專(zhuān)利名稱(chēng)：聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改性酚醛樹(shù)脂及其制備方 法。具體地說(shuō)，本發(fā)明是一種聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂及其制備方 法。
背景技術(shù)：
酚醛樹(shù)脂是最重要的合成樹(shù)脂之一，由于其原料來(lái)源豐盛，生產(chǎn) 工藝簡(jiǎn)單，樹(shù)脂綜合性能較好，所以在很多工業(yè)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用， 甚至是必須采用的一類(lèi)原材料，其中也包括在汽車(chē)工業(yè)中用于制作剎 車(chē)片。近年來(lái)汽車(chē)工業(yè)在世界各國(guó)都獲得快速發(fā)展，汽車(chē)擁有量大幅 增加，制作汽車(chē)剎車(chē)片的摩擦材料消耗量也隨之猛增，并且對(duì)摩擦材 料制品的使用壽命提出了更長(zhǎng)的要求。但作為摩擦材料這類(lèi)復(fù)合材料 的粘結(jié)劑的酚醛樹(shù)脂，其耐熱性不足一直是造成剎車(chē)片和離合器面片 高溫摩擦性能衰退和使用壽命短的主要因素，因?yàn)閯x車(chē)片和離合器面 片在應(yīng)用過(guò)程中，往往會(huì)因摩擦導(dǎo)致工作面溫度升高，使作為剎車(chē)片 和離合器面片內(nèi)部各組分粘結(jié)劑的酚醛樹(shù)脂熱解而破壞，繼而使剎車(chē) 片和離合器面片磨損加劇，甚至被破壞。所以提高酚醛樹(shù)脂耐熱性， 一直是改善摩擦材料及其制品(剎車(chē)片、離合器面片)抗熱衰退性、 延長(zhǎng)使用壽命的努力方向。利用不同樹(shù)脂進(jìn)行共混的共混改性法是一種新穎、方便、有效的 方法，在聚乙烯，聚氯乙烯等合成樹(shù)脂的改性方面己獲得良好效果和 廣泛應(yīng)用。但在酚醛樹(shù)脂與其他樹(shù)脂共混改性方面己有的成果多為改 善酚醛樹(shù)脂的粘結(jié)性和韌性，尚未有與聚苯硫醚共混改性并提高耐熱
性的報(bào)道與成果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出了一種聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂及其制備方法，改 善了普通酚醛樹(shù)脂耐熱性不足的缺點(diǎn)。聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂尤 其適用于汽車(chē)剎車(chē)片及離合器面片的制造。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂，該改性酚醛樹(shù)脂為熱塑性酚醛 樹(shù)脂，該改性酚醛樹(shù)脂體系中含有占體系總質(zhì)量1% 9%的、均勻分 散的聚苯硫醚樹(shù)脂分散體。所述的聚苯硫醚樹(shù)脂是用溶劑法生產(chǎn)的線形分子結(jié)構(gòu)的白色粉末，熔點(diǎn)280~285°C，熔體流動(dòng)指數(shù)50~500克/10分鐘，細(xì)度100 200目。上述的聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂的制備方法是采用共混法，將 聚苯硫醚樹(shù)脂粉末與酚類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物、酸催化劑按加料比例 加入反應(yīng)器中，并在攪拌下加熱進(jìn)行反應(yīng)，本發(fā)明的改進(jìn)在于所述的聚苯硫醚樹(shù)脂是用溶劑法生產(chǎn)的線形分子結(jié)構(gòu)的白色粉 末，熔點(diǎn)280 285°C，熔體流動(dòng)指數(shù)50 500克/10分鐘，細(xì)度100~200 百；加料順序依次為酚類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物、酸催化劑、聚苯硫醚所述的加料比例是酚與醛的摩爾比為l: 0.8~0.9，酸催化劑用 量以將酚、醛混合液的pH值調(diào)至〈3為準(zhǔn)，聚苯硫醚樹(shù)脂加入量以 占此改性酚醛樹(shù)脂質(zhì)量的1% 9%計(jì)算；加料完畢后進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使聚苯硫醚?shù)脂粉末均勻分散在反應(yīng)
物系中，在酚醛樹(shù)脂合成的同時(shí)，生成聚苯硫醚改性酚醛樹(shù)脂。 所述的酚類(lèi)化合物優(yōu)選采用苯酚。 所述的醛類(lèi)化合物優(yōu)選采用甲醛。 所述的酸催化劑優(yōu)選采用草酸。聚苯硫醚是一種新型耐高溫樹(shù)脂，其熔點(diǎn)高達(dá)280。C以上，初始熱解溫度為405。C，而酚醛樹(shù)脂初始熱解溫度為200°C，至405。C時(shí) 己失重10%~15%。聚苯硫醚樹(shù)脂與酚醛樹(shù)脂有較好的相容性，本發(fā) 明將耐熱性高的聚苯硫醚樹(shù)脂與酚醛樹(shù)脂共混，制得了一類(lèi)耐熱性高 的改性酚醛樹(shù)脂。任意兩種不同樹(shù)脂共混改性的通常方法是將它們分別合成后，再 于高剪切混煉設(shè)備中熔融共混，或在一般混拌設(shè)備中進(jìn)行簡(jiǎn)單共混。 前一方法因聚苯硫醚熔點(diǎn)高達(dá)28(TC以上，在此溫度下酚醛樹(shù)脂己發(fā) 生分解，故不可采用；后一方法達(dá)不到均勻混合的目標(biāo)，所以改性效 果不好。本發(fā)明的具體工藝是(1) 按原料技術(shù)指標(biāo)要求備好各種原材料；(2) 按原料配比要求分別稱(chēng)取各種原材料；(3) 依次向樹(shù)脂合成反應(yīng)器中加入酚、醛，攪拌均勻后測(cè)混合 物pH值，據(jù)此pH值計(jì)算應(yīng)加入的酸催化劑的量，使加酸后反應(yīng)混 合物的pH值〈3，繼續(xù)攪拌；(4) 向樹(shù)脂合成反應(yīng)器中加入聚苯硫醚樹(shù)脂粉末；(5) 關(guān)閉反應(yīng)器，攪拌下逐步升溫反應(yīng)，在約96 100'C區(qū)間沸 騰回流反應(yīng)30~45分鐘取樣在涂料4號(hào)杯中測(cè)黏度，控制黏度為 50 70秒為合格,縮聚反應(yīng)結(jié)束，改真空脫水操作；(6)反應(yīng)器內(nèi)真空度隨水份逐步脫出而逐漸升高，反應(yīng)物溫度 相應(yīng)先降至60 80。C，后升至140~160°C，直至取樣測(cè)鳥(niǎo)比洛德滴點(diǎn) 在95 105"之間，即停止加熱，消除真空，放料，冷卻，制得固體 聚苯硫醚改性酚醛樹(shù)脂。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(1) 本發(fā)明的改性酚醛樹(shù)脂的耐熱性?xún)?yōu)于同類(lèi)的未改性酚醛樹(shù) 脂，其熔點(diǎn)提高5 20。C， 400°。以下的熱失重率下降5% 10%;(2) 共混法對(duì)于制備樹(shù)脂共混物，尤其對(duì)于將高熔點(diǎn)樹(shù)脂與低熔 點(diǎn)且易熱分解樹(shù)脂的共混改性具有廣泛的意義；(3) 本發(fā)明的聚苯硫醚改性酚醛樹(shù)脂適用于要求耐熱性?xún)?yōu)良的 酚醛樹(shù)脂領(lǐng)域，尤其適用于制造摩擦材料及其制品(剎車(chē)片和離合器 面片)，制成的半金屬摩擦材料試樣，按GB/T 5763-1998測(cè)定，摩 擦系數(shù)在各溫度點(diǎn)都符合標(biāo)準(zhǔn)，且在最高測(cè)定溫度35(TC下可達(dá) 0.35~0.4，高于未改性酚醛樹(shù)脂制成的對(duì)比試樣20%左右；相應(yīng)各溫 度點(diǎn)的磨損率不僅符合標(biāo)準(zhǔn)，而且比未改性酚醛樹(shù)脂制成的對(duì)比試樣 有所下降，尤其在最高測(cè)定溫度35(TC下的磨損率低于未改性酚醛樹(shù) 脂制成的對(duì)比試樣10%以上，從而起到延長(zhǎng)剎車(chē)片和離合器面片使用 壽命的效果；(4) 汽車(chē)用剎車(chē)片及離合器面片熱穩(wěn)定性的提高，有利于行車(chē)安 全；磨損率低，使用壽命長(zhǎng)有利于運(yùn)行成本的降低和環(huán)境保護(hù)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1(1)按原料技術(shù)指標(biāo)要求備好苯酚、甲醛水溶液、草酸、聚苯硫 醚樹(shù)脂；聚苯硫醚樹(shù)脂是用溶劑法生產(chǎn)的線形分子結(jié)構(gòu)的白色粉末，
熔點(diǎn)280 285°C ，熔體流動(dòng)指數(shù)50 500克/10分鐘，細(xì)度100 200目。(2) 按原料配比要求分別稱(chēng)取各種原材料，原料配比為苯酚甲醛二l: 0.9(摩爾比)，催化劑草酸加入量為將苯酚與甲醛混合液的pH值調(diào)至2.5左右為準(zhǔn)，聚苯硫醚樹(shù)脂粉為酚醛樹(shù)脂生成量的6%;(3) 加料完畢，關(guān)閉反應(yīng)器，充分?jǐn)嚢韬?，逐步升溫反?yīng)，在約 96 10(TC區(qū)間沸騰回流反應(yīng)30 45分鐘，取樣，在涂料4號(hào)杯中測(cè)黏 度，控制黏度為50 70秒為合格，縮聚反應(yīng)結(jié)束，改真空脫水操作；(4) 反應(yīng)器內(nèi)水分的脫除操作是，先在常壓加熱沸騰狀態(tài)下蒸發(fā) 出總脫水量的10% 30%，隨后改減壓脫水，真空度隨水份逐步脫出 而逐漸升高，最高真空度以余壓計(jì)應(yīng)〈lkPa。反應(yīng)物溫度相應(yīng)先降至 60~80°C，最后升至140~160°C，直至取樣測(cè)鳥(niǎo)比洛德滴點(diǎn)為95 105 。C之間，即停止加熱，消除真空，放料，冷卻，制得固體聚苯硫醚改 性酚醛樹(shù)脂。以上對(duì)本發(fā)明所提供的聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂及其制備方 法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方 式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想， 在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū) 內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1. 一種聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂，該改性酚醛樹(shù)脂為熱塑性 酚醛樹(shù)脂，其特征在于該改性酚醛樹(shù)脂體系中含有占體系總質(zhì)量 1 % 9%的聚苯硫醚樹(shù)脂分散體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂，其特征 在于所述的聚苯硫醚樹(shù)脂是用溶劑法生產(chǎn)的線形分子結(jié)構(gòu)的白色粉末，熔點(diǎn)280~285°C，熔體流動(dòng)指數(shù)50~500克/10分鐘，細(xì)度100~200目。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂的制備方 法，將聚苯硫醚樹(shù)脂粉末與酚類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物、酸催化劑按加料比例加入反應(yīng)器中，并在攪拌下加熱進(jìn)行反應(yīng)，其特征在于所述的聚苯硫醚樹(shù)脂是用溶劑法生產(chǎn)的線形分子結(jié)構(gòu)的白色粉末，熔點(diǎn)280~285°C，熔體流動(dòng)指數(shù)50 500克/10分鐘，細(xì)度100 200 目；加料順序依次為酚類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物、酸催化劑、聚苯硫醚 樹(shù)脂；所述的加料比例是酚與醛的摩爾比為l: 0.8 0.9，酸催化劑用 量以將酚、醛混合液的pH值調(diào)至〈3為準(zhǔn)，聚苯硫醚樹(shù)脂加入量以 占改性酚醛樹(shù)脂體系總質(zhì)量的1%~9%計(jì)算；加料完畢后進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁咕郾搅蛎褬?shù)脂粉末均勻分散在反應(yīng) 物系中，在酚醛樹(shù)脂合成的同時(shí)，生成聚苯硫醚改性酚醛樹(shù)脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂的制備方 法，其特征在于所述的酚類(lèi)化合物是苯酚。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂的制備方 法，其特征在于所述的醛類(lèi)化合物是甲醛。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂的制備方 法，其特征在于所述的酸催化劑是草酸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚苯硫醚樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂及其制備方法。本發(fā)明采用新型耐高溫的聚苯硫醚樹(shù)脂粉末在合成酚醛樹(shù)脂的同時(shí)對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行共混改性。該改性酚醛樹(shù)脂中含有占改性酚醛樹(shù)脂總質(zhì)量1％～9％的聚苯硫醚樹(shù)脂分散體。該改性酚醛樹(shù)脂比未改性的同類(lèi)酚醛樹(shù)脂具有更高的耐熱性，從而可用于制造摩擦材料，提高摩擦材料的高溫摩擦系數(shù)，抗熱衰退性和使用壽命。
文檔編號(hào)C08G75/00GK101121773SQ200710145389
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者吳培熙, 唐路林, 張富慎 申請(qǐng)人:山東圣泉化工股份有限公司