一種阻燃劑組合物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于隔熱材料和阻燃材料，特別涉及一種具有高隔熱高阻燃的酚醛樹脂復(fù) 合材料及其制備方法與用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 酚醛/玻纖預(yù)浸料的復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻燃性能、良好的耐高溫性能和突出的 性價比，在注塑、擠出或熱壓的高端工藝裝備、航空航天以及電工電器絕緣等高技術(shù)領(lǐng)域得 到了廣泛應(yīng)用。典型的應(yīng)用包括注塑機、擠出機或熱壓機的隔熱板，注塑、擠出或熱壓成型 的模具，及應(yīng)用于大型飛機的地板、壁板或天花板等內(nèi)裝飾、電子電器用絕緣線路板等。
[0003] 傳統(tǒng)的酚醛/玻纖預(yù)浸料的復(fù)合材料一般采用溶液浸膠法進行制備，這種制備方 法的主要特點是必須采用有機溶劑如乙醇將酚醛樹脂和其它添加劑稀釋并混合均勻。由于 酚醛樹脂混合液的密度一般在〇. 8~1. 3g/cm3之間，這要求所添加的功能填料的密度范圍 也必須在0.8~1.3g / cm3之間。浸膠過程中如果功能填料的密度過大則會出現(xiàn)"顆粒沉 降"并導(dǎo)致材料的均勻性較差，功能填料的密度過小則會出現(xiàn)"填料漂浮"從而導(dǎo)致均勻浸 膠不能實現(xiàn)。由此可見，傳統(tǒng)的酚醛/玻纖預(yù)浸料的復(fù)合材料雖然阻燃性能和力學(xué)性能優(yōu) 異，但有機溶劑的成本高，材料的密度大，隔熱保溫性能有待進一步提高。
[0004] 熱熔法制備酚醛預(yù)浸料的復(fù)合材料一直是全世界所關(guān)注的一個研究熱點，該方法 可以有效克服傳統(tǒng)溶液浸膠法所固有的缺點。美國專利US6391959B1采用聚乙烯醇縮甲醛 等熱塑性高聚物對B階段酚醛樹脂進行增韌改性，成功制備出了酚醛樹脂熱熔膠膜并實現(xiàn) 了酚醛預(yù)浸料的熱熔預(yù)浸。但該專利所公開的酚醛預(yù)浸料的復(fù)合材料的密度和隔熱保溫性 能仍與傳統(tǒng)酚醛預(yù)浸料的復(fù)合材料相當(dāng)。
[0005] 隨著全世界能源危機的漸趨緊張和環(huán)境問題的日益突出，輕質(zhì)化、低碳化和節(jié)能 化已經(jīng)成為新一代交通工具如大型飛機、新一代高端工藝裝備如注塑機、擠出機或熱壓機 等的重要發(fā)展方向。本發(fā)明采用低密度的空心玻璃微球結(jié)合熱塑性聚合物對B階段酚醛 樹脂的粘度和韌性進行調(diào)控優(yōu)化，使酚醛樹脂膜的粘度和韌性適中，適于熱熔預(yù)浸工藝，所 制備的具有高隔熱性能的酚醛樹脂復(fù)合材料的密度在1~1. 7g/cm3、導(dǎo)熱系數(shù)在0. 1~ 0.3W / m*K范圍可調(diào)，具有優(yōu)異的隔熱性能、力學(xué)性能和阻燃性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一是提供具有密度和隔熱性能可調(diào)控、隔熱保溫性能良好、阻燃 性能突出等優(yōu)點的具有高隔熱性能和阻燃性能的酚醛樹脂復(fù)合材料；本發(fā)明的目的之二是 提供一種具有高隔熱性能的酚醛樹脂復(fù)合材料的制備方法；本發(fā)明的目的之三是提供具有 高隔熱性能和阻燃性能的酚醛樹脂復(fù)合材料的用途。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種高隔熱高阻燃復(fù)合材料，其包含按重量百分?jǐn)?shù)計的如下組分：
[0009]
【主權(quán)項】
1. 一種高隔熱高阻燃復(fù)合材料，其特征在于，包含按重量百分?jǐn)?shù)計的如下組分： 酚越樹脂 5~60%; 熱塑性增初劑 2~25%; 空心玻璃微球 5~30%; 偶聯(lián)劑 0.1~5%; 纖維增強材料 ' 20~80%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述各組分的重量百分?jǐn)?shù)為： 酚醛樹脂 10~60%; 熱塑性增初劑 2~15%; 空心玻璃微球 5-20%; 偶聯(lián)劑 0.1-2%; 纖維增強材料 30~80°/〇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于：所述酚醛樹脂在160°C下的凝膠時間 為1~lOmin，所述酚醛樹脂在160°C下的凝膠時間為1~5min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于：所述熱塑性增韌劑選自聚乙烯 醇縮甲醛、聚乙醇縮丁醛、端羧基聚丁二烯、端羥基聚丁二烯中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于：所述空心玻璃微球選自硼硅酸 鹽類空心微球，所述硅酸鹽類空心微球的粒徑范圍為2~250um，堆積密度為0. 1~0. 4g / cm3,抗壓強度為2~60MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于：所述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦 酸酯類偶聯(lián)劑、鋁酸酯類偶聯(lián)劑中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于：所述纖維增強材料選自玻璃纖 維單向帶、玻璃纖維布、玻璃纖維氈中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于：所述纖維增強材料為面重100~ 800g / cm3的無堿玻璃纖維布及面重100~800g / cm3的無堿玻璃纖維毯。
9. 一種如權(quán)利要求1或2所述的高隔熱高阻燃復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟： a) 在有機溶劑中依次加入偶聯(lián)劑和空心玻璃微球，混合30~60min后加入熱塑性增韌 齊?，混合攪拌均勻，得到空心玻璃微球/熱塑性增韌劑混合液； b) 在現(xiàn)有堿催化酚醛生產(chǎn)工藝步驟進行到反應(yīng)完畢，擬進行脫除溶劑前，檢測并控制 B階酚醛的凝膠時間為1~lOmin，停止加熱反應(yīng)，攪拌下加入步驟a)中得到的空心玻璃 微球/熱塑性增韌劑混合液，剪切分散30~60min后開始脫除溶劑，得到酚醛樹脂基體， 其中，控制B階酚醛混合物80°C下的粘度范圍為10000~150000Pa· s，優(yōu)選為10000~ 50000Pa · s ; C)采用熱熔膠膜機在70~IKTC工藝條件下步驟b)中得到的酚醛樹脂基體制備成酚 醛樹脂膠膜，然后采用熱熔預(yù)浸機經(jīng)展布、熱熔預(yù)浸、冷卻和收卷工藝步驟制備熱熔酚醛預(yù) 浸料，控制熱棍的熱壓溫度為70~110°C，走速為3~15m / min ; d)裁剪酚醛預(yù)浸料后鋪疊，將預(yù)浸料疊塊放入壓機或經(jīng)真空袋包覆后放入熱壓罐在 110~180°C、0. 3~I. 5MPa的壓力條件下固化成型。
10. -種如權(quán)利要求1所述的一種高隔熱高阻燃復(fù)合材料用途，其特征在于：所述酚醛 復(fù)合材料應(yīng)用于高端注塑/擠出/熱壓工藝裝備領(lǐng)域、大型飛機阻燃內(nèi)飾領(lǐng)域和電工電氣 絕緣領(lǐng)域，特別適用于注塑機/擠出機/熱壓機隔熱板、注塑成型/擠出機成型隔熱模具、 大型飛機天花板、行李艙及地板。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高隔熱高阻燃復(fù)合材料及其制備方法與用途，其特征在于所述的高隔熱高阻燃復(fù)合材料由酚醛樹脂、空心玻璃微球填料、熱塑性聚合物以及玻璃纖維或碳纖維經(jīng)熱熔預(yù)浸后模壓或熱壓罐固化成型。本發(fā)明首先制備酚醛樹脂／熱塑性聚合物／空心玻璃微球熱熔膠膜，然后熱熔預(yù)浸并加熱固化得到酚醛復(fù)合材料，解決了傳統(tǒng)溶液浸膠法存在的“填料漂浮、無法均勻分散”技術(shù)難題，同時通過改變空心玻璃微球的用量實現(xiàn)復(fù)合材料的密度在1.0～1.7g／cm3、導(dǎo)熱系數(shù)在0.1～0.3W／m·K范圍可調(diào)。所述高隔熱性能復(fù)合材料可用于注塑機/擠出機／熱壓機隔熱板、注塑成型/擠出機成型隔熱模具、大型飛機天花板、行李艙及地板等，具有重要的推廣應(yīng)用前景。
【IPC分類】C08K9-04, C08L61-06, C08K9-06, C08J5-04, C08K7-14, C08K7-28
【公開號】CN104629251
【申請?zhí)枴緾N201310565979
【發(fā)明人】張建飛
【申請人】厚德新材料常州有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月12日