一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法，首先将空心玻璃微珠经过硅烷偶联剂处理，然后用酚醛树脂-乙醇溶液均匀涂覆空心玻璃微珠，控制酚醛树脂与空心玻璃微珠的质量比为0.1∶1～1∶1，高温固化后即得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。并将其与聚苯乙烯经双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。该方法工艺简单，成本低廉，可提高复合材料的综合性能。
【专利说明】一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及无机粉体表面改性领域，具体是涉及一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]空心玻璃微珠(又名中空玻璃微球，英文缩写为HGB)，是上个世纪五、六十年代发展起来的一种微米级新型轻质材料。它具有密度低、熔点高、电绝缘性好、流动性好、收缩率小、稳定性强、隔热、隔音、耐高温、导热系数和热收缩系数小等一系列优点，与高聚物复合后赋予了复合材料许多特殊功能，因此被广泛应用于高档建材、塑料、橡胶、涂料、电绝缘材料、隔热、隔音、汽车、航空航天，以及军事特种高分子复合材料等领域。然而空心玻璃微珠为无机填料，和大多数无机填料一样，表面亲水疏油，呈现强极性，与高分子材料基体之间缺乏结合力，与高聚物复合时呈现界面不相容，未经表面改性直接添加到聚合物中容易严重恶化复合材料的力学性能，从而对制品的使用带来负面影响。因此，必须对空心玻璃微珠进行表面进行改性，改善其与有机基材之间的浸润性和结合力。目前空心玻璃微珠等无机填料的表面改性主要有硅烷类偶联剂改性、阴离子表面活性剂改性、等离子体表面改性和表面接枝改性。然而这些改性方法效果有限，而且有些改性方法需要昂贵的设备和复杂的工艺过程，不利于工业化。
[0003]因此，开发和提供一种效果优良、工艺简单的表面改性方法非常必要。基于此，本专利提出一种利用热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的改性方法，通过的这种方法可制得空心玻璃微珠/酚醛树脂核壳结构，并将其应用于制备聚苯乙烯复合材料。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法，并将其应用于制备聚苯乙烯复合材料。
[0005]本发明采用的技术方案为:
[0006]本发明提供了一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法及应用，包括以下步骤:
[0007](1)热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备:
[0008]空心玻璃微珠浸入硅烷偶联剂的乙醇-水溶液中，低速搅拌lh，静置24h后过滤，110°C烘干2h。用10~50%浓度的酚醛树脂-乙醇溶液均匀涂覆空心玻璃微珠，控制酚醛树脂与空心玻璃微珠的质量比为0.1:1~1: 1，所得产物移入真空烘箱中，于100°C下烘干0.5h，再升温至160°C烘干lh，即得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。
[0009](2)热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料的制备:
[0010]将(1)所得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠与聚苯乙烯高速混合，控制空心玻璃微珠的质量百分比为5~30%，然后经双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。[0011]优选地，所述的空心玻璃微珠为粉煤灰空心玻璃微珠、人工合成空心玻璃微珠的一种，空心玻璃微珠的平均粒径为20~40 i! m,分布范围为5~80 i! m。
[0012]优选地，所述的硅烷偶联剂为Y —氛丙基二乙氧基硅烷(KH-550)、Y-(2, 3_环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、Y-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)的一种。
[0013]本发明所具有的有益效果:
[0014]本发明专利提出一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法，采用酚醛树脂-乙醇溶液均匀涂覆空心玻璃微珠，高温固化后即得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。并将其与聚苯乙烯烃双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。该方法可使空心玻璃微珠完全被热固性酚醛树脂包覆，制得具有核壳结构的复合物，由于有酚醛树脂的存在，可使空心玻璃微珠与聚苯乙烯的界面结合力得到提高，改善了复合材料的综合力学性能。该方法工艺简单，成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为空心玻璃微珠原料的扫描电子显微镜图；
[0016]图2为实施例1中热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的扫描电子显微镜图；
[0017]图3为实施例1中热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料冲击断面的扫描电子显微镜图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
[0019]实施例1
[0020]将50g空心玻璃微珠浸入KH550硅烷偶联剂的乙醇-水溶液中，搅拌Ih，静置24h，过滤，110°C烘干2h。用50%浓度的酚醛树脂-乙醇溶液50g均匀涂覆空心玻璃微珠，IOO0C下烘干0.5h，再升温至160°C烘干lh，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。将IOg热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠与190g聚苯乙烯高速混合，经双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。
[0021]实施例2
[0022]将50g空心玻璃微珠浸入KH550硅烷偶联剂的乙醇-水溶液中，搅拌Ih，静置24h，过滤，110°C烘干2h。用20%浓度的酚醛树脂-乙醇溶液50g均匀涂覆空心玻璃微珠，IOO0C下烘干0.5h，再升温至160°C烘干lh，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。将30g热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠与170g聚苯乙烯高速混合，经双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。
[0023]实施例3[0024]将50g空心玻璃微珠浸入KH550硅烷偶联剂的乙醇-水溶液中，搅拌Ih，静置24h，过滤，110°C烘干2h。用30%浓度的酚醛树脂-乙醇溶液50g均匀涂覆空心玻璃微珠，IOO0C下烘干0.5h，再升温至160°C烘干lh，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。将40g热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠与160g聚苯乙烯高速混合，经双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。
[0025]实施例4[0026]将50g空心玻璃微珠浸入KH590硅烷偶联剂的乙醇-水溶液中，搅拌Ih，静置24h，过滤，110°C烘干2h。用20%浓度的酚醛树脂-乙醇溶液50g均匀涂覆空心玻璃微珠，IOO0C下烘干0.5h，再升温至160°C烘干lh，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。将IOg热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠与190g聚苯乙烯高速混合，经双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。
[0027]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方`案的范围内。
【权利要求】
1.一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法及应用，包括以下步骤: (1)热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备: 空心玻璃微珠浸入硅烷偶联剂的乙醇-水溶液中，低速搅拌lh，静置24h后过滤，IIO0C烘干2h。用10~50%浓度的酚醛树脂-乙醇溶液均匀涂覆空心玻璃微珠，控制酚醛树脂与空心玻璃微珠的质量比为0.1:1~1: 1，所得产物移入真空烘箱中，于100°C下烘干0.5h，再升温至160。°C烘干lh，即得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠。 (2)热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料的制备: 将(I)所得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠与聚苯乙烯高速混合，控制空心玻璃微珠的质量百分比为5~30%，然后经双螺杆挤出机挤出、造粒，制得热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠/聚苯乙烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法及应用，其特征在于所述的空心玻璃微珠为粉煤灰空心玻璃微珠、人工合成空心玻璃微珠的一种，空心玻璃微珠的平均粒径为20~40 ii m,分布范围为5~80 ii m。
3.根据权利要求1所述的一种热固性酚醛树脂包覆空心玻璃微珠的制备方法及应用，其特征在于所述的硅烷偶联剂为Y-氨丙基二乙氧基硅烷(KH-550)、Y - (2, 3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、Y _巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)的一种。
【文档编号】C08L25/06GK103627101SQ201210301324
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月23日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】王云佳 申请人:天津市江天统一科技有限公司