一种低吸水性的改性酚醛树脂及其制备方法技术

本申请涉及酚醛树脂的技术领域，具体公开了一种低吸水性的改性酚醛树脂及其制备方法，一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法包括如下制备步骤：二甲苯甲醛树脂和苯酚混合后加热，加入催化剂反应得到苯酚改性的二甲苯甲醛树脂，随后加入甲醛和苯并噁嗪，回流反应后，升温，加入聚丙烯酸反应，脱水后得到改性酚醛树脂，其中苯并噁嗪与聚丙烯酸的重量比为20

【技术实现步骤摘要】
一种低吸水性的改性酚醛树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及酚醛树脂的
，尤其是涉及一种低吸水性的改性酚醛树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]酚醛树脂具有优良的耐热、耐酸碱、耐燃的特性以及优良的电绝缘性。酚醛模塑料是以酚醛树脂为基体，加入填料和各类助剂通过熔融锅混制备的复合材料，其具有耐高温、阻燃、强度高、加工性能好、不易变形等优点，被广泛应用于家电零部件，如手柄、底座、盖子等，以及电子电器等领域。但应用于酚醛模塑料的酚醛树脂在固化后仍然存在很高的吸水性，使得酚醛模塑料材料在使用过程中出现变形、翘曲和电性能下降等现象，原因是酚醛树脂上存在着极性的酚羟基和羟甲基，依据相似相溶的原理，极性的羟基遇到极性的水，很容易结合，造成酚醛树脂吸水，这样就使酚醛树脂在潮湿条件下的绝缘性能下降，存在使用安全性问题。
[0003]目前也出现以改性酚醛树脂为基体制备的模塑料实例，已有的酚醛树脂的改性方法，重点在于改善其脆性、提高胶合强度、缩短固化时间，但是改性后酚醛树脂的吸水性并没有很大的变化，因此，需找到一种改性方法以降低酚醛树脂的吸水性。

技术实现思路

[0004]为了降低酚醛树脂的吸水性，本申请提供一种低吸水性的改性酚醛树脂及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供的一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法，采用如下的技术方案：一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法，包括如下的制备步骤：二甲苯甲醛树脂和苯酚混合后加热，加入催化剂反应得到苯酚改性的二甲苯甲醛树脂，随后加入甲醛和苯并噁嗪，回流反应后，升温，加入聚丙烯酸反应，脱水后得到改性酚醛树脂；其中苯并噁嗪与聚丙烯酸的重量比为20
‑
30:1。
[0006]通过采用上述技术方案，酚醛树脂存在着极性的酚羟基和羟甲基，极性的酚羟基遇到极性的水，很容易结合，造成酚醛树脂吸水性高，通过采用二甲苯甲醛树脂对酚醛树脂进行改性，二甲苯甲醛树脂与苯酚发生反应，接着苯酚与甲醛缩合制备得到热固性酚醛树脂，将疏水结构的二甲苯引入到酚醛树脂分子结构中，使吸水性下降，酚醛树脂的耐水性和绝缘性得到提高。
[0007]苯并噁嗪具有低的吸水性，在加入甲醛的过程中，将苯并噁嗪均匀分散在酚醛树脂聚合的三维网络结构中，再加入催化剂聚丙烯酸，在聚丙烯酸催化作用下，同时苯酚促进苯并噁嗪发生开环聚合得到聚苯并噁嗪，酚醛树脂与聚苯并噁嗪形成相互贯穿的三维网络结构，聚苯并噁嗪分子中存在大量的O、N原子，不仅聚苯并噁嗪分子内和分子间存在氢键，聚苯并噁嗪开环聚合过程中，O、N原子与酚醛树脂上的酚羟基和羟甲基形成分子间氢键，在
形成的互穿结构中，降低了水分子与聚合物之间的作用，因此极大地降低酚醛树脂的吸水性。
[0008]可选的，所述二甲苯甲醛树脂与苯酚的重量比为1
‑
6:10。
[0009]通过采用上述技术方案，二甲苯甲醛树脂与苯酚的邻位发生聚合反应，降低二甲苯甲醛树脂的比例，引入的二甲苯基团减少，吸水性和强度下降，增加二甲苯甲醛树脂的比例，体系的粘度增加，不利于反应进行。
[0010]可选的，所述二甲苯甲醛树脂的不挥发物含量≥90％，粘度为40000
‑
90000mPa.S/25℃，数均分子量为250
‑
700。
[0011]可选的，所述苯并噁嗪与苯酚的重量比为0.5
‑
0.9:1。
[0012]通过采用上述技术方案，降低苯并噁嗪的加入量，聚合形成的互穿网络结构中分子间氢键结合力较低，吸水性上升，增加苯并噁嗪的加入量，由于分子内与分子间氢键增多，使制备过程中聚合物的粘度上升，苯酚与甲醛发生缩合发应的空间位阻增加。
[0013]可选的，所述催化剂为盐酸溶液、硫酸溶液和草酸溶液中的一种。
[0014]通过采用上述技术方案，二甲苯甲醛树脂在催化剂作用下，与苯酚的发生缩聚反应，在二甲苯甲醛树脂分子链上引入苯酚基团。
[0015]可选的，所述二甲苯甲醛树脂和苯酚混合后加热，加热至40
‑
50℃，加入催化剂，脱水反应2
‑
3h，得到苯酚改性二甲苯甲醛树脂。
[0016]通过采用上述技术方案，二甲苯甲醛树脂与苯酚的发生反应，在二甲苯甲醛树脂结构中引入苯酚，得到苯酚改性的二甲苯甲醛树脂。
[0017]可选的，所述反应得到苯酚改性的二甲苯甲醛树脂，在90
‑
105℃下，加入甲醛和苯并噁嗪，回流反应2
‑
4h。
[0018]通过采用上述技术方案，在二甲苯甲醛树脂结构中引入苯酚，然后再使其同甲醛发生缩合反应，反应中使苯并噁嗪均匀分散在酚醛树脂体系中，进行进一步反应。
[0019]可选的，所述回流反应后升温至140
‑
160℃，加入聚丙烯酸，搅拌1
‑
2h，脱水后得到改性酚醛树脂。
[0020]通过采用上述技术方案，苯并噁嗪在高温下，加入催化剂聚丙烯酸，苯并噁嗪发生开环聚合反应，生成聚苯并噁嗪，并形成互穿网络结构。
[0021]可选的，所述催化剂为盐酸、硫酸和草酸中的一种。
[0022]通过采用上述技术方案，二甲苯甲醛树脂在催化剂作用下，与苯酚的邻位发生缩聚反应，在二甲苯甲醛树脂分子链上引入苯酚基团。
[0023]第二方面，本申请提供一种低吸水性的改性酚醛树脂，采用上述任一所述的一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法制备得到。
[0024]通过采用上述技术方案，本申请制备的酚醛树脂，采用二甲基缩甲醛树脂，在酚醛树脂分子链上引入采用互穿聚合物网络结构，将酚醛树脂与聚苯并噁嗪相结合。
[0025]本申请的有益效果为：1、由于本申请采用二甲苯甲醛树脂对酚醛树脂进行改性，二甲苯甲醛树脂与苯酚的发生反应，接着苯酚与甲醛缩合制备得到热固性酚醛树脂，将疏水结构的二甲苯引入到酚醛树脂分子结构中，酚醛树脂的耐水性得到提高。
[0026]2、本申请中优选采用聚苯并噁嗪，聚苯并噁嗪具有低的吸水性，其吸水性比酚醛
树脂低。
[0027]3、本申请的方法，将苯并噁嗪均匀分散在酚醛树脂聚合的三维网络结构中，在聚丙烯酸催化剂作用下，苯并噁嗪发生开环聚合成聚苯并噁嗪，酚醛树脂与聚苯并噁嗪形成相互贯穿的三维网络结构，聚苯并噁嗪分子中存在大量的O、N原子，聚苯并噁嗪开环聚合过程中，O、N原子与酚醛树脂上的酚羟基和羟甲基形成分子间氢键，在形成的互穿结构中，降低了水分子与聚合物之间的作用，因此极大地降低酚醛树脂的吸水性。
具体实施方式
[0028]以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
[0029]提供以下实施例和对比例的原料来源：实施例与对比例的原料均可市售购得。实施例
[0030]实施例1一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法，包括如下的制备步骤：二甲苯甲醛树脂的制备：在反应器中加入1kg甲醛，在50℃、300r/min的搅拌速度下滴加0.3kg十二烷基苯磺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：包括如下的制备步骤：二甲苯甲醛树脂和苯酚混合后加热，加入催化剂反应得到苯酚改性的二甲苯甲醛树脂，随后加入甲醛和苯并噁嗪，回流反应后，升温，加入聚丙烯酸反应，脱水后得到改性酚醛树脂；其中苯并噁嗪与聚丙烯酸的重量比为20
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30:1。2.根据权利要求1所述的一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：所述二甲苯甲醛树脂与苯酚的重量比为1
‑
6:10。3.根据权利要求1所述的一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：所述二甲苯甲醛树脂的不挥发物含量≥90%，粘度为40000
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90000mPa.S/25℃，数均分子量为250
‑
700。4.根据权利要求1所述的一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：所述苯并噁嗪与苯酚的重量比为0.5
‑
0.9:1。5.根据权利要求1所述的一种低吸水性的改性酚醛树脂的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱雷，施中元，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：