技术领域:
本发明涉及复合材料领域,具体的涉及一种腰果酚改性酚醛树脂的制备方法。
背景技术:
:
新型酚醛树脂及其复合材料的研究和发展是复合材料界最关注的发展领域之一。近年来,世界性的资源危机和生态问题,使人们越来越重视对天然可再生资源材料的研究开发。但是由于酚醛树脂分子结构中,亚甲基连接的刚性芳环的紧密堆砌,使得树脂基体变脆,树脂上的酚醛基和亚甲基易氧化,耐热性和耐氧化性不好,因此,纯的酚醛树脂不能满足日益扩大的市场需求。
近年来生物质资源腰果壳液在化工领域的应用日益受到重视。腰果壳油是腰果加工过程中的农业副产物,其资源丰富、价格低廉、性能独特。腰果壳油含有酚的衍生物可以和醛类反应生成改性酚醛树脂,从而改善材料的耐热性。但是其分子结构一边为苯环,仅有一个双键,故腰果酚反应后形成的网状结构少,从而降低了产品的硬度和柔韧性。
技术实现要素:
:
本发明的目的是提供一种腰果酚改性酚醛树脂的制备方法,该方法简单,易于操作,工艺条件温和,对设备要求低,且制备的改性酚醛树脂耐热、耐磨性好,硬度、韧性大,抗冲击性能优异。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种腰果酚改性酚醛树脂的制备方法,包括以下步骤:
将苯酚、腰果酚、油酸,纳米氧化钛加入到四口烧瓶中,在2000-5000rpm的状态下搅拌20-30min,加入甲醛,继续搅拌10-20min,逐滴加入三乙胺,升温至95-105℃下,回流1-2h,抽真空脱水;当温度回升到90-100℃,控制胶化时间为100-110秒,然后加入环己烷为溶剂,制得腰果酚改性酚醛树脂。
作为上述技术方案的优选,所述胶化时间控制为100秒。
作为上述技术方案的优选,腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚30-50份,腰果酚20-45份,
油酸0.5-1份,纳米氧化钛2-3份,
甲醛30-40份,三乙胺0.08-1.25份,
环己烷50-60份。
作为上述技术方案的优选,腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚45份,腰果酚35份,
油酸0.75份,纳米氧化钛2.6份,
甲醛32份,三乙胺1.08份,
环己烷55份。
酚醛树脂分子量越大,则分子链越长,分子间力就越大,流动越困难,加工越难,随着腰果酚含量的增加,酚醛树脂的粘度也在逐渐增加,因此,腰果酚的添加量要控制在合适的范围内,才能得到性能优异的改性酚醛树脂。
作为上述技术方案的优选,所述纳米氧化钛为锐钛矿相氧化钛,其粒径大小为5-10nm。
作为上述技术方案的优选,搅拌的转速为3000rpm。
作为上述技术方案的优选,所述回流的时间为1.5h。
本发明具有以下有益效果:
本发明采用腰果酚对酚醛树脂进行改性,不仅有效提高了酚醛树脂的耐热性、耐氧化性,且可有效降低酚醛树脂中游离苯酚和游离甲醛含量,降低了酚醛树脂生产过程中的环境污染问题及生产成本;
在制备改性酚醛树脂中,加入油酸、纳米氧化钛,纳米氧化钛上有很多羟基等活性基团,在油酸的存在下,三乙胺作为催化剂,可以与甲醛发生反应,从而减少甲醛游离,提高了改性酚醛树脂的柔韧性和硬度。
具体实施方式:
为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚30份,腰果酚20份,
油酸0.5份,纳米氧化钛2份,
甲醛30份,三乙胺0.08份,
环己烷50份。
其制备方法包括以下步骤:
将苯酚、腰果酚、油酸,纳米氧化钛加入到四口烧瓶中,在2000rpm的状态下搅拌20min,加入甲醛,继续搅拌10min,逐滴加入三乙胺,升温至95℃下,回流1h,抽真空脱水;当温度回升到90℃,控制胶化时间为100秒,然后加入环己烷为溶剂,制得腰果酚改性酚醛树脂。
实施例2
一种腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚50份,腰果酚45份,
油酸1份,纳米氧化钛3份,
甲醛40份,三乙胺1.25份,
环己烷60份。
其制备方法包括以下步骤:
将苯酚、腰果酚、油酸,纳米氧化钛加入到四口烧瓶中,在5000rpm的状态下搅拌30min,加入甲醛,继续搅拌20min,逐滴加入三乙胺,升温至105℃下,回流2h,抽真空脱水;当温度回升到100℃,控制胶化时间为110秒,然后加入环己烷为溶剂,制得腰果酚改性酚醛树脂。
实施例3
一种腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚35份,腰果酚25份,
油酸0.6份,纳米氧化钛2.2份,
甲醛32份,三乙胺0.09份,
环己烷52份。
其制备方法包括以下步骤:
将苯酚、腰果酚、油酸,纳米氧化钛加入到四口烧瓶中,在3000rpm的状态下搅拌22min,加入甲醛,继续搅拌12min,逐滴加入三乙胺,升温至97℃下,回流1.2h,抽真空脱水;当温度回升到92℃,控制胶化时间为102秒,然后加入环己烷为溶剂,制得腰果酚改性酚醛树脂。
实施例4
一种腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚38份,腰果酚30份,
油酸0.7份,纳米氧化钛2.4份,
甲醛34份,三乙胺0.5份,
环己烷54份。
其制备方法包括以下步骤:
将苯酚、腰果酚、油酸,纳米氧化钛加入到四口烧瓶中,在3500rpm的状态下搅拌24min,加入甲醛,继续搅拌14min,逐滴加入三乙胺,升温至99℃下,回流1.4h,抽真空脱水;当温度回升到94℃,控制胶化时间为104秒,然后加入环己烷为溶剂,制得腰果酚改性酚醛树脂。
实施例5
一种腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚40份,腰果酚35份,
油酸0.7份,纳米氧化钛2.6份,
甲醛36份,三乙胺1份,
环己烷56份。
其制备方法包括以下步骤:
将苯酚、腰果酚、油酸,纳米氧化钛加入到四口烧瓶中,在4000rpm的状态下搅拌26min,加入甲醛,继续搅拌16min,逐滴加入三乙胺,升温至101℃下,回流1.6h,抽真空脱水;当温度回升到96℃,控制胶化时间为106秒,然后加入环己烷为溶剂,制得腰果酚改性酚醛树脂。
实施例6
一种腰果酚改性酚醛树脂,以重量份计,包括以下组分:
苯酚45份,腰果酚40份,
油酸0.8份,纳米氧化钛2.8份,
甲醛38份,三乙胺1.1份,
环己烷58份。
其制备方法包括以下步骤:
将苯酚、腰果酚、油酸,纳米氧化钛加入到四口烧瓶中,在4500rpm的状态下搅拌28min,加入甲醛,继续搅拌18min,逐滴加入三乙胺,升温至103℃下,回流1.8h,抽真空脱水;当温度回升到98℃,控制胶化时间为108秒,然后加入环己烷为溶剂,制得腰果酚改性酚醛树脂。