CN102504476A - 一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，包括如下步骤：(1)合成腰果酚改性硼酚醛树脂；(2)制备腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液；(3)制备腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料；(4)将腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料加热、加压使腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料固化，然后冷却、脱模、机加工、热处理即得精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板。按本发明制备的精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板克服棉布/酚醛树脂层压板切水板使用寿命短的不足，提高精轧钢生产线的生产效率和精轧钢生产线的稳定性。

Description

一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种精轧机切水板的制备方法，更具体地说是涉及一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法。

背景技术

目前应用于钢铁行业的精轧钢生产线的精轧机切水板、导位板、衬板和滑板一般有三种：(1)铸铁类切水板，(2)棉布/酚醛树脂层压板切水板，(3)玻璃布/硼酚醛树脂层压板切水板。铸铁类切水板容易对精轧辊轮碰伤、划伤及不易去除氧化杂质，同时精轧机设备稳定性不佳；棉布/酚醛树脂基切水板，虽然精轧机设备稳定性好，但由于棉布和普通酚醛树脂的耐热性差，致使其产品使用寿命缩短，实际生产中要经常更换切水板，降低了精轧钢生产线的生产效率，另外经常更换切水板，使精轧钢生产线的稳定性受到影响。因此，提高酚醛树脂基复合材料切水板的耐热性和增加使用寿命是一个重要的研究课题。

中国专利200620074666.2公开了一种耐高温耐磨切水板，它包括一本体和一表面层，表面层(1)包覆在本体(2)四周。表面层(1)为耐高温、耐磨材料构成，本体(2)为纯棉布/酚醛树脂基复合材料。该切水板仍属棉布/酚醛树脂层压板切水板，因此使用寿命十分有限。

中国专利200610152132.1、200710015204.2、200810042954.3、200810015904.6和200810042954.3等公开了一种将苯酚、腰果壳油或腰果酚、甲醛在酸性条件下制备线型热塑性酚醛树脂的方法。该方法在后续制备层压板和模塑料时带来一定麻烦。

中国专利200710015205.7公开了将采用腰果酚与苯酚、甲醛在碱性催化剂作用下，制得腰果酚改性酚醛树脂。

中国专利200710129766.X公开了一种腰果油改性酚醛树脂经过两步反应制得腰果油改性酚醛树脂的制备方法。

美国专利7,825,284和7,781,623公开了从腰果油中制备颜色稳定的腰果酚的方法，同时公开了由腰果酚、脂肪胺、甲醛反应制备烷基苯胺，烷基苯胺是环氧树脂的一种固化剂。

上述专利只公开了腰果酚改性线型酚醛树脂的制备方法，均不适用本发明。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板(以下简称“复合材料切水板”)的制备方法，按本发明制备的复合材料切水板克服棉布/酚醛树脂层压板切水板使用寿命短的不足，提高精轧钢生产线的生产效率和精轧钢生产线的稳定性。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种复合材料切水板的制备方法，包括如下步骤：

(1)合成腰果酚改性硼酚醛树脂；

(2)制备腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液；

(3)制备腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料；

(4)将腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料加热、加压使腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料固化，然后冷却、脱模、机加工、热处理即得复合材料切水板。

为了便于理解和实现本发明，以下对复合材料切水板的制备方法和步骤进行分述。

所述腰果酚改性硼酚醛树脂，包括如下质量份数的组分：

上述腰果酚改性硼酚醛树脂的制备中，优选地，所述催化剂为氧化镁、氧化锌、乙酸锌中的一种或两种，更优选地，为氧化镁和乙酸锌的复配体系。采用该催化体系的优点是使整个反应体系处于中性条件，可以减少对设备的腐蚀。

上述组分中腰果酚的用量小于10份，不能改善酚醛树脂的性能，大于15份，会降低改性树脂的固化速度和固化物的玻璃化温度，使固化物的力学强度降低。腰果酚的优选用量为12份。

上述组分中硼酸的用量小于10份，固化物的耐热性下降，大于20份，树脂固化物的吸水性增加，严重影响固化物的性能，优选用量为18份

上述腰果酚改性硼酚醛树脂的制备工艺如下：先将腰果酚、甲醛和预热熔融的苯酚采用真空方式吸入反应釜，接着加入催化剂，边搅拌边升温至沸腾，保温2～3小时，然后加入硼酸，温度保持在80～100℃，反应至体系产生浑浊，升温至沸腾，再保温0.5～1小时，减压脱水，即得到一种腰果酚改性硼酚醛树脂。

腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液的制备，其原料及含量以质量份数计如下：

腰果酚改性硼酚醛树脂      100

醇                        30～50

抗摩擦磨损助剂            5～20

将上述原料按上述比例混合均匀即可。其中抗摩擦磨损助剂为石墨、二硫化钼、三氧化二铝、氧化锆、碳化硅中的两种或三种。醇为甲醇、乙醇中的一种或两种。

腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料的制备，

将玻璃纤维通过上述腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液预浸后，进入烘干设备烘干，烘干温度为100～145℃，线速度为2～3m/min。一般上述预浸料的挥发分不大于3％。腰果酚改性硼酚醛树脂/纤维预浸料中玻璃纤维的含量为50～55％(重量)。

将腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料布置于两块钢板之间，在热压机两电热板间加热、加压使预浸料固化，然后冷却、脱模、机加工、热处理即得复合材料制品。其工艺过程包括：叠料、进模、热压、冷却、脱模、机加工、热处理等过程。加热的温度可为210℃，加压的压力可为10～30MPa。

本发明与现有技术相比具有以下优点：制造工艺简单、制造工艺稳定，可操作性强，便于工业化生产；其腰果酚改性硼酚醛树脂基玻纤复合材料不仅适用于钢铁行业的精粗轧钢生产线的切水板，同样适用于钢铁行业的精粗轧钢生产线的导位板、衬板和滑板。

有益效果：本发明制备工艺简单、制备工艺稳定，可操作性强，便于工业化生产。按本发明制备的复合材料切水板耐摩擦磨损、耐高温，具有优异的抗冲击强度，不仅适用于钢铁行业的精粗轧钢生产线的切水板，同样适用于钢铁行业的精粗轧钢生产线的导位板、衬板和滑板。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：

腰果酚改性硼酚醛树脂的制备：先将：12克腰果酚、130克甲醛(36.5％)和90克预热熔融的苯酚采用真空方式吸入反应釜，接着加入1.0克氧化镁和1.0克乙酸锌，边搅拌边升温至沸腾，保温2小时，然后加入18克硼酸，温度保持在90～100℃，反应至体系产生浑浊，升温至沸腾，保温0.5小时；减压脱水，即得168g所述的腰果酚改性硼酚醛树脂。

腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液的制备：取上述100克腰果酚改性硼酚醛树脂、30克甲醇、8克石墨、2克二硫化钼、10克三氧化二铝，混合均匀即得到一种腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液。

腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维布预浸料的制备：将玻璃纤维通过上述腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液预浸后，进入烘干设备烘干，烘干温度为125℃，线速度为2～3m/min。一般上述预浸料的挥发分不大于3％，玻璃纤维的含量为50％(重量)。

将上述烘干的预浸料经裁剪、叠合装模、置于两个抛光的不锈钢板之间，放在热压机上加热、加压，经热压固化，然后冷却、脱模、机加工、后处理即得复合材料切水板。热压机温度为210℃，压力为20MPa。

实施例2：

腰果酚改性硼酚醛树脂的制备：先将：10克腰果酚、120克甲醛(34.5％)和90克预热熔融的苯酚采用真空方式吸入反应釜，接着加入1.0克氧化锌和1.0克乙酸锌，边搅拌边升温至沸腾，保温3小时，然后加入10克硼酸，温度保持在80～90℃，反应至体系产生浑浊，升温至沸腾，保温1小时；减压脱水，即得156克所述的腰果酚改性硼酚醛树脂。

腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液的制备：取上述100克腰果酚改性硼酚醛树脂、50克乙醇、2克石墨、1克二硫化钼、2克氧化锆，混合均匀即得到一种腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液。

腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维布预浸料的制备：将玻璃纤维通过上述腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液预浸后，进入烘干设备烘干，烘干温度为100℃，线速度为2～3m/min。一般上述预浸料的挥发分不大于3％，玻璃纤维的含量为55％(重量)。

将上述烘干的预浸料经裁剪、叠合装模、置于两个抛光的不锈钢板之间，放在热压机上加热、加压，经热压固化，然后冷却、脱模、机加工、后处理即得复合材料切水板。热压机温度为210℃，压力为10MPa。

实施例3：

腰果酚改性硼酚醛树脂的制备：先将：15克腰果酚、130克甲醛(38.5％)和90克预热熔融的苯酚采用真空方式吸入反应釜，接着加入1.0克氧化镁和1.0克乙酸锌，边搅拌边升温至沸腾，保温3小时，然后加入20克硼酸，温度保持在90～100℃，反应至体系产生浑浊，升温至沸腾，保温1小时；减压脱水，即得174克所述的腰果酚改性硼酚醛树脂。

腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液的制备：取上述100克腰果酚改性硼酚醛树脂、50克甲醇、8克石墨、2克二硫化钼、10克碳化硅，混合均匀即得到一种腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液。

腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维布预浸料的制备：将玻璃纤维通过上述腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液预浸后，进入烘干设备烘干，烘干温度为145℃，线速度为2～3m/min。一般上述预浸料的挥发分不大于3％，玻璃纤维的含量为52％(重量)。

将上述烘干的预浸料经裁剪、叠合装模、置于两个抛光的不锈钢板之间，放在热压机上加热、加压，经热压固化，然后冷却、脱模、机加工、后处理即得复合材料切水板。热压机温度为210℃，压力为30MPa。

Claims (8)

1.一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)合成腰果酚改性硼酚醛树脂；

(2)制备腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液；

(3)制备腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料；

(4)将腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料加热、加压使腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料固化，然后冷却、脱模、机加工、热处理即得精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板。

2.根据权利要求1所述一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，各组分配比以质量份数计如下：

所述催化剂为氧化镁、氧化锌、乙酸锌中的一种或两种；

所述腰果酚改性硼酚醛树脂的制备方法为：先将腰果酚、甲醛和预热熔融的苯酚采用真空方式吸入反应釜，接着加入催化剂，边搅拌边升温至沸腾，保温2～3小时，然后加入硼酸，温度保持在80～100℃，反应至体系产生浑浊，升温至沸腾，再保温0.5～1小时，减压脱水，即得到腰果酚改性硼酚醛树脂。

3.根据权利要求2所述一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于：所述甲醛的含量为34.5～38.5％(重量)。

4.根据权利要求1所述一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，各组分配比以质量份数计如下：

腰果酚改性硼酚醛树脂    100

醇                      30～50

抗摩擦磨损助剂          5～20

将上述原料按上述比例混合均匀即可；其中抗摩擦磨损助剂为石墨、二硫化钼、三氧化二铝、氧化锆、碳化硅中的两种或三种，醇为甲醇、乙醇中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料是将玻璃纤维通过腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液预浸后，进入烘干设备烘干而成。

6.根据权利要求5所述一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于：所述烘干的温度为100～145℃，通过腰果酚改性硼酚醛树脂浸渍溶液预浸后的玻璃纤维在所述烘干设备中运行的线速度为2～3m/min。

7.根据权利要求5所述一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于：所述玻璃纤维的重量占腰果酚改性硼酚醛树脂/玻璃纤维预浸料重量的50～55％。

8.根据权利要求1所述一种精轧机用腰果酚改性硼酚醛树脂基玻璃纤维复合材料切水板的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述加热的温度为210℃，所述加压的压力为10～30MPa。