一种耐高温酚醛树脂成型材料及制造方法技术

本申请涉及酚醛树脂技术领域，具体公开了一种耐高温酚醛树脂成型材料，包括如下重量份的组分：耐高温酚醛树脂1

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温酚醛树脂成型材料及制造方法


[0001]本申请涉及酚醛树脂
，尤其是涉及一种耐高温酚醛树脂成型材料及制造方法。

技术介绍

[0002]酚醛树脂成型材料，也被称为酚醛模塑料，是在机械强度、耐热性、尺寸精度和成本方面具有优良平衡的材料。因此，酚醛树脂成型材料被广泛应用于各领域中。其中，由于其优异的电绝缘性和耐热性，也用于电机的换向器等电子零件。
[0003]相关技术中，酚醛树脂成型材料包括酚醛树脂、增强材料和辅助剂，增强材料主要采用开刀丝、无捻粗纱、加捻纱、高硅氧纤维、碳纤维、石棉纤维、尼龙纤维、芳纶纤维等纤维状增强材料；辅助剂包括玻璃纤维表面处理剂KH
‑
550、粉状绝缘纤维、稀释剂、脱模剂及颜料等。
[0004]在电机等电气设备中，由酚醛树脂成型材料制得的绝缘材料尤其容易受到高温的影响而加速老化并损坏。现有的酚醛树脂成型材料在常温下做弯曲试验，测试值为175
‑
196MPa；然而在210
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250℃的高温情况下做弯曲实验，其测试值无法达到150MPA。当一些电机的使用环境较恶劣，例如当电机所处环境温度为210℃
‑
250℃时，由于用在换向器的酚醛树脂成型材料无法耐高温，从而导致电机使用寿命减少甚至损坏。

技术实现思路

[0005]为了减小高温对用在换向器的酚醛树脂成型材料的影响，使得电机能够在高温环境下正常工作，本申请提供一种耐高温酚醛树脂成型材料及制造方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种耐高温酚醛树脂成型材料，采用如下的技术方案：所述酚醛树脂成型材料通过以下重量份的原料混合、挤出造粒制得：耐高温酚醛树脂1
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5份、环氧改性酚醛树脂8
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12份、增韧剂15
‑
25份、绝缘纤维40
‑
50份、矿物质15
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20份、固化剂7
‑
13份；所述耐高温酚醛树脂通过二苯醚甲醛树脂、聚酰亚胺和苯酚聚合得到。
[0007]通过采用上述技术方案，绝缘纤维和矿物质配合形成酚醛树脂成型材料的骨架，固化剂有利于酚醛树脂固化，增韧剂有利于改善酚醛树脂的韧性，从而提高酚醛树脂成型材料的弯曲度；二苯醚甲醛树脂、聚酰亚胺的耐高温性能均较好，采用二苯醚甲醛树脂、聚酰亚胺作为原料合成的耐高温酚醛树脂耐高温性能较好。同时环氧改性酚醛树脂能够降低收缩，固化时开环交联放出的小分子物质要少于普通酚醛树脂在固化时放出的小分子物质，从而保证在模压过程中，减少材料内部的气孔产生量，有利于提高产品的机械性能和耐高温性能。
[0008]可选的，所述耐高温酚醛树脂的制备方法为：将所述聚酰亚胺、所述二苯醚甲醛树脂、所述苯酚、所述磺酸混合后于130
‑
150℃下脱水合成1
‑
2h，制得预反应物；然后向所述预反应物中加入甲醛和草酸，在100
‑
105℃下回流2
‑
3h，再升温至145
‑
155℃下脱水，然后加入
硼酸反应0.8
‑
1.2h。
[0009]通过采用上述技术方案，适当控制反应温度和时间，既能使得原料充分反应，又能使得合成的耐高温酚醛树脂的性能较好。
[0010]进一步地，所述甲醛的质量占所述苯酚的质量的30％
‑
40％；所述苯酚和二苯醚甲醛树脂的质量比为(1
‑
2)：1。
[0011]可选的，所述增韧剂为丁晴橡胶改性酚醛树脂或聚乙烯醇缩丁醛。
[0012]通过采用上述技术方案，丁腈橡胶与酚醛树脂通过改变酚醛树脂交联网络的化学结构组成,在交联网络中直接引入柔性段实现共聚改性，从而提高网链的活动能力来增韧的。丁晴橡胶改性酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛均可增加酚醛树脂成型材料的韧性，提高弯曲强度；同时，丁晴橡胶改性酚醛树脂的耐高温性能强于聚乙烯醇缩丁醛，有利于进一步增强酚醛树脂成型材料的耐高温性能。
[0013]可选的，所述丁晴橡胶改性酚醛树脂的制备方法为：将丁晴橡胶和苯酚以(1
‑
3):(9
‑
11)的质量比混合，然后加入酸性催化剂于100
‑
140℃下反应3
‑
6h。
[0014]优选的，所述丁晴橡胶与苯酚的反应包括：向含有丁晴橡胶和苯酚的混合物加入磺酸于120
‑
140℃下反应2
‑
3h，降温至60
‑
80℃后，加入甲醛、草酸，于100
‑
105℃回流1
‑
3h，脱水。
[0015]通过采用上述技术方案，适当控制反应配比和反应条件，有利于原料充分反应，以有效提高丁晴橡胶改性酚醛树脂的产量。
[0016]可选的，所述酚醛树脂成型材料还包括质量比为(2.5
‑
4.5)：(3
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6)的高邻位酚醛树脂和苯胺改性酚醛树脂；所述苯胺改性酚醛树脂和所述高邻位酚醛树脂的总重量占所述原料的总重量的6％
‑
8％。
[0017]专利技术人经研究发现：正常国内用于制造换向器的酚醛树脂成型材料的交联固化速度一般在80
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90s，同时需要添加固化剂14
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15％。固化剂添加量较多时，易使得酚醛树脂成型材料产生肿胀现象。通过加入高邻位酚醛树脂和苯胺改性酚醛树脂，二者复配使用能把酚醛树脂的交联固化速度提高到40
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60s，同时固化剂只需要加入8
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10％，可减小产品出现肿胀现象的概率。
[0018]可选的，所述固化剂为六亚甲基四胺。
[0019]通过采用上述技术方案，六亚甲基四胺在与树脂热熔的过程中分解出亚甲基起交联作用，同时放出的氨能够作为促使树脂硬化的催化剂，从而能够使得树脂硬化。
[0020]可选的，所述矿物质选自硅灰石、高岭土、云母粉和无机盐晶须中的至少一种。
[0021]通过采用上述技术方案，硅灰石、高岭土、云母粉和无机盐晶须有利于增加酚醛树脂成型材料的高频绝缘性和耐热性，从而提高绝缘性能和力学性能。
[0022]可选的，所述绝缘纤维选自玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
[0023]通过采用上述技术方案，玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维的耐高温性能较强，同时能够克服酚醛树脂的脆性从而提高酚醛树脂成型材料的强度。
[0024]第二方面，本申请提供一种上述耐高温酚醛树脂成型材料的制造方法，包括如下步骤：将原料混合均匀后进行第一次挤出、然后进行第二次挤出造粒、最后包装制得。
[0025]目前市场上的酚醛树脂材料都是使用普通造粒方法：如团聚式造粒获得成品，普通造粒方法需要筛去细粉，使得酚醛树脂成型材料的成品率在70
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80％之间。而市场上只有日本能挤出造粒，挤出造粒成品率较高，挤出造粒的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温酚醛树脂成型材料，其特征在于：所述酚醛树脂成型材料通过将以下重量份的原料混合、挤出造粒制得：耐高温酚醛树脂1
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5份、环氧改性酚醛树脂8
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12份、增韧剂15
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25份、绝缘纤维40
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50份、矿物质15
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20份、固化剂7
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13份；所述耐高温酚醛树脂通过二苯醚甲醛树脂、聚酰亚胺和苯酚聚合得到。2.根据权利要求1所述的一种耐高温酚醛树脂成型材料，其特征在于：所述耐高温酚醛树脂的制备方法为：将所述聚酰亚胺、所述二苯醚甲醛树脂、所述苯酚和磺酸混合后于130
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150℃下脱水合成1
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2h，制得预反应物；然后向所述预反应物中加入甲醛和草酸，在100
‑
105℃下回流2
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3h，再升温至145
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155℃下脱水，然后加入硼酸反应0.8
‑
1.2h。3.根据权利要求2所述的一种耐高温酚醛树脂成型材料，其特征在于：所述甲醛的质量占所述苯酚的质量的30%
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40%；所述苯酚和二苯醚甲醛树脂的质量比为（1
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2）：1。4.根据权利要求1所述的一种耐高温酚醛树脂成型材料，其特征在于：所述增韧剂为丁晴橡胶改性酚醛树脂或聚乙烯醇缩丁醛。5.根据权利要求4所述的一种耐高温酚醛树脂成型材料，其特征在于：所述增韧剂为丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱家会，金远志，高伟平，
申请(专利权)人：宁波安力电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：