一种高韧性阻燃耐热的酚醛模塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑胶原料领域，特别是涉及一种高韧性阻燃耐热的酚醛模塑料及其制备方法。

背景技术

在一些IT行业使用的小型电子元器件中制作线圈骨架的原料一般为酚醛塑料。由于产品小型化，所以产品设计的壁厚很薄，甚至低于0.2mm。除此之外，零件在加工过程中还需要经过去毛边、插针、480℃高温烫锡、焊接等工序。其中去毛边和插针工序对于产品韧性要求较高，否则在壁厚较薄的情况下零件的破损率会比较高，因此必须大幅度改进材料的韧性，提高材料的断裂应变。于此同时，为了满足480℃高温烫锡和焊接工序的工艺要求，原料的阻燃等级必须达到最高的（0.25㎜）V-0级，由于愈来愈严格的环保要求，不能添加传统的任何溴类阻燃剂。而且制件必须经过480℃高温焊锡浸烫，不能出现变形、开裂等现象。

在公开的中国专利CN110157145A《一种高弯曲强度的改性酚醛模塑料及其制备方法》中描述了一种高弯曲强度的改性酚醛模塑料。上述专利中描述的技术可以得到高弯曲强度和高拉伸强度的酚醛模塑料材料。但是阻燃和耐热方面还不能满足线圈骨架行业的使用要求。因此需要研发一种增韧阻燃耐热的酚醛模塑料，使之具有足够的韧性，优异的阻燃和耐热性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种酚醛模塑料，能够满足电子元件小型化时对线圈原料的工艺要求，具有较高的韧性和阻燃耐热性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高韧性阻燃耐热的酚醛模塑料，所述高韧性阻燃耐热的酚醛模塑料包括下述质量份数的原料：

酸催化线型酚醛树脂 35－40份，

固化剂 3－6份，

无机增强纤维 5－15份，

环保阻燃剂 5－15份，

增韧剂 2－4份，

固化促进剂 1－2份，

脱模剂 2－3份，

耐热无机填料 10－20份；

所述酸催化线型酚醛树脂由平均分子量大于20000的酸催化线型酚醛树脂和平均分子量介于600-1200的酸催化线型酚醛树脂复配制成。

在本发明一个较佳实施例中，所述分子量大于20000的酸催化线型酚醛树脂与分子量介于600~1200之间的酸催化线型酚醛树脂之间的复配比例为3~6:1。

在本发明一个较佳实施例中，所述的固化剂为六次甲基四胺。

在本发明一个较佳实施例中，所述无机增强纤维为无碱玻璃纤维。

在本发明一个较佳实施例中，所述的环保阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝、氢氧化镁中任意一种或多种的组合。

在本发明一个较佳实施例中，所述的增韧剂为丁腈橡胶或聚乙烯醇缩丁醛。

在本发明一个较佳实施例中，所述的固化促进剂为活性氧化镁或氢氧化钙。

在本发明一个较佳实施例中，所述的脱模剂为硬酯酸钙、WE蜡、乙撑双硬脂酰胺（EBS）和硬酯酸中的任意一种或多种的组合。

在本发明一个较佳实施例中，所述的耐热无机填料为轻质碳酸钙、煅烧高岭土或云母粉中的任意一种或多种的组合。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案是：提供一种增韧阻燃耐热的酚醛模塑料的制备方法，其特征在于，增韧阻燃耐热的酚醛模塑料的制备方法所述包括以下步骤：

A）制备基质料，按质量份数称取相应的酸催化线型酚醛树脂30-40份，然后投入粉碎机中粉碎，得到粉状的基质料；

B）制备混合料，将步骤A）中得到的粉状基质料先加入捏合机中，然后依次将按质量份数称取的固化剂、无碱玻璃纤维、环保阻燃剂、增韧剂、固化促进剂、脱模剂和耐热无机填料加入捏合机中与基质料捏合，得到混合料；

C）塑炼，将由步骤B）得到的混合料引入塑炼机塑炼，塑炼温度控制为70-90℃，塑炼时间控制为4-6min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D）造粒，将由步骤C）得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎，再经筛选，得到增韧阻燃耐热的酚醛模塑料。

本发明的有益效果是：本发明在配方中采用两种不同分子量的酸催化线型酚醛树脂作为酚醛模塑料的基质料，一方面利用高分子量的长链结构提高材料的韧性，另一方面利用低分子量的短链酚醛树脂分子的体积小流动性高的特点，弥补大分子链互相缠绕连接时出现的空位，缩短不同分子之间的相对距离，，使材料表观更加致密，强度更高，而且由于小分子与大分子相互掺杂，分子之间相互距离缩短增加了不同分子之间相互作用的力点，明显增强了成品材料的热稳定性。除此之外，为了提高整体的物理性能，还通过向基质料中加入玻璃纤维、增韧剂和耐热无机填料来提高整体的力学性能和耐浸锡性能，使成品能够满足小型电子元器件中零件加工的要求。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

实施例1：

A）制备基质料，将按质量份数称取重均分子量大于20000的酸催化线型酚醛树脂30份，重均分子量介于600-1200之间的酸催化线型酚醛树脂5份投入粉碎机中粉碎，得到粉状的基质料，利用低分子量的酸催化线型酚醛树脂填补高分子量酸催化线型酚醛树脂相互缠绕作用时产生的空缺空间，从而提高基质料整体的热稳定性和韧性；

B）制备混合料，将按质量份数称取乌洛托品3份、无碱玻璃纤维10份、三聚氰胺氰尿酸盐4份、氢氧化镁1份、聚乙烯醇缩丁醛2份、活性氧化镁1份、硬脂酸钙1份、WE蜡1份、轻质碳酸钙5份、煅烧高岭土15份随同由步骤A）得到的粉状即粉体状的基质料引入捏合机中捏合，得到混合料；

C）塑炼，将由步骤B）得到的混合料在双辊轧的双辊塑炼机上塑炼（即混合），塑炼温度为90℃，塑炼时间为4min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D）造粒，将由步骤C）得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎，再经筛选，得到酚醛模塑料。

如果在步骤B）中加入质量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油黑，那么可得到彩色酚醛模塑料。

实施例2：

A）制备基质料，将按质量份数称取重均分子量大于20000的酸催化线型酚醛树脂28份，重均分子量介于600-1200之间的酸催化线型酚醛树脂8份投入粉碎机中粉碎，得到粉状的基质料，利用低分子量的酸催化线型酚醛树脂填补高分子量酸催化线型酚醛树脂相互缠绕作用时产生的空缺空间，从而提高基质料整体的热稳定性和韧性；

B）制备混合料，将按质量份数称取乌洛托品5份、无碱玻璃纤维15份、三聚氰胺氰尿酸盐2份、氢氧化铝8份、聚乙烯醇缩丁醛2份、丁腈橡胶2份、活性氧化镁1份、氢氧化钙1份、硬脂酸1份、乙撑双硬脂酰胺1份、云母粉10份随同由步骤A）得到的粉状即粉体状的基质料引入捏合机中捏合，得到混合料；

C）塑炼，将由步骤B）得到的混合料在双辊轧的双辊塑炼机上塑炼（即混合），塑炼温度为80℃，塑炼时间为5min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D）造粒，将由步骤C）得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎，再经筛选，得到酚醛模塑料。

如果在步骤B）中加入质量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油黑，那么可得到彩色酚醛模塑料。

实施例3：

A）制备基质料，将按质量份数称取重均分子量大于20000的酸催化线型酚醛树脂30份，重均分子量介于600-1200之间的酸催化线型酚醛树脂10份投入粉碎机中粉碎，得到粉状的基质料，利用低分子量的酸催化线型酚醛树脂填补高分子量酸催化线型酚醛树脂相互缠绕作用时产生的空缺空间，从而提高基质料整体的热稳定性和韧性；

B）制备混合料，将按质量份数称取乌洛托品6份、无碱玻璃纤维5份、三聚氰胺氰尿酸盐3份、氢氧化6份、氢氧化镁6份、聚乙烯醇缩丁醛1份、丁腈橡胶3份、活性氧化镁1份、氢氧化钙1份、硬脂酸2份、WE蜡1份、云母粉10份、轻质碳酸钙10份随同由步骤A）得到的粉状即粉体状的基质料引入捏合机中捏合，得到混合料；

C）塑炼，将由步骤B）得到的混合料在双辊轧的双辊塑炼机上塑炼（即混合），塑炼温度为90℃，塑炼时间为4min，而后冷却至室温，得到片状的待造粒料；

D）造粒，将由步骤C）得到的片状的待造粒料引入粉碎机粉碎，再经筛选，得到酚醛模塑料。

如果在步骤B）中加入质量份数为1.4-1.6份的所需颜色的着色剂如油黑，那么可得到彩色酚醛模塑料。

由上述实施例1-3所得到的酚醛模塑料经测试具有下表所示的技术指标。

有上述检查结果可知，上述三个实施例在保证阻燃达到V-0级别的基础上，其热变形温度高达260℃以上，且缺口冲击超过2 kJ/m

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。