所述酚醛树脂由热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂按重量比1:(0.6-0.8)混合组成。


5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沐霖，杨小云，王文浩，朱永茂，
申请(专利权)人：上海欧亚合成材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31