一种耐高温烘烤的酚醛模塑料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐高温烘烤的酚醛模塑料，包含添加剂，还包括以下组分：（１）酚醛树脂，含量是３０～４８％；（２）木粉，含量是１０～４０％；（３）矿物填料，含量是１０～３０％；（４）乌洛托品，含量是４．０～９．０％；（５）磷酸酐，含量是０．５～５．０％；（６）丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子，含量是０．５～５．０％；并且公开了本发明专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料的制备方法。本发明专利技术的酚醛模塑料在２５０℃烘烤２小时，不开裂、不起泡、不变形；相对于普通电木，本发明专利技术成本不显著增加。

High temperature resistant phenolic molding compound and preparation method thereof

The invention provides a molded plastic, high-temperature baking containing additives, also comprises the following components: (1) phenolic resin content is 30 ~ 48%; (2) wood powder content is 10 ~ 40%; (3) mineral filler, the content is 10 ~ 30%; (4) urotropin, content is 4 ~ 9%; (5) phosphorus anhydride content is 0.5 ~ 5%; (6) acrylate silicone rubber nanoparticles or nanoparticles, the content is 0.5 to 5%; and discloses a method for preparing high temperature baking resistant phenolic molding compound of the invention. Phenolplast the invention in 250 degrees bake for 2 hours, no crack, no bubble, no deformation; compared with conventional bakelite, the invention does not significantly increase the cost of.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐高温工程材料以及其制备方法，特别涉及一种耐高温 烘烤的酚醛模塑料及其制备方法。
技术介绍
酚醛模塑料又称胶木粉和电木粉，是一种用途广泛的的热固性塑料，是 由酚醛树脂、填料、增塑剂、润滑剂和固化剂以一定配比组成。酚醛树脂的含量一般为35%—65%，填料一般为木粉，石棉、云母、高岭土，尼龙或玻 璃纤维等。酚醛模塑料是一种硬而脆的热固性塑料，密度1.5% 2.0g/cm3。机械强 度高，坚韧耐磨，尺寸稳定，耐腐蚀，电绝缘性能优异，适合制作电器，仪 表的绝缘机构件，可在湿热条件下使用。以木粉填充的普通酚醛模塑料成型制品在200° C以下经1小时烘烤，表 面即出现开裂现象，甚至变形。这给某些厨房用具产品使用电木带来限制。 耐高温烘烤类的电木一般要求在230。 C以上烘2小时，不开裂、不起泡、不 变形。木粉的加入一方面降低了酚醛树脂的热稳定性，另一方面，木粉中的 丙酮提取物等次级组分由于易于流动而影响电木制品的耐烘烤性能。电木制 品在高温烘烤时因受热会产生内应力，而不经增韧的电木经烘烤后容易开裂 变形。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐高温烘烤的酚醛模塑料及其制 备方法，本专利技术的酚醛模塑料在25(TC烘烤2小时，不开裂、不起泡、不变形； 相对于普通电木，本专利技术成本不显著增加。为了解决上述问题，本专利技术的技术方案是这样的4征在于，包括以下组分(1) 酚醛树脂，含量是30~48%;(2) 木粉，含量是10~40%;(3) 矿物填料，含量是10~30%;(4) 乌洛托品，含量是4.0~9.0%;(5) 磷酸酐，含量是0.5~5.0%;(6) 丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子，含量是0.5 5.0%。 所述的矿物填料包括碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、玻璃纤维的一种或几种组合。所述的酚醛树脂是热塑性酚醛树脂。所述木粉细度是100-150目；水分^6.0%;表观密度0.21-0.29mg/cm3; 丙酮提取物^3.0%;灰分<4.0%。所述的乌洛托品粒径是200-300目。所述的磷酸酐主要包括氧化磷，其中氧化磷的含量》98.8%。 所述丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子是全硫化橡胶粒子，粒径是 50-150nm。一种耐高温烘烤的酚醛模塑料的制备方法，其特征在于，将磷酸酐与乌洛托品预先在高速混合机中高速混合反应15-20分钟，反应 温度30-5(TC，生成氧化磷/乌洛托品键合物。之后再与丙烯酸酯纳米粒子或硅 橡胶纳米粒子高速混合3分钟，获得中间混合物；将酚醛树脂粉碎，与木粉、中间混合物以及矿物填料，与添加剂一起均 匀混合后，经塑炼粉碎造粒。本专利技术的有益效果是提供一种耐高温烘烤的酚醛模塑料，在250° C烘烤 2小时，不产生开裂、不起泡、不变形，为耐高温烘烤用品如厨具手柄等提供 一种理想的成型材料；并且本专利技术相对于普通电木，成本不显著增加。本发 明还公开了制备耐高温烘烤的酚醛模塑料的方法。具体实施方式为了使本专利技术的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。本专利技术公开一种耐高温烘烤的酚醛模塑料，包含添加剂，还包括以下组分(1)酚醛树脂，含量是30 48%; (2)木粉，含量是10~40%; (3)矿物 填料，含量是10~30%; (4)乌洛托品固化剂，含量是4.0~9.0%; (5)磷酸酐 催化剂，含量是0.5-5.0%; (6)丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子，含量 是0.5 5.0%。所述的添加剂包括颜料、润滑剂、阻燃剂、脱模剂等，是本发 明领域公知技术。本专利技术使用酚醛树脂作为粘合剂。所采用的酚醛树脂是酸催化的热塑性 酚醛树脂，占本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料重量的30~48%，但35%~45% 的比重范围是相对更好的。本专利技术使用木粉作为增强材料。所述木粉细度是100-150目；水分^6.0%; 表观密度0.21-0.29mg/cm3;丙酮提取物^3.0%;灰分<4.0%。木粉中的丙酮 提取物，属次级组分，非骨架高分子，或非结构高分子，是不属于纤维素， 半纤维素，或木质素分类的任何化合物，这些相对易于流动的物质对木粉的 表面化学有着极大的影响。其含量必须严格控制，否则影响电木的耐热性能 和耐烘烤性能。本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料所采用的木粉的丙酮提取 物不超过3.0%。木粉的用量占本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料重量的 10-40%，但20-30%的比重范围是相对更好的。本专利技术使用磷酸酐作为催化剂，所述的磷酸酐催化剂主要包括氧化磷， 其中氧化磷的含量》98.8%。磷酸酐的加入，可以使酚醛树脂和磷酸酐之间生 成健能较高的P-O健，从而改善了酚醛模塑料的耐热性能。本专利技术的耐高温 烘烤的酚醛模塑料采用磷酸酐与乌洛托品预先在高速混合机中高速混合反应 15-20分钟，反应温度30-5(TC，生成氧化磷/乌洛托品键合物。之后再与纳米 橡胶粒子高速混合3分钟，此混合物再与其他物料按正常模塑料生产工艺混 合产生本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料。磷酸酐的用量占本专利技术的耐高温 烘烤的酚醛模塑料重量的0.5-5.0%，但2.0-3.0%的比重范围是相对更好的。磷 酸酐的用量的比重低于0.5%，起不了改善耐热性的作用，而高于5.0%，则固 化速度太慢，影响注射加工效率。本专利技术使用乌洛托品作为固化剂，粒径为200-300目。乌洛托品固化剂用 量占本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料重量的4.0-9.0%，但5.0-8.0%的比重范 围是相对更好的；并且乌洛托品固化剂的用量为本专利技术所使用的热塑性酚醛 树脂重量的12%~18%。如果使用的固化剂量超过上限值太多，则成型的本发 明的耐高温烘烤的酚醛模塑料的机械强度就会降低；反之，如果固化剂用量 低于下限量，则成型时的收縮不可能充分，也会使成型的本专利技术的耐高温烘 烤的酚酸模塑料的机械强度降低。机械性能的降低将导致耐高温烘烤性能下 降。本专利技术采用丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子作为增韧剂。所述的丙 烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子为超细全硫化橡胶粒子，粒径为50-150nm。 丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳 链，侧基为极性酯基，其耐热、耐老化性优于丁腈橡胶，由于酯基的极性， 与酚醛树脂有较好的相容性；硅橡胶具有优良的耐高、低温性能。丙烯酸酯 纳米粒子既提高了丙烯酸酯橡胶的耐热性，又解决了与酚醛树脂相容性的问 题，其正常使用温度可以达到30(TC;硅橡胶纳米粒子由于纳米效应也可以更 好地起增韧作用。为了解决纳米硅橡胶粒子在本专利技术耐高温烘烤的酚醛模塑 料成型中的分散问题，采用在高速混合机中与氧化磷/乌洛托品健合物预混合 分散技术。由于普通的电木制品在25(TC高温烘烤时因受热会产生内应力，这种局部 内应力是导致电木制品开裂的主要原因。而本专利技术中使用丙烯酸酯纳米粒子 或硅橡胶纳米粒子作为增韧剂，使得本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料在250 'C高温下能保持正常的力学强度而不变形，丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米 粒子的韧性作用吸收和分散了本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料中的内应 力，从而改善了电木制品的耐烘烤性能。丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒 子用量占本专利技术的耐高温烘烤的酚醛模塑料重量的0.5-5.0%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温烘烤的酚醛模塑料，包含添加剂，其特征在于，包括以下组分：　　　　（１）酚醛树脂，含量是３０～４８％；　　　　（２）木粉，含量是１０～４０％；　　　　（３）矿物填料，含量是１０～３０％；　　　　（４）乌洛托品，含量是４．０～９．０％；　　　　（５）磷酸酐，含量是０．５～５．０％；　　　　（６）丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子，含量是０．５～５．０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小云，杨玮，朱永茂，
申请(专利权)人：上海欧亚合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]