CN104045967A - 煤气表转子用酚醛模塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种煤气表转子用酚醛模塑料及其制备方法，属于热固性模塑料及其制备技术领域。其是由以下重量份数配比的原料构成：酚醛树脂20－35份；固化剂4－10份；无机增强纤维10－20份；有机纤维10－25份；纳米补强粉体5－10份；偶联剂0.5－2.0份；脱模剂0.2－2.0份；润滑填料10－30份。具有良好的润滑性和密封性能，由于无碱短切玻纤和纳米补强粉体的加入，再与偶联剂复配偶联，从而具有优异的机械性能和耐热性能。可以满足预期的要求，用于煤气表转子的制造；由于生产工艺和普通酚醛模塑料相同，适合于工业化高效率的放大生产；由于配方中采用的原材料简单易得，产品成本比较低，复合预期要求。

Description

煤气表转子用酚醛模塑料及其制备方法

技术领域

本发明属于热固性模塑料及其制备技术领域，具体涉及一种煤气表转子用酚醛模塑料，并且还涉及其制备方法。

背景技术

酚醛模塑料是以热塑性酚醛树脂或热固性酚醛树脂为基质，添加有机和无机的填料以及其它配合剂加工而成。酚醛树脂及其模塑料是合成树脂、塑料中最早工业化生产的品种，迄今已有近100余年的历史。基于它们的原料来源较广，生产工艺简练和设备简单，成型加工性好，价格较低廉，而且可以通过种种手段获得极为优良的耐热性能、力学性能、电性能、热性能、烧蚀性能、化学性能以及耐辐射性能，尤其是具有良好的阻燃性能，低发烟率，很少产生有害气体，已成为机械、电子电气、建筑、采矿、国防及其它工业部门不可缺少的材料。

实际上，煤气表类似于一个计数流量计，具有一个材质为塑料的转子，该转子体积虽小并且结构貌视简单，但其恰恰是煤气表的重要部件。具体而言，由于煤气表针对的介质是煤气，又由于煤气既可为人们提供生产、生活之便，但也伴随有不言而喻的危险性，例如一旦发生泄漏会影响安全乃至酿成不希望出现的事故，还由于煤气表发生煤气泄漏的因素较多地来自于转子的密封性，因而通常除了要求转子具有优异的自润滑性能外，还同时要求其具有极致的密封性能。

中国发明专利申请公布号CN103214785A推荐有“一种耐高温自润滑酚醛复合材料”，该专利申请方案虽然具有其说明书著称的优良的耐温性能、稳定的自润性能和良好的压缩强度，但是由于煤气表转子的服役环境为具有一定压力的煤气，因而当将由该专利申请方案得到的“耐高温自润滑酚醛复合材料”制作成转子并且用于煤气表时，自润滑性能仍不足以达到业界之预期，并且其密封性能相对脆弱。此外，由于该专利申请方案存在制备过程复杂、工艺要求严苛以及原辅材料成本高的欠缺，因而并不适合于工业化放大生产要求。

由于普通的酚醛模塑料在煤气表行业中的使用受到严格限制，因而迄今为止我国煤气表转子用的酚醛模塑料仍主要依赖进口。鉴此有必要站在产业自主的角度加以探索，为此本申请人进行了长期的关注并且作了反复而有益的尝试与试验，终于形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种有助于显著改善自润滑性能和密封性能而藉以保障持久的使用安全性的煤气表转子用酚醛模塑料。

本发明的另一任务在于提供一种煤气表转子用酚醛模塑料的制备方法，该方法制备工艺简便、工艺要素不苛刻并且能保障酚醛模塑料将优异的润滑性与理想的密封性能兼而得之。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种煤气表转子用酚醛模塑料，其是由以下重量份数配比的原料构成：

在本发明的一个具体的实施例中，所述的酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的固化剂为六次甲基四胺。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的无机增强纤维为长度在3mm的无碱短切玻璃纤维。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的有机纤维为木粉。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的纳米补强粉体为纳米碳酸钙。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的一种或以上的组合；所述的钛酸酯偶联剂为KR-12，所述的铝酸酯偶联剂为LD-802；所述的硅烷偶联剂为KH-602。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的脱模剂为硬酯酸锌、硬酯酸钙、硬酯酸镁和硬酯酸铝的一种或以上的组合。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的润滑填料为鳞片石墨。

本发明的另一任务是这样来完成的，一种煤气表转子用酚醛模塑料的制备方法，包括以下步骤：

A)制备基质料，将按重量份数称取的酚醛树脂20-35份引入粉碎机中粉碎，得到基质料；

B)制备混合料，将按重量份数称取的固化剂4-10份、无机增强纤维10-20份、有机纤维10-25份、纳米增强粉体5-10份、偶联剂0.5-2份、脱模剂0.2-2份和无机填料10-30份随同由步骤A)得到的基质料投入捏合机中捏合，得到混合料；

C)塑炼，将由步骤B)得到的混合料引入塑炼机塑炼，塑炼温度控制为90-110℃，塑炼时间控制为5-10min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D)造粒，将由步骤C)得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎并经筛选，得到煤气表转子用酚醛模塑料。

本发明提供的技术方案由于配方中使用了润滑填料，因而具有良好的润滑性和密封性能，同时由于无碱短切玻纤和纳米补强粉体的加入，再与偶联剂复配偶联，从而具有优异的机械性能和耐热性能。可以满足预期的要求，用于煤气表转子的制造。同时由于生产工艺和普通酚醛模塑料相同，因此适合于工业化高效率的放大生产；由于配方中采用的原材料简单易得，因而产品成本比较低，复合预期要求。

具体实施方式

实施例1：

A)制备基质料，将按重量份数称取的热塑性线型酚醛树脂35份引入粉碎机中粉碎至粉状，得到基质料；

B)制备混合料，将按重量份数称取的六次甲基四胺5份、长度为3mm的无碱短切玻璃纤维15份、木粉22份、纳米碳酸钙9份、钛酸酯偶联剂KR-12[KR-12即为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯]1.5份、硬脂酸锌1.5份和鳞片石墨10份随同由步骤A)得到的基质料投入捏合机中捏合(捏合即为混合)，得到混合料；

C)塑炼，将由步骤B)得到的混合料引入双辊塑炼机塑炼，塑炼温度控制为90℃，塑炼时间控制为10min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D)造粒，将由步骤C)得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎并经筛选，得到煤气表转子用酚醛模塑料。如果在制备混合料步骤中加入重量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油墨，那么可得到彩色的煤气表转子用酚醛模塑料。

实施例2：

A)制备基质料，将按重量份数称取的热塑性线型酚醛树脂30份引入粉碎机中粉碎至粉状，得到基质料；

B)制备混合料，将按重量份数称取的六次甲基四胺8份、长度为3mm的无碱短切玻璃纤维20份、木粉12份、纳米碳酸钙8份、硅烷偶联剂KH-602[KH-602即为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷]1份、铝酸酯偶联剂LD-802[LD-802即为(乙酰乙酸乙酯基)二异丙氧基铝酸酯]1份、硬脂酸钙1份、硬脂酸锌1份和鳞片石墨30份随同由步骤A)得到的基质料投入捏合机中捏合(捏合即为混合)，得到混合料；

C)塑炼，将由步骤B)得到的混合料引入双辊塑炼机塑炼，塑炼温度控制为110℃，塑炼时间控制为5min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D)造粒，将由步骤C)得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎并经筛选，得到煤气表转子用酚醛模塑料。如果在制备混合料步骤中加入重量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油墨，那么可得到彩色的煤气表转子用酚醛模塑料。

实施例3：

A)制备基质料，将按重量份数称取的热塑性线型酚醛树脂25份引入粉碎机中粉碎至粉状，得到基质料；

B)制备混合料，将按重量份数称取的六次甲基四胺4份、长度为3mm的无碱短切玻璃纤维10份、木粉10份、纳米碳酸钙10份、铝酸酯偶联剂LD-802 0.8份、钛酸酯偶联剂KR-12 0.73份、硬脂酸镁0.5份、硬脂酸钙0.5份和鳞片石墨28份随同由步骤A)得到的基质料投入捏合机中捏合(捏合即为混合)，得到混合料；

C)塑炼，将由步骤B)得到的混合料引入双辊塑炼机塑炼，塑炼温度控制为105℃，塑炼时间控制为7min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D)造粒，将由步骤C)得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎并经筛选，得到煤气表转子用酚醛模塑料。如果在制备混合料步骤中加入重量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油墨，那么可得到彩色的煤气表转子用酚醛模塑料。

实施例4：

A)制备基质料，将按重量份数称取的热塑性线型酚醛树脂20份引入粉碎机中粉碎至粉状，得到基质料；

B)制备混合料，将按重量份数称取的六次甲基四胺10份、长度为3mm的无碱短切玻璃纤维12份、木粉25份、纳米碳酸钙6份、硅烷偶联剂KH-602 0.5份、硬脂酸锌0.2份和鳞片石墨15份随同由步骤A)得到的基质料投入捏合机中捏合(捏合即为混合)，得到混合料；

C)塑炼，将由步骤B)得到的混合料引入双辊塑炼机塑炼，塑炼温度控制为95℃，塑炼时间控制为10min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D)造粒，将由步骤C)得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎并经筛选，得到煤气表转子用酚醛模塑料。如果在制备混合料步骤中加入重量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油墨，那么可得到彩色的煤气表转子用酚醛模塑料。

实施例5：

A)制备基质料，将按重量份数称取的热塑性线型酚醛树脂32份引入粉碎机中粉碎至粉状，得到基质料；

B)制备混合料，将按重量份数称取的六次甲基四胺6份、长度为3㎜的无碱短切玻璃纤维18份、木粉19份、纳米碳酸钙10份、钛酸酯偶联剂KR-12 0.6份、铝酸酯偶联剂LD-802 0.6份、硅烷偶联剂KH-602 0.6份、硬脂酸镁0.4份、硬脂酸锌0.6份、硬脂酸钙0.2份和鳞片石墨22份随同由步骤A)得到的基质料投入捏合机中捏合(捏合即为混合)，得到混合料；

C)塑炼，将由步骤B)得到的混合料引入双辊塑炼机塑炼，塑炼温度控制为98℃，塑炼时间控制为9min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D)造粒，将由步骤C)得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎并经筛选，得到煤气表转子用酚醛模塑料。如果在制备混合料步骤中加入重量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油墨，那么可得到彩色的煤气表转子用酚醛模塑料。

由上述实施例1-5得到的煤气表转子用酚醛模塑料经测试具有下表所示的技术指标。

Claims (10)

1.一种煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于其是由以下重量份数配比的原料构成：

酚醛树脂                                    20－35份；

固化剂                                      4－10份；

无机增强纤维                                10－20份；

有机纤维                                    10－25份；

纳米补强粉体                                5－10份；

偶联剂                                      0.5－2.0份；

脱模剂                                      0.2－2.0份；

润滑填料                                    10－30份。

2.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的酚醛树脂为热塑性线型酚醛树脂。

3.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的固化剂为六次甲基四胺。

4.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的无机增强纤维为长度在3mm的无碱短切玻璃纤维。

5.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的有机纤维为木粉。

6.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的纳米补强粉体为纳米碳酸钙。

7.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的一种或以上的组合；所述的钛酸酯偶联剂为KR-12，所述的铝酸酯偶联剂为LD-802；所述的硅烷偶联剂为KH-602。

8.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的脱模剂为硬酯酸锌、硬酯酸钙、硬酯酸镁和硬酯酸铝的一种或以上的组合。

9.根据权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料，其特征在于所述的润滑填料为鳞片石墨。

10.一种如权利要求1所述的煤气表转子用酚醛模塑料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A）制备基质料，将按重量份数称取的酚醛树脂20-35份引入粉碎机中粉碎，得到基质料；

B）制备混合料，将按重量份数称取的固化剂4-10份、无机增强纤维10-20份、有机纤维10-25份、纳米增强粉体5-10份、偶联剂0.5-2份、脱模剂0.2-2份和无机填料10-30份随同由步骤A）得到的基质料投入捏合机中捏合，得到混合料；

C）塑炼，将由步骤B）得到的混合料引入塑炼机塑炼，塑炼温度控制为90-110℃，塑炼时间控制为5-10min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D）造粒，将由步骤C）得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎并经筛选，得到煤气表转子用酚醛模塑料。