[发明专利]一种双组份聚硅氧烷改性酚醛树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双组份聚硅氧烷改性酚醛树脂及其制备方法，属于酚醛树脂技术领域，本发明的双组份聚硅氧烷改性酚醛树脂，在酚醛树脂材料中添加了交联聚硅氧烷和聚硅氧烷纳米微球；其中交联聚硅氧烷为交联网络结构，加入酚醛树脂后可充分改善酚醛树脂的弹性和韧性；聚硅氧烷纳米微球为微纳米结构，内部含有大量的孔隙，添加入酚醛树脂后可以在树脂内部引入大量力学性能优异的微孔结构，使酚醛树脂更加具有柔韧性。

技术领域

本发明涉及酚醛树脂技术领域，具体说是一种双组份聚硅氧烷改性酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂是酚类化合物和甲醛进行缩聚反应得到的一种高性能、多用途的功能高分子材料。酚醛树脂中含有刚性的苯环结构，同时苯环之间通过柔性的亚甲基连接，因而材料具有出色的耐高温、耐酸碱、阻燃性能等，被广泛应用于建筑业、交通运输业和制造业。

轮胎橡胶中添加酚醛树脂可以显著改善橡胶的力学强度和硬度，同时赋予轮胎橡胶不错的耐老化性，因而酚醛树脂广泛应用于汽车的子午线轮胎、钢丝覆胶和三角胶等。但是，在制备轮胎橡胶时，酚醛树脂与其它辅料的相容性一般，导致轮胎内部结构不均匀，轮胎产品质量不稳定。另外，酚醛树脂的脆性较大，加入到轮胎橡胶中后，容易导致产品韧性下降，减少了橡胶的使用寿命。因此，行业内迫切需要对酚醛树脂材料的性能进行改性，在保证其力学强度和硬度的基础上，提高其韧性，同时改善酚醛树脂与轮胎橡胶用辅料的相容性。

发明内容

为解决上述问题，对酚醛树脂材料的性能进行改性，在保证其力学强度和硬度的基础上，提高其韧性，同时改善酚醛树脂与轮胎橡胶用辅料的相容性，本发明的目的是提供一种双组份聚硅氧烷改性酚醛树脂的制备方法。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种双组份聚硅氧烷改性酚醛树脂，以重量份计，由以下原料组成：苯酚110~120份，甲醛水溶液70~80份，交联聚硅氧烷24~33份，聚硅氧烷纳米微球15~28份，苯并恶嗪8~15份，有机酸0.05~0.4份；

所述甲醛水溶液的质量浓度为20~35%；

所述有机酸为甲酸或十二烷基苯磺酸；

其中，交联聚硅氧烷按照如下方法制备：

取苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷和四甲基氢氧化铵，在氮气保护下，升温至70℃，滴加1,2-双三甲氧基硅基乙烷和3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷，得到混合液，保证滴加过程中混合液的温度在70~90℃，滴加完毕升温至110~120℃，搅拌反应1~3小时，得交联聚硅氧烷；

其中苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、四甲基氢氧化铵、1,2-双三甲氧基硅基乙烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为100~110：0.04~0.12：42~50：33~38；

其中聚硅氧烷纳米微球按照如下方法制备：

将乙烯基三乙氧基硅烷、石墨烯、去离子水、聚乙烯比咯烷酮加入到反应瓶中，开启搅拌，升温至25~40℃，用盐酸水溶液调节pH值至3.5~5.5，搅拌反应1~3小时，加入氨水调节pH值至6.5~8.0，离心，过滤，滤饼为聚硅氧烷纳米微球；

其中乙烯基三乙氧基硅烷、石墨烯、去离子水、聚乙烯比咯烷酮的质量比为80~120：10~15：500~800：0.5~2；

所述的聚乙烯比咯烷酮是聚乙烯比咯烷酮K30或聚乙烯比咯烷酮K90；

所述盐酸水溶液的摩尔浓度是2~4mol/L；

所述氨水的质量浓度是25%～28%。

优选的，甲醛水溶液的质量分数是25~30%。

优选的，有机酸是十二烷基苯磺酸。