專利名稱：：一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種耐高溫工程材料以及其制備方法，特別涉及一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料及其制備方法。
背景技術：
：酚醛模塑料又稱膠木粉和電木粉，是一種用途廣泛的的熱固性塑料，是由酚醛樹脂、填料、增塑劑、潤滑劑和固化劑以一定配比組成。酚醛樹脂的含量一般為35%—65%，填料一般為木粉，石棉、云母、高嶺土，尼龍或玻璃纖維等。酚醛模塑料是一種硬而脆的熱固性塑料，密度1.5%2.0g/cm3。機械強度高，堅韌耐磨，尺寸穩定，耐腐蝕，電絕緣性能優異，適合制作電器，儀表的絕緣機構件，可在濕熱條件下使用。以木粉填充的普通酚醛模塑料成型制品在200°C以下經1小時烘烤，表面即出現開裂現象，甚至變形。這給某些廚房用具產品使用電木帶來限制。耐高溫烘烤類的電木一般要求在230。C以上烘2小時，不開裂、不起泡、不變形。木粉的加入一方面降低了酚醛樹脂的熱穩定性，另一方面，木粉中的丙酮提取物等次級組分由于易于流動而影響電木制品的耐烘烤性能。電木制品在高溫烘烤時因受熱會產生內應力，而不經增韌的電木經烘烤后容易開裂變形。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料及其制備方法，本發明的酚醛模塑料在25(TC烘烤2小時，不開裂、不起泡、不變形；相對于普通電木，本發明成本不顯著增加。為了解決上述問題，本發明的技術方案是這樣的4征在于，包括以下組分(1)酚醛樹脂，含量是30~48%;(2)木粉，含量是10~40%;(3)礦物填料，含量是10~30%;(4)烏洛托品，含量是4.0~9.0%;(5)磷酸酐，含量是0.5~5.0%;(6)丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子，含量是0.55.0%。所述的礦物填料包括碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、玻璃纖維的一種或幾種組合。所述的酚醛樹脂是熱塑性酚醛樹脂。所述木粉細度是100-150目；水分^6.0%;表觀密度0.21-0.29mg/cm3;丙酮提取物^3.0%;灰分<4.0%。所述的烏洛托品粒徑是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%。所述丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子是全硫化橡膠粒子，粒徑是50-150nm。一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料的制備方法，其特征在于，將磷酸酐與烏洛托品預先在高速混合機中高速混合反應15-20分鐘，反應溫度30-5(TC，生成氧化磷/烏洛托品鍵合物。之后再與丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子高速混合3分鐘，獲得中間混合物；將酚醛樹脂粉碎，與木粉、中間混合物以及礦物填料，與添加劑一起均勻混合后，經塑煉粉碎造粒。本發明的有益效果是提供一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，在250°C烘烤2小時，不產生開裂、不起泡、不變形，為耐高溫烘烤用品如廚具手柄等提供一種理想的成型材料；并且本發明相對于普通電木，成本不顯著增加。本發明還公開了制備耐高溫烘烤的酚醛模塑料的方法。具體實施方式為了使本發明的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。本發明公開一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，包含添加劑，還包括以下組分(1)酚醛樹脂，含量是3048%;(2)木粉，含量是10~40%;(3)礦物填料，含量是10~30%;(4)烏洛托品固化劑，含量是4.0~9.0%;(5)磷酸酐催化劑，含量是0.5-5.0%;(6)丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子，含量是0.55.0%。所述的添加劑包括顏料、潤滑劑、阻燃劑、脫模劑等，是本發明領域公知技術。本發明使用酚醛樹脂作為粘合劑。所采用的酚醛樹脂是酸催化的熱塑性酚醛樹脂，占本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料重量的30~48%，但35%~45%的比重范圍是相對更好的。本發明使用木粉作為增強材料。所述木粉細度是100-150目；水分^6.0%;表觀密度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，屬次級組分，非骨架高分子，或非結構高分子，是不屬于纖維素，半纖維素，或木質素分類的任何化合物，這些相對易于流動的物質對木粉的表面化學有著極大的影響。其含量必須嚴格控制，否則影響電木的耐熱性能和耐烘烤性能。本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料所采用的木粉的丙酮提取物不超過3.0%。木粉的用量占本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料重量的10-40%，但20-30%的比重范圍是相對更好的。本發明使用磷酸酐作為催化劑，所述的磷酸酐催化劑主要包括氧化磷，其中氧化磷的含量》98.8%。磷酸酐的加入，可以使酚醛樹脂和磷酸酐之間生成健能較高的P-O健，從而改善了酚醛模塑料的耐熱性能。本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料采用磷酸酐與烏洛托品預先在高速混合機中高速混合反應15-20分鐘，反應溫度30-5(TC，生成氧化磷/烏洛托品鍵合物。之后再與納米橡膠粒子高速混合3分鐘，此混合物再與其他物料按正常模塑料生產工藝混合產生本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料。磷酸酐的用量占本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料重量的0.5-5.0%，但2.0-3.0%的比重范圍是相對更好的。磷酸酐的用量的比重低于0.5%，起不了改善耐熱性的作用，而高于5.0%，則固化速度太慢，影響注射加工效率。本發明使用烏洛托品作為固化劑，粒徑為200-300目。烏洛托品固化劑用量占本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料重量的4.0-9.0%，但5.0-8.0%的比重范圍是相對更好的；并且烏洛托品固化劑的用量為本發明所使用的熱塑性酚醛樹脂重量的12%~18%。如果使用的固化劑量超過上限值太多，則成型的本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料的機械強度就會降低；反之，如果固化劑用量低于下限量，則成型時的收縮不可能充分，也會使成型的本發明的耐高溫烘烤的酚酸模塑料的機械強度降低。機械性能的降低將導致耐高溫烘烤性能下降。本發明采用丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子作為增韌劑。所述的丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子為超細全硫化橡膠粒子，粒徑為50-150nm。丙烯酸酯橡膠是以丙烯酸酯為主單體經共聚而得的彈性體，其主鏈為飽和碳鏈，側基為極性酯基，其耐熱、耐老化性優于丁腈橡膠，由于酯基的極性，與酚醛樹脂有較好的相容性；硅橡膠具有優良的耐高、低溫性能。丙烯酸酯納米粒子既提高了丙烯酸酯橡膠的耐熱性，又解決了與酚醛樹脂相容性的問題，其正常使用溫度可以達到30(TC;硅橡膠納米粒子由于納米效應也可以更好地起增韌作用。為了解決納米硅橡膠粒子在本發明耐高溫烘烤的酚醛模塑料成型中的分散問題，采用在高速混合機中與氧化磷/烏洛托品健合物預混合分散技術。由于普通的電木制品在25(TC高溫烘烤時因受熱會產生內應力，這種局部內應力是導致電木制品開裂的主要原因。而本發明中使用丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子作為增韌劑，使得本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料在250'C高溫下能保持正常的力學強度而不變形，丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子的韌性作用吸收和分散了本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料中的內應力，從而改善了電木制品的耐烘烤性能。丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子用量占本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料重量的0.5-5.0%，但1.0-4.0%的比重范圍是相對更好的；所占比重低于0.5%，增韌效果不佳；而所占比重高于5.0%，電木制品彎曲強度下降。本發明使用的礦物填料包括碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、玻璃纖維中的一種或者幾種組合。礦物填料的選擇取決于對強度及加工性能的要求，一般云母、硅灰石、玻璃纖維可以提高成型的本發明耐高溫烘烤的酚醛模塑料的機械強度；而碳酸鈣、滑石粉可以改善成型的本發明耐高溫烘烤的酚醛模塑料的流動性即改善其加工性能。碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、玻璃纖維等礦物填料的用量占本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料重量的10-30%，但13-28%的比重范圍是相對更好的。本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料的制備方法是將磷酸酐與烏洛托品預先在高速混合機中高速混合反應15-20分鐘，反應溫度30-5(TC，生成氧化磷/烏洛托品鍵合物；之后再與丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子高速混合3分鐘，得到中間混合物。將線型酚醛樹脂粉碎，與木粉、中間混合物以及礦物填料，及添加劑一起均勻混合后，經雙輥塑煉機塑煉粉碎造粒，最后造粒成型，即獲得注塑用的本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料。所述的添加劑包括顏料、潤滑劑、阻燃劑、脫模劑等，是本領域公知技術，不再贅述。表1是本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料的6個實施例，通過本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料的制備方法進行混合以混煉，最后造粒成型。實施例1-6的各組成部分比重及性能指標都列在該表中。表1中制成耐高溫烘烤的酚醛模塑料的各組成部分的用量以占耐高溫烘烤的酚醛模塑料重量的百分比表示；表1中的各項性能指標按IS014526-2標準測試，燃燒性按UL94標準測試。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表l表1是本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料的6個實施例，各個組成部分采用如下規格和型號(l)熱塑性酚醛樹脂，游離酚《3.0%，軟化點85°C-95°C;上海歐亞合成材料有限公司生產。(2)木粉，細度100-150目；水分《6.0%;表觀密度mg/cm3:0.21-0.29;丙酮提取物《3.0%;灰分<4.0%;浙江榮盛木粉廠生產。(3)磷酸酐氧化磷》98.8%;天津圓通塑料助劑化工有限公司生產。(4)丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子，粒徑為50150nm;北化研化工新技術公司產品。(5)烏洛托品，50um粒徑；浙江巨化集團公司綜合利用經營分公司產品。(6)礦物填料由碳酸鈣和玻璃纖維組成，比重各50%。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。權利要求1、一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，包含添加劑，其特征在于，包括以下組分(1)酚醛樹脂，含量是30～48％；(2)木粉，含量是10～40％；(3)礦物填料，含量是10～30％；(4)烏洛托品，含量是4.0～9.0％；(5)磷酸酐，含量是0.5～5.0％；(6)丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子，含量是0.5～5.0％。2、根據權利要求1所述的一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，其特征在于，所述的礦物填料包括碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、玻璃纖維的一種或幾種組合。3、根據權利要求1所述的一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，其特征在于，所述的酚醛樹脂是熱塑性酚醛樹脂。4、根據權利要求1所述的一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，其特征在于，所述木粉細度是100-150目；7夂分^6.0%;表觀密度0.21-0.29mg/cm3;丙酮提取物^3.0°/0;灰分<4.0%。5、根據權利要求1所述的一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，其特征在于，所述的烏洛托品粒徑是200-300目。6、根據權利要求1所述的一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，其特征在于，所述的磷酸酐主要包括氧化磷，其中氧化磷的含量》98.8%。7、根據權利要求1所述的一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，其特征在于，所述丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子是全硫化橡膠粒子，粒徑是50-150腿。8、權利要求1所述的一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料的制備方法，其特征在于，將磷酸酐與烏洛托品預先在高速混合機中高速混合反應15-20分鐘，反應溫度30-5(TC，生成氧化磷/烏洛托品鍵合物。之后再與丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子高速混合3分鐘，獲得中間混合物；將酚醛樹脂粉碎，與木粉、中間混合物以及礦物填料，與添加劑一起均勻混合后，經塑煉粉碎造粒。全文摘要本發明提供一種耐高溫烘烤的酚醛模塑料，包含添加劑，還包括以下組分(1)酚醛樹脂，含量是30～48％；(2)木粉，含量是10～40％；(3)礦物填料，含量是10～30％；(4)烏洛托品，含量是4.0～9.0％；(5)磷酸酐，含量是0.5～5.0％；(6)丙烯酸酯納米粒子或硅橡膠納米粒子，含量是0.5～5.0％；并且公開了本發明的耐高溫烘烤的酚醛模塑料的制備方法。本發明的酚醛模塑料在250℃烘烤2小時，不開裂、不起泡、不變形；相對于普通電木，本發明成本不顯著增加。文檔編號C08L61/06GK101665613SQ20091019629公開日2010年3月10日申請日期2009年9月24日優先權日2009年9月24日發明者朱永茂,瑋楊,楊小云申請人:上海歐亞合成材料有限公司