二硫化鎢改性酚醛樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，特別涉及一種二硫化鎢改性酚醛 樹脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 酚醛樹脂是指由酚類和醛類在酸性或堿性催化劑的作用下合成得到的縮聚物，其 中，以苯酚和甲醛縮聚制得的酚醛樹脂最為重要，應(yīng)用最廣，同時酚醛樹脂也是世界上最早 實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的合成樹脂，迄今已有一百多年的歷史。酚醛樹脂具有卓越的黏附性、優(yōu)良 的耐熱性、獨特的抗燒蝕性和良好的阻燃性，因而廣泛的應(yīng)用于飛機(jī)和航空領(lǐng)域、軍事裝備 領(lǐng)域、汽車及運輸業(yè)、建筑業(yè)等方面。但酚醛樹脂自身具有一定的缺點，脆性大、在某些應(yīng)用 領(lǐng)域耐磨性不足等，在一定程度上限制了其更廣泛的應(yīng)用。近年來，人們通過不同的復(fù)合工 藝、在樹脂中摻雜金屬、化合物和納米顆粒等方法不斷開發(fā)出新的改性酚醛樹脂。目前已有 報道用桐油、腰果殼油、硼酸、雙馬來酰胺、鉬等進(jìn)行改性。但這些改性有的價格過高，有的 性能變化不顯著。
[0003] 并且，目前在制備改性酚栓樹脂工藝上大多存在工藝復(fù)雜、成本高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有耐腐蝕性、耐磨性、高潤滑性等諸多優(yōu)點的二硫 化鎢改性酚醛樹脂；
[0005] 另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種工藝簡單、成本低等諸多優(yōu)點的制備上述二 硫化鎢改性酚醛樹脂的方法。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明按以下組分（重量份數(shù)）進(jìn)行反應(yīng)：100重量份的酚， 60~80重量份的甲醛水溶液，質(zhì)量百分比濃度為35%~40%，0. 2~5重量份的催化劑， 0. 1~10重量份的二硫化鎢。
[0007] 本發(fā)明使用的酚類化合物為苯酚、腰果酚或二者混合物，催化劑為硫酸、草酸、醋 酸鋅、醋酸鈷、對甲苯磺酸和磷酸中的至少一種，其中硫酸、草酸、磷酸可以直接采用市售的 分析純或化學(xué)純產(chǎn)品，也可以經(jīng)過稀釋后使用。
[0008] -種二硫化鎢改性酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟一：將100重量份的酚、60~80份重量份的質(zhì)量百分濃度為35%~45%的 甲醛水溶液和〇. 2~5重量份的催化劑加入到反應(yīng)器中，混合物機(jī)械攪拌，升溫至85°C ;
[0010] 步驟二：邊攪拌邊加入0.1~10重量份的二硫化鎢，通過超聲波處理器使其剝離 分散形成溶液，溶液中二硫化鎢的濃度為0. 15~9mg/ml ;溶液溫度保持在85°C~95°C之 間，超聲反應(yīng)1~3小時，停止超聲。
[0011] 步驟三：補加甲醛和催化劑，控制溫度在85°C~95°C之間，保溫1. 5~3小時，停 止加熱，用NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH為中性，強力攪拌2~20min。
[0012] 步驟四：抽真空，脫水，當(dāng)溶液溫度達(dá)到120°C~180°C，出料，即為二硫化鎢改性 酚醛樹脂。
[0013] 在述的二硫化鎢改性酚醛樹脂的制備方法中，所述的酚為苯酚和/或腰果酚，所 述催化劑為硫酸、草酸、醋酸鋅、醋酸鈷、對甲苯磺酸和磷酸中的至少一種。
[0014] 在述的二硫化鎢改性酚醛樹脂的制備方法中，在步驟三中，補加的甲醛和催化劑 的重量份數(shù)不大于步驟一中甲醛和催化劑的重量份數(shù)。
[0015] 本發(fā)明中二硫化鎢的加入方式有三種，第一種方式是將其與甲醛在四口燒瓶中超 聲均勻分散；第二種方式是直接和其他物料一起加入反應(yīng)；第三種方式是在真空脫水前加 入。
[0016] 本發(fā)明中可以使用功率可調(diào)大小的超聲波裝置，既可以促進(jìn)改性物質(zhì)在基體樹脂 中的分散，也可以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述的方法制備的二硫化鎢改性酚醛樹脂。
[0018] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0019] 1.本發(fā)明工藝過程簡單易行，生產(chǎn)周期短，適用于絕大多數(shù)現(xiàn)有酚醛樹脂或改性 酚醛樹脂生產(chǎn)工藝。
[0020] 2.本發(fā)明使用超聲波裝置，使得二硫化鎢能夠均勻分散、原位插層、剝離，在基體 樹脂中能夠達(dá)到納米級別分散。最后通過超聲波可以促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，縮短生產(chǎn)工藝時間，有 利于節(jié)約成本。
[0021] 3.所得到的二硫化鎢改性酚醛樹脂，具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐磨性、潤滑性以及表 面光潔度。
[0022] 4.所得的三組分改性酚醛樹脂應(yīng)用前景非常廣闊，可用于高性能的耐磨材料，覆 膜砂，研磨材料及耐高溫磨具領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0023] 由下面的實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。但是，這些實例不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的 限制。
[0024] 實施條例1
[0025] 1)在裝有機(jī)械攪拌、冷凝器、超聲波裝置和溫度計的四口燒瓶中加入300g苯酚， 160g 37%的甲醛水溶液，1. 5g草酸，油浴加熱至85°C，邊攪拌邊加入lg二硫化鎢，超聲反 應(yīng)3小時。
[0026] 2)加入65g甲醛，(λ 9g草酸，升溫至95°C反應(yīng)2小時。
[0027] 3)用NaOH水溶液調(diào)節(jié)PH至中性，強力攪拌lOmin后進(jìn)行真空脫水，真空度在 0. 07~0. 09MPa，當(dāng)溫度達(dá)到140~170°C時出料。
[0028] 4)得到的熱塑性酚醛樹脂用粉碎機(jī)粉碎至粒度為200~400目。
[0029] 實施條例2
[0030] 1)在裝有機(jī)械攪拌、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中加入300g苯酚、1. 5g草酸，油 浴加熱至85°C，并輔以強烈攪拌。
[0031] 2)在裝有機(jī)械攪拌、超聲波裝置、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中加入160g甲醛、 lg二硫化鎢，強烈機(jī)械攪拌并超聲至二硫化鎢分散均勻。
[0032] 3)將步驟2中得到二硫化鎢和甲醛均勻混合物加入步驟1得到的混合體系中， 85°C反應(yīng)3小時。
[0033] 4)加入65g甲醛，(λ 9g草酸，升溫至95°C反應(yīng)2小時。
[0034] 5)用NaOH水溶液調(diào)節(jié)PH至中性，強力攪拌lOmin后進(jìn)行真空脫水，真空度在 0. 07~0. 09MPa，當(dāng)溫度達(dá)到140~170°C時出料。
[0035] 6)得到的熱塑性酚醛樹脂用粉碎機(jī)粉碎至粒度為200~400目。
[0036] 實施條例3
[0037] 1)在裝有機(jī)械攪拌、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中加入300g苯酚、160g甲醛、 1. 5g草酸，油浴加熱至85°C，強烈攪拌反應(yīng)3小時。
[0038] 2)在裝有機(jī)械攪拌、超聲波裝置、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中加入65g甲醛、lg 二硫化鎢，強烈機(jī)械攪拌并超聲lh至二硫化鎢分散均勻。
[0039] 3)將步驟2中得到二硫化鎢和甲醛均勻混合物加入步驟1得到的混合體系中，升 溫至95°C反應(yīng)2小時。
[0040] 4)用NaOH水溶液調(diào)節(jié)PH至中性，強力攪拌lOmin后進(jìn)行真空脫水，真空度在 0. 07~0. 09MPa，當(dāng)溫度達(dá)到140~170°C時出料。
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