CN103087466A

CN103087466A - 一种酚醛模塑料及其制备方法

Info

Publication number: CN103087466A
Application number: CN2013100671980A
Authority: CN
Inventors: 卢胤; 翁根元
Original assignee: WUXI CHUANGDA ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: WUXI CHUANGDA ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明公开了一种酚醛模塑料及其制备方法，其原料组分的配比为：酚醛树脂100份、乌洛托品1～3份、内脱模剂3～8份、核壳橡胶粒子10～20份、无机填料30～50份、增强纤维20～220份、助剂1～4份；其中所述核壳橡胶粒子的原料组分配比为：橡胶微粒100份、乳化剂1～5份、甲基丙烯酸甲酯单体10～50份、苯乙烯单体10～80份、引发剂1～3份。本发明的优点在于：利用本发明的酚醛模塑料的制备方法得到的酚醛模塑料，由于主要使用了核壳橡胶作为增韧剂，此增韧剂可以与酚醛树脂混合交联，利用其制得的产品具有较高冲击和弯曲强度，且不会明显降低玻璃化转变温度和体积电阻率。

Description

一种酚醛模塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种酚醛模塑料及其制备方法，尤其涉及一种使用核壳橡胶增韧剂得到的酚醛模塑料及其制备方法。

背景技术

酚醛模塑料（Phenolic Molding Compounds简称为PMC）外观形态为不规则固体颗粒。由酚醛树脂、混合各种填料、纤维增强材料、乌洛托品、稳定剂和颜料等，形成一种用于压塑或注塑的复合材料。

目前针对酚醛模塑料一般有三种不同的增韧方法，即聚乙烯醇缩丁醛改性增韧、丁腈橡胶改性增韧和纳米填料改性增韧。

但是，现有的三种增韧方法都有其缺点：使用聚乙烯醇缩丁醛或丁腈橡胶改性，均需要以降低玻璃化转变温度为代价；使用纳米填料改性，一般添加量应控制在2%以下，过多的加入量反而会导致复合材料力学性能的下降，这可能是因为大量的纳米粒子在树脂基体中的分散会变得困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种酚醛模塑料及其制备方法，其主要使用核壳橡胶增韧剂，再结合其它材料，以克服上述现有技术中提到的不足。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种酚醛模塑料，原料组分的配比为：酚醛树脂100份、乌洛托品1～3份、内脱模剂3～8份、核壳橡胶粒子10～20份、无机填料30～50份、增强纤维20～220份、助剂1～4份；其中所述核壳橡胶粒子的原料组分配比为：橡胶微粒100份、乳化剂1～5份、甲基丙烯酸甲酯单体10～50份、苯乙烯单体10～80份、引发剂1～3份；所述核壳橡胶粒子的制备方法为通过以下步骤制成：

a.准备100份橡胶微粒，95%的粒径控制在1um以下；

b.加入乳化剂1～5份、甲基丙烯酸甲酯单体10～50份、苯乙烯单体10～80份，放置约15～30分钟至橡胶溶胀，再加入水250～300份；

c.在上一步混合物中加入引发剂1～3份，放入乳化器中逐步升温至90度，进行常规的乳液聚合，约半小时，制得种子乳液；

d.称量一定量的种子乳液，放入离心机中，以12000转/分钟的速度工作30分钟，脱水制得核壳橡胶粒子。

所述酚醛树脂为固态novolak或resol树脂。

所述内脱模剂为硬脂酸盐或蜡。

所述无机填料为惰性矿石粉，如云母粉、高岭土、碳酸钙、氢氧化铝等。

所述助剂为着色剂、增塑剂等。

所述增强纤维包括玻璃纤维、植物纤维、化纤等。

所述橡胶微粒包括丁二烯橡胶、丁腈橡胶等。

所述乳化剂包括：阴离子乳化剂，如AES、MS-1等；非离子乳化剂，如OP-10等。

所述引发剂包括过硫酸钾、磷酸氢二钠等。

一种制备上述酚醛模塑料的方法，通过以下步骤制成：

a.混合：将酚醛树脂粉碎成小于20目的细粉；

b．将酚醛树脂100份、乌洛托品1～3份，内脱模剂3～8份，核壳橡胶粒子10～20份，无机填料30~50份，助剂1～4份，使用搅拌机至均匀分散；

c.把混合均匀后的粉体通过加热的双辊或螺杆机，同时加入增强纤维20～220份，使其熔融并捏合、混炼均匀；

d.将上一步中捏合、混炼均匀的材料，经过冷却并粉碎；

e.再经过震动筛成颗粒度小于5mm的不规则颗粒状固体。

以上原料组分均以重量计。

本发明的有益效果在于：利用本发明的酚醛模塑料的制备方法得到的酚醛模塑料，由于主要使用了核壳橡胶作为增韧剂，此增韧剂可以与酚醛树脂混合交联，利用其制得的产品具有较高冲击和弯曲强度，且不会明显降低玻璃化转变温度和体积电阻率。

另外，在电子显微镜下观察，用预先设计好的核壳橡胶聚合物粒子与改性树脂共混之后，其成分、形态、大小以及在树脂中的分布状态在固化前后是不变的，即与固化过程无关。使用此核壳橡胶聚合物粒子不但可与基体树脂交联反应，在材料内形成空间网状结构，增加了强度，而且可起到一定低收缩剂作用，同时不会降低材料的耐热性。

具体实施方式

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					酚醛树脂	100	100	100	100
乌洛托品	2	2	2	2
					内脱模剂	5	5	5	5
无机填料	45	45	45	45
					核壳橡胶粒子	10	15	20	0
助剂	4	4	4	4
					增强纤维	140	140	140	140

以上原料组分均以重量计。

实施例1：

通过以下步骤来制成酚醛模塑料：

a.混合：将酚醛树脂粉碎成小于20目的细粉；

b．将酚醛树脂100份、乌洛托品2份，内脱模剂5份，核壳橡胶粒子10份，无机填料45份，及助剂4份，使用搅拌机至均匀分散；

c.把混合均匀后的粉体通过加热的双辊或螺杆机，同时加入增强纤维140份，使其熔融并捏合、混炼均匀；

d.将上一步中捏合、混炼均匀的材料，经过冷却并粉碎。

e.再经过震动筛成颗粒度小于5mm的不规则颗粒状固体。

上述核壳橡胶粒子的制备方法为通过以下步骤制成：

a.准备100份橡胶微粒，95%的粒径控制在1um以下；

b.加入乳化剂3份、甲基丙烯酸甲酯单体30份、苯乙烯单体40份，放置约15分钟至橡胶溶胀，再加入水280份；

c.在上一步混合物中加入引发剂2份，放入乳化器中逐步升温至90度，进行常规的乳液聚合，约半小时，制得种子乳液；

通过以上制备步骤得到本发明的酚醛模塑料。

实施例2：

除了核壳橡胶粒子数量为15份之外，其他条件及实施步骤均与实施例1相同。

实施例3：

除了核壳橡胶粒子数量为20份之外，其他条件及实施步骤均与实施例1相同。

实施例4：

除了核壳橡胶粒子数量为0份之外，即没有添加之外，其他条件及实施步骤均与实施例1相同。

以下是通过上述实施例制得的酚醛模塑料在具体应用中的特性评价表，其中表格右侧的组分为核壳橡胶粒子的组分比例：

测试项目

测试标准

单位

10份

15份

20份

未添加

冲击强度

GBT 1043.1-2008

kJ/m²

10

13

11

8

弯曲强度

GBT 1449-2005

MPa

200

210

220

190

拉伸强度

GBT 1040-2006

MPa

100

110

115

85

收缩率

ISO 2577-2007

%

0.24

0.20

0.14

0.30

玻璃化转变温度

ISO 11359-1999

℃

>260

体积电阻

GBT 1410-2006

Ω.m

>10¹⁵

上述特性评价所用试样的制作均以传递模塑成型方式成型（参照ISO 10724-1998），具体条件如下：

模具温度：165-175℃

注射压力：60 Mpa

注射速度：50-150mm/sec

合模压力：120 Mpa

注射时间：90 sec

保压时间：240 sec

后固化条件：180℃，8小时。

Claims

1.一种酚醛模塑料，其特征在于：原料组分的配比为：酚醛树脂100份、乌洛托品1～3份、内脱模剂3～8份、核壳橡胶粒子10～20份、无机填料30～50份、增强纤维20～220份、助剂1～4份；其中所述核壳橡胶粒子的原料组分配比为：橡胶微粒100份、乳化剂1～5份、甲基丙烯酸甲酯单体10～50份、苯乙烯单体10～80份、引发剂1～3份；所述核壳橡胶粒子的制备方法为通过以下步骤制成：

a.准备100份橡胶微粒，95%的粒径控制在1um以下；

2.如权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述无机填料为惰性矿石粉。

3.一种制备如权利要求1所述的酚醛模塑料的方法，其特征在于：通过以下步骤制成：

a.混合：将酚醛树脂粉碎成小于20目的细粉；

d.将上一步中捏合、混炼均匀的材料，经过冷却并粉碎；

e.再经过震动筛成颗粒度小于5mm的不规则颗粒状固体。