本发明专利技术公开了一种改性酚醛树脂及其制备方法，涉及酚醛树脂领域。制备方法的过程为：将100份苯酚、10～200份木质素和1～20份酸性催化剂在80℃～200℃的温度下反应2～8小时，形成反应液；将反应液的温度调至60℃～110℃，加入50～200份甲醛和2～20份复合催化剂后反应1～5小时，形成粘稠物；将粘稠物在60℃～70℃的水中洗涤2～5次后脱水干燥，得到木质素酚醛树脂；将木质素酚醛树脂粉碎至200目后和入2～20份粉末丁腈橡胶混合均匀，得到改性酚醛树脂。本发明专利技术的游离酚含量为2％～5％，热分解温度为400℃～490℃，韧性和强度均较高，其制成的摩擦材料的粘接性能和摩擦性能较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及酚醛树脂领域，具体涉及。
技术介绍
酚醛树脂胶粘剂是一种由酚醛树脂制成的胶粘剂。现有的酚醛树脂一般主要由苯酚和甲醛反应制成，但由于苯酚价格较高且对环境污染较大，酚醛树脂胶粘剂行业一直试图找到一种可再生、性能高的原料，以代替苯酚来制备酚醛树脂胶粘剂。木质素具有价格低廉和可再生的特点，木质素能够代替大部分苯酚与甲醛反应制备酚醛树脂，不仅能够降低酚醛树脂制造成本，而且酚醛树脂制备的酚醛树脂胶粘剂能够回收再利用，比较环保。 但是现有的酚醛树脂制备酚醛树脂胶粘剂时存在以下不足木质素的成分比较复杂，其自身的化学反应活性较低，分子量较高，木质素由于其本身的空间位阻效应难以参与酚醛树脂的聚合，为了让木质素能够比较容易的参与酚醛树脂的聚合，需要对木质素进行改性。但改性后木质素的分子结构中含有大量的苯环结构，从而使得改性后的木质素制成的酚醛树脂的韧性和强度较低，酚醛树脂制成的酚醛树脂胶粘剂的粘接性能和摩擦性能较差。因此，酚醛树脂胶粘剂制成的摩擦材料的粘接性能和摩擦性能较差，摩擦材料只能应用于对粘接性能和摩擦性能要求较低的领域中，应用范围比较单一。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供，采用本专利技术制备方法制成的改性酚醛树脂不仅游离酚含量较低、热分解温度较高，而且韧性和强度较高；改性酚醛树脂制成的酚醛树脂胶粘剂的粘接性能和摩擦性能较好，酚醛树脂胶粘剂制成的摩擦材料的粘接性能和摩擦性能较好,摩擦材料能够应用于对粘接性能和摩擦性能要求较高的领域中，应用范围比较广泛。本专利技术提供的改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤按质量份数将100份苯酚、10 200份木质素和I 20份酸性催化剂加入至反应釜中，在80°C 200°C的温度下恒温反应2 8小时，形成反应液；保持所述反应液的温度在60V 110°C之间，分次累积加入50 200份甲醛溶液，加入2 20份复合催化剂，恒温反应I 5小时，形成粘稠物；将所述粘稠物在60°C 70°C的水中洗涤2 5次后脱水干燥，得到木质素酚醛树脂；将所述木质素酚醛树脂粉碎至200目后加入2 20份粉末丁腈橡胶，并在搅拌机中混合均匀，得到改性酚醛树脂。在上述技术方案的基础上，步骤A中所述木质素从提取物中分离提纯获得，所述提取物为甘蔗渣、玉米杆或稻草杆。在上述技术方案的基础上，所述分离提纯的过程为将所述提取物、酸性催化剂和浓度为50%的乙醇溶液在200°C的温度下恒温回流反应8小时，过滤掉残渣。在上述技术方案的基础上，步骤A中所述木质素为造纸黑液浓缩液、高沸醇木质素、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙或碱木质素。在上述技术方案的基础上，步骤A中所述酸性催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、三氟乙酸、草酸、乙酸和对甲基苯磺酸中的至少一种。在上述技术方案的基础上，步骤B中所述复合催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化镁、无机盐和氧化物中的至少两种，所述无机盐和氧化物均含有锰、镁、铜和钙的中的一种元素。在上述技术方案的基础上，步骤D中所述粉末丁腈橡胶的细度为100 300目。在上述技术方案的基础上，步骤C中所述脱水干燥的过程为在真空干燥箱中，先在120°C 150°C的温度下常压脱水干燥，然后在真空压力为O. 05Mpa O. lMpa、110°C 140°C的温度下减压脱水干燥。 本专利技术提供的改性酚醛树脂，采用权利要求I至8中任一权利要求所述的方法制成。在上述技术方案的基础上，所述改性酚醛树脂的游离酚含量为2% 5%、热分解温度为400°C 490°C。本专利技术的有益效果在于(I)本专利技术制备改性酚醛树脂时加入了粉末丁腈橡胶，提高了改性酚醛树脂的韧性和强度。因此，由本专利技术制成的酚醛树脂胶粘剂的粘接性能和摩擦性能较好，酚醛树脂胶粘剂制成的摩擦材料的粘接性能和摩擦性能较好，能够达到GB/T 24411-2009《摩擦材料用酚醛树脂》的标准，摩擦材料能够应用于对粘接性能和摩擦性能要求较高的领域中，应用范围比较广泛。(2)本专利技术优化了苯酚与木质素的反应温度、以及苯酚与木质素反应所需的酸性催化剂的用量，使得苯酚能够比较容易的与木质素反应，因此苯酚与木质素反应得到的产物羟基的反应活性更高。(3)本专利技术在木质素与苯酚反应时加入了复合催化剂，因此木质素与苯酚反应后的产物更容易与甲醛反应，从而使得改性酚醛树脂具有较低的游离酚含量和较高的热分解温度。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术实施例中改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤按质量份数将100份苯酚、10 200份木质素和I 20份酸性催化剂加入至反应釜中，在80°C 200°C的温度下恒温反应2 8小时，形成反应液；保持所述反应液的温度在60V 110°C之间，分次累积加入50 200份甲醛溶液，加入2 20份复合催化剂，恒温反应I 5小时，形成粘稠物；将粘稠物在60°C 70°C的水中洗涤2 5次，在真空干燥箱中，先在120°C 150°C的温度下常压脱水干燥，然后在真空压力为O. 05Mpa O. lMpa、110°C 140°C的温度下减压脱水干燥，得到木质素酚醛树脂；将木质素酚醛树脂粉碎至200目后加入2 20份细度为100 300目的粉末丁腈橡胶，将木质素酚醛树脂和粉末丁腈橡胶在高速搅拌机中混合均匀，得到改性酚醛树脂。木质素可选用造纸黑液浓缩液、高沸醇木质素、木质素磺酸钠或木质素磺酸钙或碱木质素；木质素还可在提取物(甘蔗渣、玉米杆或稻草杆)中分离提纯获得。提取物分离提纯获得木质素的过程为将提取物、酸性催化剂和浓度为50%的乙醇溶液在200°C的温度下恒温回流反应8小时，过滤掉残渣。酸性催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、三氟乙酸、草酸、乙酸和对甲基苯磺酸中的至少一种。复合催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化镁、无机盐和氧化物中的至少两种，所述无机盐和氧化物中均含有锰、镁、铜和钙的中的一种元素。下面通过八个实施例进行具体说明。实施例I :选择木质素磺酸钠按照上述制备方法制备出游离酚含量为2. 0%、热分解温度为400°C的改性酚醛树脂。将100. Og苯酚、50. Og细度为200目的木质素磺酸钠和由I. Og浓硫酸组成的酸性催化剂(酸性催化剂共I. Og)加入至反应釜中(反应釜中具有温度计、搅拌和回流冷凝装置)，缓慢升温至150°c后恒温反应4小时，形成反应液。将反应液降温至80°C后，加入 40. Og浓度为37%的甲醛溶液和由I. Og氢氧化钠、O. 5g硫酸镁、O. 5g硫酸锰复合而成的复合催化剂(复合催化剂共2. Og)，升温至100°C后恒温反应20min ;然后加入100. Og浓度为37%的甲醛溶液，在100°C的温度下恒温反应20min ;再加入60. Og浓度为37%的甲醛溶液，升温至110°C后恒温反应20min(甲醛溶液共200. 0g，恒温反应时间共I小时)，得到红褐色乳状粘稠物。将红褐色乳状粘稠物在60°C水中洗涤3次后放入真空干燥箱中，先在120°C的温度下常压脱水干燥，然后在真空压力为O. 05Mpa、110°C的温度下减压脱水干燥，得到木质素酚醛树脂。将木质素酚醛树脂粉碎至200目后加入10. Og细度为100目的粉末丁腈橡胶，将木质素酚醛树脂和粉末丁腈橡胶在高速搅拌机中混合均匀，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、按质量份数将100份苯酚、10～200份木质素和1～20份酸性催化剂加入至反应釜中，在80℃～200℃的温度下恒温反应2～8小时，形成反应液；B、保持所述反应液的温度在60℃～110℃之间，分次累积加入50～200份甲醛溶液，加入2～20份复合催化剂，恒温反应1～5小时，形成粘稠物；C、将所述粘稠物在60℃～70℃的水中洗涤2～5次后脱水干燥，得到木质素酚醛树脂；D、将所述木质素酚醛树脂粉碎至200目后加入2～20份粉末丁腈橡胶，并在搅拌机中混合均匀，得到改性酚醛树脂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁文来，夏涛，
申请(专利权)人：黄石金朝阳粉末材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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