[发明专利]热熔预浸料用热固性酚醛树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热熔法预浸料用热固性酚醛树脂及其制备方法。本发明的包括如下步骤：(1)将包括酚、醛和催化剂的反应物料在100～150min内缓慢升温至95～98℃，并保温；(2)当所述反应物料的浑浊度在75～85℃之间时，将所述反应物料冷却；(3)当所述反应物料被冷却至60℃以下时，开始进行抽真空脱水；当所述反应物料开始变透明时，开始将所述反应物料升温，直至温度达到86～93℃，并保温直至反应产物的150℃时的凝胶时间达到120～200s时，结束脱水，从而得到所述热固性酚醛树脂。本发明通过控制工艺条件，获得了无溶剂的热固性酚醛树脂，其流动性好、稳定性好，非常适合用于热熔法预浸料。

技术领域

本发明涉及一种热固性酚醛树脂及其制备方法，尤其是一种热熔预浸料用热固性酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

热固性树脂预浸料的生产工艺主包括溶液浸渍法和热熔法。在溶液浸渍法中，利用含有基体树脂的有机溶液浸渍连续纤维或织物，通过挥发、干燥等方式除去溶剂后得到预浸料。溶液浸渍法的主要优点是设备投入少、适用于大多数基体树脂；其缺点是基体树脂含量控制准确性较差、挥发份含量高、存在环境污染。热熔法可以分为一步法和两步法。在一步法中，将基体树脂置于胶槽中使其熔融，然后将纤维束展平后经过胶槽浸胶，再经过挤胶重排制得预浸料。在两步法中，先将基体树脂制成厚度均匀的树脂膜，然后将两层树脂膜与一层连续纤维或织物复合从而形成夹层结构，再在一定温度和压力下使树脂膜熔化、浸渍到纤维或织物中形成预浸料。热熔法的优点是基体树脂含量控制精度高、挥发份含量低、环境污染少、制备效率高、外观质量好。因此，热熔法是目前热固性树脂预浸料的重点发展方向。

自20世纪50年代开始，美国和苏联等国家就开始将酚醛树脂复合材料应用于空间飞行器、火箭、导弹和超音速飞机的部件，也作为耐瞬时高温和烧蚀材料。半个多世纪以来，热固性酚醛树脂复合材料在防热耐烧蚀领域具有绝对的领军地位。酚醛树脂复合材料成型中的一种重要的中间基材就是酚醛树脂预浸料。酚醛树脂预浸料的质量好坏直接影响到复合材料的质量。由于热固性酚醛树脂属于自固化型树脂，其在生产过程中需严格控制反应程度，而且其树脂本体粘度大，反应结束后通常需要通过加入溶剂来放料储存，因此其预浸料的制备也只能采用溶液浸渍法。

综上，传统的热固性酚醛树脂并不适用于热熔法制备预浸料，也无法在热熔预浸设备上使用。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的一个目的在于提供一种热熔预浸料用热固性酚醛树脂的制备方法，其可以获得无溶剂型热固性酚醛树脂，并且能够适用于热熔法制备预浸料。本发明的另一个目的在于提供上述制备方法获得的热固性酚醛树脂。

本发明采用如下技术方案实现上述目的。

本发明提供一种热熔法预浸料用热固性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将包括酚、醛和催化剂的反应物料在100～150min内缓慢升温至95～98℃，并保温；

(2)当所述反应物料的浑浊度在75～85℃之间时，将所述反应物料冷却；

(3)当所述反应物料被冷却至60℃以下时，开始进行抽真空脱水；当所述反应物料开始变透明时，开始将所述反应物料升温，直至温度达到86～93℃，并保温直至反应产物的150℃时的凝胶时间达到120～200s时，结束脱水，从而得到所述热固性酚醛树脂。

在本发明中，所述浑浊度的测定方法为：将盛有反应物料的试管置于沸水中加热，不断搅拌，当反应物料完全透明后停止加热，将反应物料自然冷却，直至出现明显浑浊时的温度即为浑浊度。

在本发明中，所述凝胶时间的测定方法为：取(1±0.1)g反应产物，放在温度为(150±1)℃的铁板的中心圆槽上，当反应产物熔化时，开始计时，并用玻璃棒不断搅拌，直至反应产物挑起拉丝断裂，计时结束，这一时间即为凝胶时间。