一種耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及糠醛丙酮樹脂材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]糠醛丙酮樹脂是一種呋喃樹脂，與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能，因此可與環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性，改性后，糠醛丙酮樹脂材料能夠具備耐酸堿、耐有機溶劑侵蝕，耐候性強等優(yōu)點，而且糠醛丙酮樹脂來源廣泛、生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉，在電纜生產(chǎn)工業(yè)中主要用來制作各種耐腐蝕、高溫材料，然而，糠醛丙酮樹脂制備過程中，脆性大、粘結(jié)性差以及工藝穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料的制備方法，本發(fā)明工藝穩(wěn)定，制備出的改性糠醛丙酮樹脂材料耐腐蝕性能好、柔韌性高、抗沖擊能力強、耐候性好，能夠滿足電纜生產(chǎn)工業(yè)需求。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料的制備方法，包括以下步驟:
[0005]S1、按重量份將8-12份碳纖維、10-13份硼酸、22-26份質(zhì)量分數(shù)為55_58wt%的硝酸放入第一反應(yīng)容器超聲處理30-33min得到物料A，超聲處理的頻率為40_45KHz，超聲處理的功率為1400-1600W，將物料A取出干燥，干燥的溫度為66-70°C，然后放入第二反應(yīng)容器中，將第二反應(yīng)容器充滿氮氣后，按5-7°C /min的升溫速度升高第二反應(yīng)容器及其內(nèi)容物溫度至780-820°C，保溫2-2.5h得到BN增強碳纖維；
[0006]S2、按重量份將1-1.3份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑、4-7份納米纖維素晶須加入12-15份BN增強碳纖維中攪拌均勻，再加入36-40份糠醛丙酮樹脂、20-23份環(huán)氧樹脂、16-19份酚醛樹脂，升溫至122-125°C，攪拌均勻，再加入10-15份水鎂石粉、5_7份硅酸鋁、0.8-1.2份硫磺粉、2.8-3.1份促進劑AA、2-2.3份促進劑MZ、1.1-1.4份增塑劑DCHP、8-12份石油磺酸苯酯、0.5-1.5份N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺、1.6-1.9份抗氧劑DLTP、
1.1-1.3份防老劑4020攪拌均勻后得到混合物料；將混合物料移至雙螺桿擠出機，熔融擠出后得到耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料，雙螺桿擠出機擠出區(qū)溫度分別為:
124-1280C、130-134°C、141-145 V、153-158 V、160-165 V，機頭溫度為 170-178 V，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為260-280rpm。
[0007]優(yōu)選地，SI中，碳纖維為彈性模量為240_260GPa的聚丙烯腈基碳纖維。
[0008]優(yōu)選地，SI中，按重量份將9-10份碳纖維、11-12份硼酸、23-25份質(zhì)量分數(shù)為56-57wt %的硝酸放入第一反應(yīng)容器超聲處理31-32min得到物料A，超聲處理的頻率為42-44KHZ，超聲處理的功率為1460-1580W，將物料A取出干燥，干燥的溫度為67_68°C，然后放入第二反應(yīng)容器中，將第二反應(yīng)容器充滿氮氣后，按5.5-60C /min的升溫速度升高第二反應(yīng)容器及其內(nèi)容物溫度至790-810°C，保溫2.2-2.4h得到BN增強碳纖維。
[0009]優(yōu)選地，S2中，糠醛丙酮樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、BN增強碳纖維的重量比為37-38:21-22:17-18:13_14。
[0010]優(yōu)選地，S2中，按重量份將1.1-1.2份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑、5-6份納米纖維素晶須加入13-14份BN增強碳纖維中攪拌均勻，再加入37-38份糠醛丙酮樹脂、21-22份環(huán)氧樹脂、17-18份酚醛樹脂，升溫至123-124?，攪拌均勻，再加入12-14份水鎂石粉、5.5-6份硅酸鋁、0.9-1份硫磺粉、2.9-3份促進劑AA、2.1-2.2份促進劑MZ、1.2-1.3份增塑劑DCHP、9-11份石油磺酸苯酯、0.8-1.2份N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺、1.7-1.8份抗氧劑DLTPU.2-1.3份防老劑4020攪拌均勻后得到混合物料；將混合物料移至雙螺桿擠出機，熔融擠出后得到耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料，雙螺桿擠出機擠出區(qū)溫度分別為:
125-1260C、132-133°C、143-144°C、155-156 V、162-164°C，機頭溫度為 174-176 V，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為265-270rpm。
[0011]本發(fā)明采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、與糠醛丙酮樹脂混合使用，大大提高了本發(fā)明的耐腐蝕性能、柔韌性和抗沖擊能力，同時也提高了本發(fā)明實施過程中的穩(wěn)定性，而BN增強碳纖維是碳纖維經(jīng)BN化合物涂覆增強得到的，碳纖維具有強度高、耐腐蝕、柔韌性好、模量高且具有抗拉力強、力學(xué)性能優(yōu)異等特點，然而其容易被氧化且具有一定的導(dǎo)電性，制備過程中，硼酸、特定濃度的硝酸經(jīng)超聲處理后，能夠牢固地附著在碳纖維表面，再通過氮氣保護下的高溫處理反應(yīng)生成BN涂層，從而在碳纖維表面制得了具有極好絕緣性的BN涂層，而BN涂層能夠與碳纖維極好的相容，又大大提高了碳纖維的抗氧化性、柔韌性，從而大大提高了本發(fā)明的韌性、抗沖擊、耐撕裂耐磨性能；納米纖維素晶須、水鎂石粉、硅酸鋁作為補強填充劑添加，一方面提高了本發(fā)明的耐腐蝕性能和強度，另一方面降低了本發(fā)明的成本、提高本發(fā)明實施過程中的穩(wěn)定性；增塑劑DCHP、石油磺酸苯酯作為主輔增塑劑的添加，能夠提高本發(fā)明的可塑性、加快本發(fā)明塑化效率，提高本發(fā)明的可控性；同時添加的硫磺粉、促進劑AA、促進劑MZ能夠使本發(fā)明中添加的橡膠物料迅速硫化并與其他物料交聯(lián)混合，促進形成“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”的，從而增強本發(fā)明的彈性和強度，進一步提高了本發(fā)明的柔韌性和耐候性、耐腐蝕性能；單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑的添加，具有很大的靈活性和多功能性，能夠利用其含有的六個功能區(qū)，既是偶聯(lián)劑，也可以是分散劑、濕潤劑、粘合劑、交聯(lián)劑、催化劑等，能與增塑劑DCHP、石油磺酸苯酯混合使用，使單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑可以在后續(xù)加工過程中均勻的包覆在填充上述添加的補強填充劑上，使補強填充劑均勻地分布在本發(fā)明中，大大提高了本發(fā)明的強度、耐腐蝕性能和抗撕裂能力，同時，也增強了本發(fā)明的可塑能力和韌性；N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺作為防焦劑使用，能夠控制本發(fā)明實施過程中的進程，防止出現(xiàn)“焦燒現(xiàn)象”;抗氧劑DLTP、防老劑4020能夠提高本發(fā)明的抗氧化、抗老化性能，延長本發(fā)明制備的改性糠醛丙酮樹脂材料的使用壽命。
【具體實施方式】
[0012]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0013]實施例1
[0014]本發(fā)明提出的一種耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料的制備方法，包括以下步驟:
[0015]S1、按重量份將12份碳纖維、10份硼酸、26份質(zhì)量分數(shù)為55?1:%的硝酸放入第一反應(yīng)容器超聲處理33min得到物料A，超聲處理的頻率為40KHz，超聲處理的功率為1600W，將物料A取出干燥，干燥的溫度為66°C，然后放入第二反應(yīng)容器中，將第二反應(yīng)容器充滿氮氣后，按7°C /min的升溫速度升高第二反應(yīng)容器及其內(nèi)容物溫度至780°C，保溫2.5h得到BN增強碳纖維；其中，碳纖維為彈性模量為240GPa的聚丙烯腈基碳纖維；
[0016]S2、按重量份將1.3份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑、4份納米纖維素晶須加入15份BN增強碳纖維中攪拌均勻，再加入36份糠醛丙酮樹脂、23份環(huán)氧樹脂、16份酚醛樹脂，升溫至125°C，攪拌均勻，再加入10份水鎂石粉、7份硅酸鋁、0.8份硫磺粉、3.1份促進劑AA、2份促進劑MZ、1.4份增塑劑DCHP、8份石油磺酸苯酯、1.5份N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺、1.6份抗氧劑DLTP、1.3份防老劑4020攪拌均勻后得到混合物料；將混合物料移至雙螺桿擠出機，熔融擠出后得到耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料，雙螺桿擠出機擠出區(qū)溫度分別為:124°C、134°C、141 °C、158 °C、160°C，機頭溫度為178 °C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為260rpmo
[0017]實施例2
[0018]本發(fā)明提出的一種耐腐蝕高柔韌性改性糠醛丙酮樹脂材料的制備方法，包括以下步驟:
[0019]S1、按重量份將8份碳纖維、13份硼酸、22份質(zhì)量分數(shù)為58wt %的硝酸放入第一反應(yīng)容器超聲處理30min得到物料A，超聲處理的頻率為45KHz，超聲處理的功率為1400W，將物料A取出干燥，干燥的溫度為70°C，然后放入第二反應(yīng)容器中，將第二反應(yīng)容器充滿氮氣后，按5°C /min的升溫速度升高第二反應(yīng)容器及其內(nèi)容物溫度至820°C，保溫2h得到BN增強碳纖維；其中，碳纖維為彈性模量為260GPa的聚丙烯腈基碳纖維；
[0020]S2、按重量份將I份單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑、7份納米纖維素晶須加入12份BN增強碳纖維中攪拌均勻，再加入40份糠醛丙酮樹脂、20份環(huán)氧樹脂、19份酚醛樹脂，升溫至1