一种提升稳定性的热固性酚醛树脂及其制备方法与流程

本申请涉及酚醛树脂的领域，尤其是涉及一种提升稳定性的热固性酚醛树脂及其制备方法。

背景技术：

1、酚醛树脂是由酚醛或其衍生物缩聚而得的高分子化合物，主要应用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等，酚醛树脂分为热固性和热塑性树脂两大类，固化后具有高机械强度、刚性好、耐热、耐燃、耐烧蚀、介电性能好等优良性能。

2、传统的酚醛树脂结果是两个苯酚之间夹杂一个亚甲基。这种结构中酚羟基与亚甲基在高温下很容易热氧化降解，影响体系整体的耐热性能，从而使得酚醛树脂的稳定性下降。

技术实现思路

1、为了提升制备得到的热固性酚醛树脂的稳定性，本申请提供一种提升稳定性的热固性酚醛树脂及其制备方法。

2、本申请提供的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂及其制备方法采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供的一种热固性酚醛树脂，采用如下的技术方案：

3、一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，包括如下质量分的原料组分：

4、硼化酚醛树脂前驱体159-169份、固化剂7-11份、增韧剂11-13份、分散剂2-4份；

5、所述硼化酚醛树脂前驱体原料包括苯酚、萘硼酸、甲醛与二水合草酸。

6、通过采用上述技术方案，在制备酚醛树脂的基础上引入萘硼酸，从而引入b—o键，b—o键具有优异的柔韧性，可以降低刚性苯环的内应力，从而提升树脂体系的韧性，使得树脂体系的机械强度得到改善，提升了树脂材料的交联度，从而使得制备得到的酚醛树脂前驱体具有良好的三维网状结构，进一步提升了树脂前驱体体系的机械性能，从而使得制备得到的酚醛树脂的热稳定性。

7、作为优选，所述硼化酚醛树脂前驱体采用如下方法制备而成：

8、将苯酚与萘硼酸混合得到混合物，油浴条件下，调节ph值至酸性，反应后升温继续反应2h，得到萘硼酸酚酯，将萘硼酸酚酯降温后，将甲醛加入至萘硼酸酚酯中，再加入去离子水与二水合草酸，升温反应，洗涤后减压蒸馏，脱水得到硼化酚醛树脂前驱体。

9、通过采用上述技术方案，在制备中，bo—h键和酚羟基的酯化反应减少了酚羟基的数量，进一步减少了热分解过程中的质量损失，同时，在过程中形成氧化硼，能够进一步减少碳化物在热分解过程中，小分子的溢出，在树脂前驱体体系形成时，得到b—o—c结构，形成稳定的三维网络，大幅提升了树脂的耐热性能，从而使得体系整的耐热性能与机械性能均得到改善。

10、作为优选，所述苯酚、萘硼酸与甲醛之间的质量比为1:(0.14-0.18):2.45。

11、通过采用上述技术方案，优选苯酚、萘硼酸与甲醛之间的质量比在上述范围内，能够进一步提升制备得到的硼化酚醛树脂前驱体的稳定性。

12、作为优选，所述增韧剂原料包括氮化硼复合组分与碳纳米管。

13、通过采用上述技术方案，在酚醛树脂体系中添加增韧剂，能够对酚醛树脂的脆性进行改善，从而使得酚醛树脂的韧性得到提升，进一步提升了制备得到的酚醛树脂的稳定性，在氮化硼复合组分与碳纳米管的复配下共同对酚醛树脂体系进行修饰，从而使得酚醛树脂的稳定性剂机械性能得到协同改善。

14、作为优选，所述氮化硼复合组分原料包括纳米氮化硼、聚乙烯亚胺与多巴胺。

15、通过采用上述技术方案，纳米氮化硼具有良好的耐温变性能，通过多巴胺将聚乙烯亚胺引入纳米碳化硼，一方面能够促进酚醛树脂的固化反应，降低能耗，同时，能够提升氮化硼复合组分的相容性，使得树脂体系的界面增强，并且协同提升了树脂体系整体的耐热性能，提升了树脂材料整体的稳定性。

16、作为优选，所述氮化硼复合组分采用如下方法制备而成：

17、将纳米氮化硼与tris缓冲液混合，超声后，加入盐酸多巴胺，搅拌后加入聚乙烯亚胺，搅拌后洗涤去除杂质，将洗涤后的物质干燥，得到氮化硼复合组分。

18、通过采用上述技术方案，多巴胺对纳米氮化硼包覆，并经过聚乙烯亚胺的接枝，使得纳米氮化硼片层之间的团聚效应削弱，提升了纳米氮化硼在体系中的分散均匀性。

19、作为优选，所述聚乙烯亚胺、多巴胺与纳米氮化硼之间的质量比为0.3:(0.42-0.46):1。

20、通过采用上述技术方案，优选聚乙烯亚胺、多巴胺与纳米氮化硼之间的质量比在上述范围之内，能够进一步提升制备得到的氮化硼复合组分的稳定性。

21、作为优选，所述增韧剂采用如下方法制备而成：

22、将碳纳米管与乙醇混合，得到碳纳米管分散液，将氮化硼复合产物与乙醇混合，得到氮化硼分散液，将碳纳米管分散液与氮化硼分散液混合后，回流搅拌，随后将产物离心洗涤，干燥得到增韧剂。

23、通过采用上述技术方案，氮化硼复合组分与树脂之间的界面结合得到增强，同时氮化硼复合物与碳纳米管之间形成稳定的三维网络结构，使得增韧剂具有良好的热稳定性，同时使得增韧剂在体系中的界面结合性能得到增强，提升了酚醛树脂体系的韧性，从而提升了树脂体系整体的稳定性。

24、作为优选，所述固化剂包括六亚甲基四胺。

25、通过采用上述技术方案，六亚甲基四胺作为固化剂能够对酚醛树脂起到固化的作用，在固化的过程中，六亚甲基四胺的仲胺结构与苯环上的活泼氢反应，使得苯酚树脂结构具有刚好的柔性，以提升树脂整体的韧性，同时，增韧剂中的碳纳米管能够弥补六亚甲基四胺对酚醛树脂热分解反应时的负面影响，进一步提升了酚醛树脂体系整体的耐热性能和稳定性。

26、第二方面，本申请提供一种提升稳定性的热固性酚醛树脂的制备方法，采用如下技术方案：

27、一种提升稳定性的热固性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：

28、将硼化酚醛树脂研磨后，升温使其处于低粘状态，加入固化剂，磁力搅拌，得到酚醛树脂体系，将增韧剂与分散剂加入至乙醇中，超声分散后，加入至酚醛树脂体系中，磁力搅拌后，固化得到热固性酚醛树脂。

29、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

30、1.通过将萘硼酸引入酚醛树脂体系，使得具有良好柔韧性的b—o键引入体系，能够降低刚性苯环的内应力，使得酚醛树脂的柔韧性得到改善，并提升了树脂材料的交联度，制备得到的酚醛树脂前驱体具有良好的三维网状结构，并有效提升了酚醛树脂前驱体的热稳定性，与增韧剂之间复合后能够提升酚醛树脂整体的机械性能。

31、2.增韧剂中的氮化硼复合组分能够改善酚醛树脂的脆性，并对酚醛树脂前驱体进行修饰，多巴胺包覆在氮化硼表面，同时枝接聚乙烯亚胺，使得酚醛树脂的固化反应得到促进，以降低能耗，同时，氮化硼复合组分的界面相容性得到提升，与碳纳米管复配后，能够均匀分散在树脂体系中，在提升树脂材料的机械性能的同时对树脂体系的热稳定性进行协同改善；3.采用六亚甲基四胺作为固化剂，使得制备得到的苯酚树脂具有良好的柔性，同时碳纳米管对六亚甲基四胺在酚醛树脂热分解反应时的负面影响进行弥补，进而提升了酚醛树脂体系的稳定性。

技术特征：

1.一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：包括如下质量分的原料组分：

2.根据权利要求1所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述硼化酚醛树脂前驱体采用如下方法制备而成：

3.根据权利要求2所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述苯酚、萘硼酸与甲醛之间的质量比为1:(0.14-0.18):2.45。

4.根据权利要求1所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述增韧剂原料包括氮化硼复合组分与碳纳米管。

5.根据权利要求4所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述氮化硼复合组分原料包括纳米氮化硼、聚乙烯亚胺与多巴胺。

6.根据权利要求4所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述氮化硼复合组分采用如下方法制备而成：

7.根据权利要求6所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述聚乙烯亚胺、多巴胺与纳米氮化硼之间的质量比为0.3:(0.42-0.46):1。

8.根据权利要求4所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述增韧剂采用如下方法制备而成：

9.根据权利要求1所述的一种提升稳定性的热固性酚醛树脂，其特征在于：所述固化剂包括六亚甲基四胺。

10.一种应用于权利要求1所述的提升稳定性的热固性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本申请涉及一种提升稳定性的热固性酚醛树脂及其制备方法，其包括如下质量分的原料组分：硼化酚醛树脂前驱体159‑169份、固化剂7‑11份、增韧剂11‑13份、分散剂2‑4份；所述硼化酚醛树脂前驱体原料包括苯酚、萘硼酸、甲醛与二水合草酸。本申请具有提升热固性酚醛树脂的稳定性的效果。

技术研发人员：李强,张寅,袁超,钱庆,陶晓虞
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：2024/11/18