【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于摩阻复合材料，具体涉及一种生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、酚醛树脂是由酚类和醛类在一定温度下通过酸或碱催化合成的缩聚物。因为它成本低，原料易得，工艺和生产设备简单，机械性能优异，耐热和耐化学性优异，电绝缘和阻燃性好，所以酚醛树脂已成为电子、机械、建筑、航空航天、军事和国防等领域不可或缺的高分子材料。近年来，随着酚醛树脂制造水平的快速提高，酚醛树脂产品品种及应用领域在不断拓展，酚醛树脂市场需求量大幅提高。但由于原料、工艺以及技术条件的限制，酚醛树脂在合成及应用过程中具有环保性欠佳，游离甲醛含量过高的缺点。而随着不可再生能源逐渐减少，石油价格的上涨，以生物质提取物部分或完全替代甲醛或苯酚生产制备高性能生物基酚醛树脂，具有来源广泛、价格低廉、环保及可再生性等优点，是实现酚醛树脂绿色化生产的最佳选择，可以获得极好的经济效益、社会效益和环境效益。生物基酚醛树脂是用天然生物质，如木质素、单宁、生物油、腰果酚、大豆素、丁香酸和糠醛等，通过化学合成的方法得到的改性酚醛树脂。这类生物基树脂材料具有绿色环保、低毒、可降解等特性。生物基改性酚醛树脂可节约苯酚用量，降低甲醛释放量，保护环境，同时还可改善酚醛树脂的性质。但目前生物基酚醛树脂也存在一些缺点，如木质素等生物质的引入会使酚醛树脂的力学性能，摩擦性能等均有不同程度的降低，无法同时实现酚醛树脂的高性能和绿色化。
2、另一方面，摩阻材料是对具有高且稳定摩擦系数的材料进行加工，制备的具有一定结构强度且能通过与对偶材料发生摩擦作用实
3、目前，桐油、腰果壳油(cnsl)和橡胶等改性的酚醛树脂材料也在摩阻材料基体中得到了一定的应用。但是改性后的树脂材料强度较差，磨损率较高，形成复合材料后的摩擦系数对温度的稳定性较差，无法在超过250℃以上的使用环境下长时间工作。随着科技的发展，现代机械设备以及车辆的运行速度和载荷不断增加，因此无论是普通酚醛树脂还是目前经改性后的酚醛树脂均已经无法满足摩阻材料日益增长的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料耐磨性能和摩擦系数稳定性均较好。同时本专利技术提供的复合材料可以大大降低游离酚和甲醛的释放，安全环保。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将木质素、苯酚、白藜芦醇和无机强碱混合，加热至第一温度进行改性反应，得到改性反应预聚物；
5、将所述改性反应预聚物降温至第二温度和甲醛混合，再加热至第三温度进行缩聚反应，得到白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂；
6、将白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂、增强纤维、丁腈橡胶粉和无机填料混合，得到混合料，将所述混合料热压，得到成型坯体；
7、将所述成型坯体热处理，得到所述生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料。
8、优选的，所述白藜芦醇和苯酚的摩尔比为0.12:0.88；所述木质素和苯酚的质量比为6.6:10；所述无机强碱为氢氧化钠，所述无机强碱和苯酚的质量比为0.6:10。
9、优选的，所述第一温度为85～95℃，所述改性反应的时间为1～2h。
10、优选的，所述苯酚和甲醛的质量比为10:16。
11、优选的，所述第二温度为55～65℃；所述第三温度为90～100℃，所述缩聚反应的时间为3～4h。
12、优选的，所述无机填料包括mos2、sic、sio2、al2o3和cu粉中的一种或多种。
13、优选的，以质量百分含量计，所述混合料包括以下质量含量的组分：白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂36～40％，增强纤维20～24％，丁腈橡胶粉10～13％和无机填料23～33％。
14、优选的，所述热压的压力为9～11mpa，热压的温度为175～185℃，热压的时间为2.5～3.5h；
15、所述热处理的温度为170～190℃，热处理的时间为7.5～8.5h。
16、本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料，包括白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂基材和分散于所述白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂基材中的增强相；所述增强相包括增强纤维、丁腈橡胶粉和无机填料。
17、本专利技术提供了上述技术方案所述的生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料在摩阻材料中的应用。
18、本专利技术提供了一种生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：将木质素、苯酚、白藜芦醇和无机强碱混合，加热至第一温度进行改性反应，得到改性反应预聚物；将所述改性反应预聚物降温至第二温度和甲醛混合，再加热至第三温度进行缩聚反应，得到白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂；将白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂、增强纤维、丁腈橡胶粉和无机填料混合，得到混合料，将所述混合料热压，得到成型坯体；将所述成型坯体热处理，得到所述生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料。本专利技术采用天然生物质木质素替代部分苯酚，并通过天然生物提取物白藜芦醇，在无机强碱作为催化剂作用下，与甲醛通过两步反应得到的白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂，其具有良好的耐酸性能、力学性能以及耐热性能；然后以其作为基材与增强纤维、丁腈橡胶粉和无机填料经热压和热处理得到复合材料；经测试，所得复合材料耐磨性能和摩擦系数稳定性均较好，升温、降温摩擦系数的对比也表明其抗热衰退性能较好。同时本专利技术使用白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂作为基材制备复合材料时可大大降低游离酚和甲醛的释放，安全环保。而且相比于桐油、腰果壳油等增韧改性酚醛树脂基摩阻材料，本专利技术使用白藜芦醇和木质素为原料，原料来源更加广泛，提纯相对简单，且制备的复合材料的性能更加稳定。
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1.一种生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述白藜芦醇和苯酚的摩尔比为0.12:0.88；所述木质素和苯酚的质量比为6.6:10；所述无机强碱为氢氧化钠，所述无机强碱和苯酚的质量比为0.6:10。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度为85～95℃，所述改性反应的时间为1～2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯酚和甲醛的质量比为10:16。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述第二温度为55～65℃；所述第三温度为90～100℃，所述缩聚反应的时间为3～4h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机填料包括MoS2、SiC、SiO2、Al2O3和Cu粉中的一种或多种。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述混合料包括以下质量含量的组分：白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂36～40％，增强纤维20～24％，
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压的压力为9～11MPa，热压的温度为175～185℃，热压的时间为2.5～3.5h；
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料，其特征在于，包括白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂基材和分散于所述白藜芦醇改性木质素基生物酚醛树脂基材中的增强相；所述增强相包括增强纤维、丁腈橡胶粉和无机填料。
10.权利要求9所述的生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料在摩阻材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质白藜芦醇改性木质素酚醛树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述白藜芦醇和苯酚的摩尔比为0.12:0.88；所述木质素和苯酚的质量比为6.6:10；所述无机强碱为氢氧化钠，所述无机强碱和苯酚的质量比为0.6:10。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度为85～95℃，所述改性反应的时间为1～2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯酚和甲醛的质量比为10:16。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述第二温度为55～65℃；所述第三温度为90～100℃，所述缩聚反应的时间为3～4h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机填料包括mos2、sic、sio2、a...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟付良，张益苗，贾宇菲，周大鹏，叶煜霞，顾浩，高志伟，熊意，孟献丰，张侃，袁新华，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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