專利名稱：棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及酚醛模塑料，具體涉及棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
酚醛模塑料原料易得、成本低廉，具有力學(xué)強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，其中以棉纖維作為增強(qiáng)材料的酚醛模塑料可以達(dá)到較好的耐磨性能和力學(xué)性能，如公開號(hào)為CN1640930的發(fā)明專利，公開了一種無污水排放耐磨酚醛模塑料，其組分為無污水排放的耐磨酚醛樹脂100份、增韌劑10 20份、防霉劑3 5份、偶聯(lián)劑3 5份、棉布或棉纖維60 65份、溶劑300份。該發(fā)明采用無污水排放的耐磨酚醛樹脂為基本原料，棉布、 棉纖維為增強(qiáng)材料，通過加入的羧基丁腈橡膠增韌劑使酚醛樹脂在固化時(shí)發(fā)生接枝反應(yīng)而起到內(nèi)增塑的作用，且羧基丁腈橡膠增韌劑與耐磨酚醛樹脂中的聚酰胺形成兩種增韌劑復(fù)合增韌酚醛樹脂，從而提高材料的抗沖擊性能和抗彎曲性能；通過加入防霉劑與偶聯(lián)劑提高耐磨酚醛模塑料的防霉性與界面粘結(jié)性；使所得酚醛模塑料可用于制備飛機(jī)操縱系統(tǒng)滑輪、機(jī)載零件、各種油缸用導(dǎo)向環(huán)密封支撐圈、導(dǎo)彈發(fā)射車用導(dǎo)向環(huán)密封支撐圈、耐腐蝕結(jié)構(gòu)件、儀器儀表與電氣部件等。又如公開號(hào)為CN1752136的發(fā)明專利，公開了一種復(fù)合酚醛模塑料及其制備方法，該塑料原料包含以下組分100份的酚醛樹脂、5 20份的全硫化丁腈納米橡膠、10 20份的固化劑、1 5份的潤(rùn)滑劑、60 100份有機(jī)纖維素(為木粉、棉纖維或紙纖維)和30 60份的無機(jī)填料。該發(fā)明所述產(chǎn)品具有良好的抗沖擊性能。上述兩種酚醛模塑料雖然都具有較好的耐磨性和抗沖擊性能，但由于它們所選擇的配方?jīng)Q定著它們都只能采用模壓的成型方式，而模壓成型過程中的各參數(shù)大多由操作者手動(dòng)控制，存在成型工藝差、生產(chǎn)效率低的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有以棉纖維作為增強(qiáng)材料的酚醛模塑料僅能以模壓成型的不足，提供一種耐磨性和力學(xué)性能好且可通過注射成型的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料及其制備方法。本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料，該酚醛模塑料由下述重量配比的組分制成線型酚醛樹脂100 ；六次甲基四胺10 20;無機(jī)填料20 90 ；長(zhǎng)度為1 10_的棉纖維25 65 ；促進(jìn)劑0. 5 8 ；潤(rùn)滑劑1 8;染料0 10。上述棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料以線型酚醛樹脂為基體材料，選用特定長(zhǎng)度的棉纖維作為增強(qiáng)材料，并僅以六次甲基四胺為固化劑，通過添加適當(dāng)用量的無機(jī)填料和促進(jìn)劑，使塑料在具有快速固化能力的同時(shí)又能保持塑料在注射機(jī)料筒中的良好熱穩(wěn)定性， 從而使該塑料能夠注射成型。上述酚醛模塑料中各組分的重量配比優(yōu)選為線型酚醛樹脂100 ；六次甲基四胺13 18;無機(jī)填料30 80;長(zhǎng)度為1 10_的棉纖維；35 55 ；促進(jìn)劑1 5;潤(rùn)滑劑2 5;染料0 6 ；上述技術(shù)方案中，所述的無機(jī)填料為選自氫氧化鋁、硅微粉、方解石、滑石、碳酸鈣、玻璃微珠、高嶺土和陶土粉末中的一種或兩種以上的組合。所述的促進(jìn)劑為選自氫氧化鎂、氫氧化鈣、氧化鎂和氧化鈣中的一種或兩種以上的組合。所述的潤(rùn)滑劑為選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、乙撐硬脂酰胺、硬脂酸和硬脂酸甘油酯中的一種或兩種以上的組合。所述的染料為選自油溶黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠和鐵紅中的一種或兩種以上的組合。所述棉纖維的長(zhǎng)度優(yōu)選為2 6mm。本發(fā)明提供的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料的制備方法，包括以下步驟1)按配方稱取各組分，備用；2)取棉纖維用偶聯(lián)劑進(jìn)行常規(guī)表面處理；3)取六次甲基四胺粉碎，然后與經(jīng)過表面處理的棉纖維及其它組分混合均勻；4)將混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為 75 100°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為70 90rpm ；5)擠出料冷卻后粉碎，即得本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料。上述方法中，步驟2)中，所述棉纖維需要先用偶聯(lián)劑進(jìn)行常規(guī)表面處理，所述的偶聯(lián)劑可以是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑，其用量為棉纖維用量的0. 5 3%。步驟幻中，所述六次甲基四胺粉碎至不低于80目。步驟5)中，擠出料冷卻后粉碎至直徑為1 6mm的規(guī)則或不規(guī)則的粉粒狀。上述方法制得的模塑料用熱固性注射機(jī)注射成型時(shí)的工藝如下模具溫度為 150 190°C，料筒溫度為80 100°C，注射壓力為60 lOOMPa，固化時(shí)間為10 20s/mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的酚醛模塑料的特點(diǎn)為1、以線型酚醛樹脂為基體材料，選用特定長(zhǎng)度的棉纖維作為增強(qiáng)材料，并僅以六次甲基四胺為固化劑，通過添加適當(dāng)用量的無機(jī)填料和促進(jìn)劑，使塑料在具有快速固化能力的同時(shí)又能保持塑料在注射機(jī)料筒中的良好熱穩(wěn)定性，從而使該塑料能夠注射成型；2、產(chǎn)品工藝性好，且成型所得的產(chǎn)品具有較好的耐磨性和力學(xué)性能。
具體實(shí)施例方式
下面以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。以下各實(shí)施例中所用的雙螺桿擠出機(jī)為熱固性同向雙螺桿擠出機(jī)。以下各實(shí)施例中所述的份數(shù)均為重量份。實(shí)施例11)稱取以下各組分備用線型酚醛樹脂(即熱塑性酚醛樹脂，下同)100份、六次甲基四胺13份、400目的硅微粉80份、長(zhǎng)度為2mm的棉纖維35份、氫氧化鎂5份、硬脂酸鈣 5份、油溶黑6份；2)取棉纖維用相當(dāng)于其用量的鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行常規(guī)表面處理；3)取六次甲基四胺粉碎至80目，然后與經(jīng)過表面處理的棉纖維及其它組分混合均勻；4)將混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為 75 100°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為70rpm ；5)擠出料冷卻至常溫后粉碎至直徑為1 6mm的不規(guī)則粉粒狀，即得本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料。實(shí)施例21)稱取以下各組分備用線型酚醛樹脂100份、六次甲基四胺15份、600目的方解石50份、長(zhǎng)度為3mm的棉纖維45份、氫氧化鎂2份、硬脂酸鋅3份、鐵紅4份；2)取棉纖維用相當(dāng)于其用量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行常規(guī)表面處理；3)取六次甲基四胺粉碎至100目，然后與經(jīng)過表面處理的棉纖維及其它組分混合均勻；4)將混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為 75 95°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為90rpm ；5)擠出料冷卻至常溫后粉碎至直徑為2 5mm的不規(guī)則粉粒狀，即得本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料。實(shí)施例31)按重量百分比稱取以下各組分備用線型酚醛樹脂100份、六次甲基四胺18 份、300目的碳酸鈣30份、長(zhǎng)度為5mm的棉纖維55份、氧化鈣1份、硬脂酸2份；2)取棉纖維用相當(dāng)于其用量0. 5%的硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行常規(guī)表面處理；3)取六次甲基四胺粉碎至80目，然后與經(jīng)過表面處理的棉纖維及其它組分混合均勻；4)將混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為 80 100°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為77rpm ；5)擠出料冷卻至常溫后粉碎至直徑為4 6mm的不規(guī)則粉粒狀，即得本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料。實(shí)施例41)按重量百分比稱取以下各組分備用線型酚醛樹脂100份、六次甲基四胺20 份、800目的玻璃微珠90份、長(zhǎng)度為IOmm的棉纖維25份、氧化鎂8份、硬脂酸甘油脂8份；
2)取棉纖維用相當(dāng)于其用量1. 5%的鋁酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行常規(guī)表面處理；3)取六次甲基四胺粉碎至120目，然后與經(jīng)過表面處理的棉纖維及其它組分混合均勻；4)將混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為 78 99°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為80rpm ；5)擠出料冷卻至常溫后粉碎至直徑為6mm的不規(guī)則粉粒狀，即得本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料。實(shí)施例51)按重量百分比稱取以下各組分備用線型酚醛樹脂100份、六次甲基四胺10 份、600目的陶土粉末20份、長(zhǎng)度為8mm的棉纖維65份、氫氧化鎂0. 5份、乙撐硬脂酰胺1 份；2)取棉纖維用相當(dāng)于其用量3%的硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行常規(guī)表面處理；3)取六次甲基四胺粉碎至160目，然后與經(jīng)過表面處理的棉纖維及其它組分混合均勻；4)將混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為 81 96°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為83rpm ；5)擠出料冷卻至常溫后粉碎至直徑為2mm的不規(guī)則粉粒狀，即得本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料。分別將上述實(shí)施例1 5所制得的酚醛模塑料用熱固性注射機(jī)按以下工藝注射成型模具溫度為170°C，料筒溫度為90°C，注射壓力為60MPa，固化時(shí)間為20s/mm。所得的模塑料與德國PF51酚醛模塑料進(jìn)行機(jī)械電氣性能對(duì)比，結(jié)果如下表1所示表1
權(quán)利要求
1.一種棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料，其特征在于該酚醛模塑料由下述重量配比的組分制成線型酚醛樹脂100 ；六次甲基四胺10 20;無機(jī)填料20 90 ；長(zhǎng)度為1 IOmm的棉纖維25 65 ；促進(jìn)劑0. 5 8 ；潤(rùn)滑劑1 8 ；染料0 10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料，其特征在于各組分的重量配比為線型酚醛樹脂100 ；六次甲基四胺13 18 ；無機(jī)填料30 80 ；長(zhǎng)度為1 IOmm的棉纖維35 55 ；促進(jìn)劑1 5 ；潤(rùn)滑劑2 5 ；染料0 6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料，其特征在于所述的無機(jī)填料為選自氫氧化鋁、硅微粉、方解石、滑石、碳酸鈣、玻璃微珠、高嶺土和陶土粉末中的一種或兩種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料，其特征在于所述的促進(jìn)劑為選自氫氧化鎂、氫氧化鈣、氧化鎂和氧化鈣中的一種或兩種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑為選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、乙撐硬脂酰胺、硬脂酸和硬脂酸甘油酯中的一種或兩種以上的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料，其特征在于所述的染料為選自油溶黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠和鐵紅中的一種或兩種以上的組合。
7.權(quán)利要求1所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)按權(quán)利要求1中所述配方稱取各組分，備用；2)取棉纖維用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理；3)取六次甲基四胺粉碎，然后與經(jīng)過表面處理的棉纖維及其它組分混合均勻；4)將混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度為75 IOO0C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為70 90rpm ；5)擠出料冷卻后粉碎，即得本發(fā)明所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料的制備方法，其特征在于步驟2)中，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、或鋁酸酯偶聯(lián)劑，其用量為棉纖維用量的0. 5 3%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種棉纖維增強(qiáng)注射型酚醛模塑料及其制備方法。該酚醛模塑料由下述重量配比的組分制成線型酚醛樹脂100；六次甲基四胺10～20；無機(jī)填料20～90；長(zhǎng)度為1～10mm的棉纖維25～65；促進(jìn)劑0.5～8；潤(rùn)滑劑1～8；染料0～10。本發(fā)明所述模塑料以線型酚醛樹脂為基體材料，選用特定長(zhǎng)度的棉纖維作為增強(qiáng)材料，并僅以六次甲基四胺為固化劑，通過添加適當(dāng)用量的無機(jī)填料和促進(jìn)劑，使塑料在具有快速固化能力的同時(shí)又能保持塑料在注射機(jī)料筒中的良好熱穩(wěn)定性，從而使該塑料能夠注射成型；產(chǎn)品工藝性好，且成型所得的產(chǎn)品具有較好的耐磨性和力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08K3/36GK102417692SQ20111035036
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者劉有龍, 王明軍, 鐘立松, 陳武榮 申請(qǐng)人:桂林電器科學(xué)研究院