本发明涉及特种工程塑料技术领域，更具体地说，它涉及一种酚醛模塑料、制备方法及在汽车皮带轮上的应用。
背景技术：
高性能酚醛模塑料能满足现在及将来汽车系统的一些要求，例如：气体/燃料管理、排气、冷却和润滑组件。耐热性、耐化学性和机械强度等优越性能的结合使它们成为这些系统的首选材料。这些材料对钢和铝合金的取代带来了明显的成本及重量的降低。
多v皮带轮、齿轮皮带轮、惰轮和张紧轮是采用高性能酚醛模塑料制成的，使用该材料的一些优势包括：相比于金属，成本低重量轻，在引擎的所有运转速度上，皮带轮运行温度较低且噪音也较低，再者，无需平衡和防腐处理。
在授权公告号为cn101665613b的中国发明专利中公开了一种耐高温烘烤的酚醛模塑料，包括30-48％酚醛树脂、10-40％木粉、4-9％乌洛托品、0.5-5％磷酸酐和0.5-5％丙烯酸酯纳米粒子或硅橡胶纳米粒子。
采用上述配方制得的酚醛模塑料在250℃下烘烤2小时，不开裂、不起泡、不变形，具有良好的耐高温烘烤性能。上述发明还加入了一定量的木粉，酚醛模塑料在生产中，当树脂含量降低到一定限度时，在炼塑工序容易发生物料脱落不包辊，无法保证工艺规定的炼塑时间，所以加入木粉用来保证炼塑时间。但是含有水分的木粉的加入会造成模塑料的密度大和机械强度下降。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种酚醛模塑料，其具有能够改善炼塑条件，保证炼塑时间，以及提高酚醛模塑料的机械强度的优点。
本发明的目的二在于提供一种酚醛模塑料的制备方法，其具有操作简单、适合大规模化生产的优点。
本发明的目的三在于提供一种酚醛模塑料在汽车皮带轮上的应用，其具有机械强度高的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种酚醛模塑料，包括如下重量份数的组分：
酚醛树脂：20-60份；
石油树脂：2-5份；
木粉：4-10份；
硼酸：5-10份；
增强纤维：40-100份；
无机填料：2-8份；
润滑剂：2-10份。
通过采用上述技术方案，本发明主要以酚醛树脂为粘合剂，木粉为主要填料，并辅以增强纤维、无机填料和润滑剂，通过混炼加工制备而成。其可代替金属应用在汽车电机、电动工具和家用电器等上，具有机械性能好、防腐性能好的优点。
石油树脂与酚醛树脂的混溶性较好，石油树脂不含有化学性活泼的极性基团，所以具有优良的绝缘性、耐碱性、抗腐蚀性和耐老化性，本发明将其加入到酚醛树脂中，代替部分木粉使用，不仅可改善炼塑条件，保证炼塑时间，并且能较大幅度的提高酚醛模塑料发的力学性能。
进一步优选为，所述酚醛树脂为线性树脂和/或可溶型酚醛树脂。
进一步优选为，所述石油树脂选自芳香族烯烃石油树脂、链烯烃系石油树脂和环烯烃系石油树脂中的一种。
通过采用上述技术方案，芳香族烯烃石油树脂是以芳香族烯烃为主，如苯乙烯及其衍生物等；链烯烃系石油树脂以脂肪族烯烃为主，如戊烯及各种戊二烯等；环烯烃系石油树脂含有环戊二烯，环状丁烯、双环戊二烯等。它们是属于低分子量的混合共聚烃类树脂。
进一步优选为，所述木粉的细度为100-150目，水分≤6％，表观密度为0.2-0.3mg/cm3。
通过采用上述技术方案，木粉的质量影响到酚醛模塑料的力学性能和炼塑时间，本发明采用含水量≤6％的木粉，其与石油树脂配合对酚醛模塑料最终成型后的力学性能影响较小且相对成本较低。
进一步优选为，所述增强纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维和钢纤维中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，使用增强纤维可更牢固的增强酚醛树脂，并能进一步地提高树脂皮带轮的尺寸稳定性和强度。
进一步优选为，所述无机填料选自重质碳酸钙、滑石粉和硅灰石中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，填料主要起到增强酚醛模塑料的机械强度和降低成本的作用。
进一步优选为，所述润滑剂采用平均粒径在10μm以下的氟树脂粉末。
通过采用上述技术方案，粒径小于10μm的氟树脂粉末具有优良的分散性，因此可以更均匀地分散在树脂中，因此只需要添加少量的氟树脂粉末，即能给酚醛模塑料的带来较好的润滑性。
进一步优选为，所述酚醛模塑料中还包括重量份数为0.1～0.5份的硅酮粉。
通过采用上述技术方案，硅酮粉是在超高分子量硅酮上引入功能基团，是一种耐高温润滑剂，与塑料具有更好的结合性、相容性，硅酮粉能够显著改善塑料的润滑性、流动性和脱模性。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
进一步优选为，包括以下步骤：
将相应重量份数的酚醛树脂、石油树脂、木粉、硼酸、增强纤维、无机填料和润滑剂放入开放式炼塑机混炼，所述开放式炼塑机的操作辊温度为90-110℃，加热辊温度为140-150℃，辊筒间距为3-4mm，混炼时间为5-6mim。
通过采用上述技术方案，采用上述制备方法可一次性对多组分原料进行混炼，生产效率较高，适合大规模化生产。
为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：
一种酚醛模塑料在汽车皮带轮中的应用。汽车皮带轮包括多v皮带轮、齿条皮带轮、惰轮和张紧轮等，采用酚醛模塑料代替金属，成本低重量轻，在引擎的所有运转速度上，皮带轮运行温度较低且噪音也较低，再者，无需平衡和防腐处理。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过采用石油树脂代替部分木粉加入到酚醛模塑料中，不仅可改善炼塑条件，保证炼塑时间，并且能较大幅度的提高酚醛模塑料发的力学性能；
(2)木粉的质量影响到酚醛模塑料的力学性能和炼塑时间，本发明采用含水量≤6％的木粉，其与石油树脂配合对酚醛模塑料最终成型后的力学性能影响较小且相对成本较低；
(3)本发明好加入了一定量的增强纤维和无机填料，可牢固的增强酚醛树脂，进一步提高树脂作为皮带轮的尺寸稳定性和机械强度。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种酚醛模塑料，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
按照表1，将相应重量份数的酚醛树脂、石油树脂、木粉、硼酸、增强纤维、无机填料和润滑剂放入开放式炼塑机混炼，开放式炼塑机的操作辊温度为90℃，加热辊温度为140℃，辊筒间距为3mm，混炼时间为6mim。
本实施例中石油树脂采用芳香族烯烃石油树脂，木粉的细度为120目，水分≤6％，表观密度为0.2-0.3mg/cm3，增强纤维采用玻璃纤维，无机填料采用重质碳酸钙，润滑剂采用平均粒径8μm的氟树脂粉末。
实施例2-6：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量份数
实施例7：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，并通过如下步骤制备获得：
按照表1，将相应重量份数的酚醛树脂、石油树脂、木粉、硼酸、增强纤维、无机填料和润滑剂放入开放式炼塑机混炼，开放式炼塑机的操作辊温度为110℃，加热辊温度为150℃，辊筒间距为4mm，混炼时间为5mim。
本实施例中石油树脂采用链烯烃系石油树脂，木粉的细度为150目，水分≤6％，表观密度为0.2-0.3mg/cm3，增强纤维采用重量比为1:1的玻璃纤维和玄武岩纤维的混合物，无机填料采用重量比为4:1的重质碳酸钙和滑石粉的混合物，润滑剂采用平均粒径8μm的氟树脂粉末。
实施例8：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，本实施例中石油树脂采用环烯烃系石油树脂，木粉的细度为150目，水分≤6％，表观密度为0.2-0.3mg/cm3，增强纤维采用重量比为1:1:1的玻璃纤维、玄武岩纤维和钢纤维的混合物，无机填料采用重量比为4:1:1的重质碳酸钙、滑石粉和硅灰石的混合物，润滑剂采用平均粒径10μm的氟树脂粉末。
实施例9：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，制备过程中，开放式炼塑机中还加入有0.1份的硅酮粉。
实施例10：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，制备过程中，开放式炼塑机中还加入有0.5份的硅酮粉。
对比例1：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，未加入石油树脂，木粉用量为6份。
对比例2：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，石油树脂用量为0.5份。
对比例3：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，石油树脂用量为7份对比例4：一种酚醛模塑料，与实施例1的不同之处在于，未添加增强纤维。
性能测试
分别对实施例1-10和对比例1-4制得的酚醛模塑料进行性能测试，测试结果计入下表2中。
由表2中测试数据可以看出，实施例1-10中的酚醛模塑料的密度均小于对比例，且机械强度均高于对比例，其中实施例9-10为最优实施例。对比例由于未采用石油树脂，其密度最大，机械强度明显差于实施例；对比例2中石油树脂用量较低，对比例3中石油树脂用量过多，其机械强度均稍差于实施例；对比例4由于未加入增强纤维，其机械强度最差。综上说明本发明制备的酚醛模塑料具有密度小和机械强度高的优点。
表2性能测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。