一种电气材料用酚醛模塑料及其制备方法与流程

本发明涉及酚醛模塑料领域，特别是涉及一种电气材料用酚醛模塑料及其制备方法。

背景技术：

1、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(基质即为基料)，添加有机和无机的填料以及其它配合剂加工而成。酚醛模塑料可具备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。

2、铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具，是综合交通运输体系的骨干，在推动我国经济社会又好又快发展中发挥着重要作用。高铁动车组对绝缘材料的要求比较苛刻。

3、现有普通的酚醛模塑料，虽然具有阻燃性能好，强度好的特点，但是其电气绝缘性能还是达不到高铁的要求，易出现电气击穿、导电等事故，会引起高铁行驶故障，严重时会导致火灾，危及人身和设备安全。因此，研发出一款替代进口材料，可以用于高铁电气零件的酚醛模塑料有比较大的意义。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种电气材料用酚醛模塑料及其制备方法，能够在不降低现有酚醛模塑料的阻燃性能和高强度的特点的前提下，提高其绝缘性能，从而解决了现有技术中酚醛模塑料因绝缘性能不足不能用于高铁电气领域的不足。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种电气材料用酚醛模塑料，包括如下重量份组分：改性酚醛树脂30～40份、固化剂3～6份、绝缘性纤维5～15份、绝缘性填料5～15份、硅烷偶联剂1～2份、脱模剂1～3份、阻燃剂1～20份；

3、其中，所述改性酚醛树脂的制备方法为：

4、步骤s1：将热塑性酚醛树脂熔化，并加热到反应温度；

5、步骤s2：按芳烷基化合物与热塑性酚醛树脂的摩尔比为0.5～1：1的比例，将芳烷基化合物加入到上述熔化后的树脂中，并加入占所述热塑性酚醛树脂和芳烷基化合物总质量0.001～0.05％的酸性催化剂进行反应；

6、步骤s3：反应完成后，中和残余酸性催化剂，得到所述改性酚醛树脂。

7、在本发明一个较佳实施例中，所述芳烷基化合物包括：甲苯、二甲苯或对苯二甲醇中的至少一种。

8、在本发明一个较佳实施例中，所述酸性催化剂包括盐酸、磷酸或草酸中的至少一种。

9、在本发明一个较佳实施例中，所述反应的条件为：反应液ph值为2～5，反应温度80～100℃。

10、在本发明一个较佳实施例中，所述绝缘性纤维为玻璃纤维；所述绝缘性填料为云母粉。

11、在本发明一个较佳实施例中，所述阻燃剂为红磷。

12、在本发明一个较佳实施例中，所述固化剂为六次甲基四胺；所述脱模剂为硬脂酸镁。

13、为解决上述技术问题，本发明提供另一种技术方案：一种电气材料用酚醛模塑料的制备方法，包括如下步骤：

14、a)制备基质料：将按配方量称取的改性酚醛树脂投入到粉碎机中粉碎，得到粉状的基质料；

15、b)制备混合料：称取配方量的固化剂、绝缘性纤维、绝缘性填料、硅烷偶联剂、脱模剂和阻燃剂随同步骤a)得到的粉状的基质料一起加入到混合设备中混合均匀，得到混合物料a；

16、c)塑炼：将上述混合物料a加到塑炼机中进行塑炼至均匀，然后下片、冷却至室温，得到片料；

17、d)造粒：将步骤c)得到的片料用粉碎机粉碎，得到酚醛模塑料；

18、e)性能测试：利用步骤d)得到的酚醛模塑料注塑成测试样，进行性能测试。

19、在本发明一个较佳实施例中，所述步骤c)中，所述塑炼的工艺条件为：塑炼温度70～90℃，塑炼时间4～6min。

20、在本发明一个较佳实施例中，所述步骤e)中，所述注塑的工艺条件为：料筒温度控制在70～90℃，模具温度控制在170～190℃，固化时间为60～180s。

21、本发明的有益效果是：本发明一种电气材料用酚醛模塑料及其制备方法，通过改性酚醛树脂、绝缘性玻璃纤维和具有极其优异绝缘性的云母粉的使用，在提高基质料在各种工况下良好绝缘性能的同时，一方面通过绝缘性玻璃纤维和云母粉协同作用，提高了电气绝缘性能；另一方面通过云母粉与阻燃剂红磷协同作用，提高了酚醛模塑料的阻燃性能；使制备的酚醛模塑料兼具高机械强度、优异的阻燃性能和优异的电气绝缘性能。

技术特征：

1.一种电气材料用酚醛模塑料，其特征在于，包括如下重量份组分：改性酚醛树脂30～40份、固化剂3～6份、绝缘性纤维5～15份、绝缘性填料5～15份、硅烷偶联剂1～2份、脱模剂1～3份、阻燃剂1～20份；

2.根据权利要求1所述的电气材料用酚醛模塑料，其特征在于，所述芳烷基化合物包括甲苯、二甲苯或对苯二甲醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的电气材料用酚醛模塑料，其特征在于，所述酸性催化剂包括盐酸、磷酸或草酸中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的电气材料用酚醛模塑料，其特征在于，所述反应的条件为：反应液ph值为2～5，反应温度80～100℃。

5.根据权利要求1所述的电气材料用酚醛模塑料，其特征在于，所述绝缘性纤维为玻璃纤维；所述绝缘性填料为云母粉。

6.根据权利要求1所述的电气材料用酚醛模塑料，其特征在于，所述阻燃剂为红磷。

7.根据权利要求1所述的电气材料用酚醛模塑料，其特征在于，所述固化剂为六次甲基四胺；所述脱模剂为硬脂酸镁。

8.一种如权利要求1所述的电气材料用酚醛模塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种电气材料用酚醛模塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中，所述塑炼的工艺条件为：塑炼温度70～90℃，塑炼时间4～6min。

10.根据权利要求8所述的一种电气材料用酚醛模塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤e)中，所述注塑的工艺条件为：料筒温度控制在70～90℃，模具温度控制在170～190℃，固化时间为60～180s。

技术总结
本发明公开了一种电气材料用酚醛模塑料及其制备方法，包括如下重量份组分：改性酚醛树脂30～40份、固化剂3～6份、绝缘性纤维5～15份、绝缘性填料5～15份、硅烷偶联剂1～2份、脱模剂1～3份、阻燃剂1～20份。本发明通过改性酚醛树脂、绝缘性玻璃纤维和具有极其优异绝缘性的云母粉的使用，提高了酚醛模塑料的电气绝缘性能，使制备的酚醛模塑料兼具高机械强度、优异的阻燃性能和优异的电气绝缘性能。

技术研发人员：唐轶雯,周凯荣,杨犁新,李强,胡家斌
受保护的技术使用者：常熟东南塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12